Medicine and surgery - Medicina e chirurgia "F"

Tipologia

Funzioni biologiche integrate di organi, sistemi e apparati umani

SSD

BIO/09

Anno

2º anno

Semestre

2º semestre

CFU

7

Distribuzione delle ore

84 classroom hours

Docenti

MANUELA MERLI
CRISTINA LIMATOLA
PAOLO PALANGE
FRANCESCA GRASSI

Tipologia

Funzioni biologiche integrate di organi, sistemi e apparati umani

SSD

BIO/09

Anno

3º anno

Semestre

1º semestre

CFU

3

Distribuzione delle ore

36 classroom hours

Docenti

STEFANO FERRAINA

Tipologia

Funzioni biologiche integrate di organi, sistemi e apparati umani

SSD

BIO/09

Anno

2º anno

Semestre

1º semestre

CFU

8

Distribuzione delle ore

96 classroom hours

Docenti

CRISTINA LIMATOLA
CARMINE SAVOIA
FRANCESCA GRASSI

Alla fine del corso lo studente deve conoscere le modalità di funzionamento dei diversi organi del corpo umano; l’integrazione dinamica degli organi in apparati; i meccanismi generali di controllo funzionale in condizioni normali; i principali reperti funzionali nell’uomo sano; i principi delle applicazioni alla medicina della biofisica e delle tecnologie biomediche. Deve conoscere le tecniche di rilevamento di alcuni parametri fisiologici.

Al termine del corso, lo studente dovrà essere in grado di:
Comprendere l'Omeostasi: Spiegare il concetto di omeostasi e i meccanismi di controllo a feedback negativo e positivo che regolano le funzioni vitali (es. temperatura corporea, glicemia, pH ematico).
Fisiologia Cellulare e Generale: Descrivere le proprietà fondamentali delle membrane biologiche, i meccanismi di trasporto (passivo e attivo) e le basi dell'eccitabilità cellulare (potenziali di membrana e d'azione).
Fisiologia dei Sistemi:
Sistema Nervoso: Descrivere l'organizzazione generale e le funzioni del sistema nervoso centrale e periferico, inclusa la trasmissione sinaptica, i sistemi sensoriali (vista, udito, somatosensoriale), il controllo del movimento e le funzioni cognitive superiori (memoria, apprendimento).
Sistema Endocrino: Spiegare i principi della regolazione ormonale, la funzione delle principali ghiandole endocrine (ipotalamo, ipofisi, tiroide, surrene, pancreas) e il loro ruolo nell'omeostasi.
Sistema Cardiovascolare: Descrivere l'eccitabilità e la contrattilità cardiaca, il ciclo cardiaco, le leggi dell'emodinamica (flusso, pressione, resistenza) e la regolazione della pressione arteriosa e della gittata cardiaca.
Sistema Respiratorio: Spiegare la meccanica ventilatoria, gli scambi gassosi a livello polmonare e tissutale, il trasporto dei gas nel sangue e la regolazione della respirazione.
Sistema Renale: Descrivere la struttura e la funzione del nefrone, i meccanismi di filtrazione, riassorbimento e secrezione e il ruolo del rene nella regolazione del bilancio idro-elettrolitico e dell'equilibrio acido-base.
Apparato Digerente: Spiegare i meccanismi di motilità e secrezione nelle diverse sezioni del tratto gastrointestinale e il ruolo di fegato e pancreas nella digestione e assorbimento dei nutrienti.
Fisiologia del Muscolo: Descrivere i meccanismi di contrazione del muscolo scheletrico, liscio e cardiaco.

La Fisiologia studia come funzionano le strutture e i fenomeni fisiologici hanno radici molecolari e chimiche. Pertanto e' indispensabile che lo studente abbia una profonda conoscenza delle seguenti discipline:
Anatomia Umana: Conoscenza dettagliata dell'organizzazione macroscopica degli organi, degli apparati e dei sistemi (es. muscoli, cuore, polmoni, reni, strutture del sistema nervoso). La comprensione delle relazioni spaziali e della vascolarizzazione è cruciale per capire il flusso sanguigno o i riflessi nervosi.
Istologia e Citologia: Comprensione della struttura microscopica dei tessuti (es. epiteliale, muscolare, nervoso) e della morfologia cellulare. Questo è essenziale per capire come la struttura cellulare (es. canali ionici, giunzioni neuromuscolari) sia direttamente collegata alla funzione (es. potenziale d'azione, contrazione).
Biochimica: Conoscenza dei principali processi metabolici (glicolisi, ciclo di Krebs, catena di trasporto degli elettroni), della struttura delle macromolecole (proteine, lipidi, carboidrati) e del ruolo degli enzimi. Questo è fondamentale per la fisiologia della nutrizione, del muscolo e della produzione di energia.
Chimica: Basi solide sui concetti di soluzioni, pH, tamponi e sui meccanismi di legame chimico. Essenziale per comprendere l'equilibrio acido-base e il trasporto di ossigeno.

La Fisiologia inoltre è, in gran parte, l'applicazione dei principi fisici a un sistema biologico. E' necessario che lo studente conosca i concetti di base di:
Elettricità: Fondamenti dei potenziali elettrici e del movimento delle cariche (necessari per i potenziali di membrana e d'azione).
Fluidodinamica: Leggi che regolano il flusso, la pressione e la resistenza (critiche per la fisiologia cardiovascolare e respiratoria).
Termodinamica: Principi di scambio di energia e calore (necessari per la termoregolazione e il metabolismo).
Diffusione e Osmosi: Meccanismi di trasporto attraverso le membrane (fondamentali per la fisiologia renale e gli scambi cellulari).

Modulo: HUMAN PHYSIOLOGY II
Grassi: I reni ed i liquidi corporei. I compartimenti idrici; equilibrio idrico e minerale. Formazione dell'urina: filtrazione glomerulare, trasporto tubulare degli elettroliti, riassorbimento tubulare dell'acqua e regolazione dell'osmolarità. - La minzione. - Meccanismi renali di controllo del volume ematico e del liquido extracellulare. Regolazione della concentrazione extracellulare dei principali elettroliti (sodio, potassio, calcio, magnesio, fosfato)
Grassi: La respirazione: struttura del polmone. - Pressioni polmonari e ventilazione; volumi polmonari - Proprietà meccaniche del polmone. - Il circolo polmonare. - Scambi gassosi - Trasporto dei gas respiratori. - Regolazione della respirazione.
Grassi: L'equilibrio acido-base: Sistemi tampone per la regolazione del pH extracellulare: proteine, bicarbonato, fosfato. Regolazione renale dell'equilibrio acido-base. Regolazione respiratoria dell'equilibrio acido base. Disturbi dell'equilibrio acido-base.
Grassi: Fisiologia gastrointestinale: motilità, controllo nervoso e circolazione sanguigna nell'apparato digerente. - Progressione e rimescolamento degli alimenti nel tubo digerente. Secrezioni dell'apparato digerente: salivare, esofagea, gastrica, pancreatica, epatica, intestinali. - Digestione degli alimenti. - Assorbimento di nutrienti, acqua e ioni nell'intestino tenue. Assorbimento nell'intestino crasso.
Merli: La funzione dell'apparato gastrointestinale dal punto di vista clinico
Limatola: Endocrinologia: natura e meccanismi d'azione degli ormoni. - Dosaggi ormonali. - Ormoni ipofisari e meccanismi di controllo ipotalamico. - Ormoni tiroidei. - Ormoni corticosurrenalici. - Ormoni pancreatici: insulina e glucagone. - Ormone paratiroideo e calcitonina: il metabolismo del calcio e del fosfato. Ormoni sessuali maschili e femminili. Riproduzione e gravidanza



Modulo: HUMAN PHYSIOLOGY III
Programma del modulo:
Il sistema somatosensoriale. Sensibilità somatica Aree corticali coinvolte nella sensibilità somatica. Psicofisica del dolore. Meccanismi periferici e nervosi centrali del dolore. Analgesia.
Il sistema visivo Retina. Il campo visivo Percorsi visivi. Celle Parvo e Magno. Corteccia visiva primaria e aree extrastriate. La stereopsi. La percezione dei colori. I percorsi "dove" e "cosa" in visione. Psicofisica visiva
Il sistema acustico Cochlea. Percorsi acustici centralizzati. Aree uditive della corteccia cerebrale. Percezione e localizzazione dei suoni.
Recettori del gusto, strutture centrali. Recettori olfattivi, strutture centrali.
Organizzazione generale dei sistemi motori. Muscoli e unità motorie. Movimenti e riflessi volontari. Controllo motore e modelli interni. Riflessi spinali Tono muscolare. Il sistema vestibolare e i riflessi vestibolari. Organi otolitici. Riflesso vestibolare-oculare Riflessi vestibolo-spinali. Controllo della postura Tono posturale Controllo dell'orientamento della testa, del corpo e mantenimento dell'equilibrio.
Il controllo corticale del movimento volontario. Premotoria e aree motorie della corteccia cerebrale. Percorsi discendenti del motore. La corteccia parietale posteriore. Gangli basali. Il cervelletto Il cervelletto e l'apprendimento motorio. Locomozione. Biomeccanica della locomozione. Controllo neurale della locomozione.
Movimenti oculari Movimenti oculari saccadici, movimenti di vergenza, movimenti lenti di inseguimento. Riflesso vestibolo-oculare, riflesso opto-cinetico, nistagmo.
Le aree associative della corteccia cerebrale. Aree prefrontali, temporali e parietali.
Ciclo sonno-veglia. I meccanismi neurofisiologici e neurochimici alla base del ciclo sonno-veglia. L'elettroencefalogramma. La coscienza e i suoi stati.
Dominanza emisferica. Lingua e altre funzioni superiori. Memoria e apprendimento
Elementi della storia della neurofisiologia.


Modulo: HUMAN PHYSIOLOGY I
Fisiologia e Biofisica cellulare
• Cosa studia la fisiologia. Concetto di omeostasi. Liquidi corporei.
• La cellula come unità di base: parametri elettrici della membrana cellulare e circuiti equivalenti; potenziale di riposo; potenziale d'azione. - Canali ionici voltaggio-dipendenti. - Metodi biofisici per lo studio degli eventi elettrici di membrana.
• Neurotrasmettitori
• Sinapsi elettriche: struttura e funzione. - Sinapsi chimiche. Rilascio del trasmettitore spontaneo ed evocato. Potenziale sinaptico; sommazione spaziale e temporale. La giunzione neuromuscolare.
• Recettori di membrana: Famiglie di recettori ionotropi: analogie strutturali e peculiarità funzionali. - Famiglie di recettori metabotropi: analogie strutturali e diversità funzionali. - Sistemi di secondi messaggeri e trasduzione del segnale. Attività sinaptica e processi cognitivi e mnemonici.
• Fisiologia muscolare
Il muscolo: struttura e funzione dei vari tipi di muscolo. - La contrazione del muscolo scheletrico, liscio e cardiaco.
• Fisiologia delle cellule del sangue
Le funzioni generali del sangue. - I costituenti del sangue: plasma, eritrociti, leucociti, piastrine. L'emostasi.
• Sistema nervoso autonomo orto e parasimpatico.
Centri respiratori e cardiocircolatori
• Fisiologia del cuore e della circolazione sanguigna
Leggi della meccanica dei fluidi applicate alla circolazione del sangue. Pressione arteriosa e resistenze periferiche. Il cuore: aspetti fisiologici del miocardio; il ciclo cardiaco. Gittata cardiaca e ritorno venoso. Eccitazione del miocardio e conduzione dell'impulso; meccanismi di controllo nervoso. - L'elettrocardiogramma. - Microcircolazione e sistema linfatico: Scambi tra sangue e tessuti. - Controllo del flusso ematico e della pressione arteriosa. Metodi di misurazione della pressione arteriosa.

Modulo: HUMAN PHYSIOLOGY II
Libri di testo (consigliati): Uno dei seguenti a scelta della studentessa/dello studente
WF Boron, EL Boulpaep: Medical Physiology. Elsevier 2017. ISBN: 978-0323427968 OPPURE
BM Koeppen, BA Stanton: Berne & Levy Physiology. Mosby Elsevier 2010. ISBN: 978-0-323-07362-2 OPPURE
JH Hall: Guyton and Hall Medical Physiology. Saunders Elsevier. ISBN: 978-1-4160-44574-8 OPPURE
DU Silverthorn: Human Physiology. 6th edition. Benjamin Cummings. ISBN: 978-0321750006




Modulo: HUMAN PHYSIOLOGY III
Non c’è un libro specifico per questo corso poiché il programma delle lezioni non seguirà un testo particolare.
Come riferimento:
Kandel et al: Principles of Neural Science. McGraw Hill Education. ISBN-13: 978-0071390118.
Bear et al.: Neuroscience: Exploring the Brain. Wolters Kluwer. ISBN-13: 978-0781778176
Articoli scientifici di approfondimento saranno disponibili a richiesta o presentati in classe



Modulo: HUMAN PHYSIOLOGY I
Fisiologia Medica. Guyton e Hall
Fisiologia Medica Boron e Boulpalep
Fisiologia Medica Berne e Levy

Modulo: HUMAN PHYSIOLOGY II
N/D
Modulo: HUMAN PHYSIOLOGY III
N/D
Modulo: HUMAN PHYSIOLOGY I
N/D

Attività didattica frontale organizzata in 3 semestri

Obbligatoria

Prova orale

Funzionamento del muscolo cardiaco e striato; Potenziale d'azione; Scambi di membrana; Canali ionici; Controllo della Gittata cardiaca; Controllo della Pressione arteriosa; Ruolo del rene nel controllo del pH sistemico; Regolazione dello svuotamento gastrico

Modulo: HUMAN PHYSIOLOGY II

• Fisiologia del sistema respiratorio (12 ore)
  • Testi di riferimento: v. Testi


• Fisiologia Renale (12 ore)
  • Testi di riferimento: v. Testi


• Fisiologia del sistema digerente (12 ore)
  • Testi di riferimento: v. Testi


• Fisiologia del sistema endocrino (12 ore)
  • Testi di riferimento: v. Testi


• Fisiologia integrativa (8 ore)
  • Testi di riferimento: v. Testi

• Cosa studia la Fisiologia. Il concetto di omeostasi


• Fluidi corporei e loro regolazione


• Le membrane cellulari e i meccanismi di trasposrto


• Fisiologia dei canali ionici


• Potenziale di membrana e potenziale d'azione delle cellule eccitabili


• La trasmissione sinaptica


• Fisiologia del muscolo scheletrico


• Fisiologia del muscolo liscio


• Proprietà funzionali del muscolo cardiaco


• Funzioni del sangue


• La meccanica del muscolo cardiaco


• Il sistema nervoso autonomo


• Attività elettrica del cuore


• L'elettrocardiogramma


• Alterazioni dell'elettrocardiogramma e sue interpretazioni (Prof. Carmine Savoia)


• Gittata cardiaca e sua regolazione


• Sistema arterioso


• Leggi fisiche della circolazione


• Circolazioni locali: il cuore (Prof. Carmine Savoia)


• Sistema venoso e ritorno venoso. Diagrammi di Guyton


• Pressione arteriosa e sua regolazione


• Microcircolo


• Sistema linfatico