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    Pieter DE LANGE

    Insegnamento di FISIOLOGIA DEGLI APPARATI

    Corso di laurea magistrale in BIOLOGIA

    SSD: BIO/09

    CFU: 7,00

    ORE PER UNITÀ DIDATTICA: 56,00

    Periodo di Erogazione: Primo Semestre

    Italiano

    Lingua di insegnamento

    ITALIANO

    Contenuti

    Omeostasi- dalla cellula all’organo: ruoli dei recettori di membrana e intracellulari nella comunicazione tra le cellule e gli organi, ruolo degli ormoni, ruolo degli neurotrasmettitori nella comunicazione tra cellule nervose e/o muscolari, il sistema nervoso, il sistema muscolare e cardiovascolare, il rene, il sistema respiratorio e lo scambio gassoso

    Testi di riferimento

    Vari autori – Fisiologia, a cura di P. Scotto – Poletto Editore
    V. Taglietti e C. Casella – PRINCIPI DI FISIOLOGIA E BIOFISICA DELLA CELLULA – La Goliardica Pavese R.M. Berne e M.N. Levy – FISIOLOGIA – Casa Editrice Ambrosiana
    R. Rhoades e R. Pflanzer – FISIOLOGIA UMANA – Piccin

    Obiettivi formativi

    L'insegnamento si prefigge di fornire i concetti generali della materia, conoscenze che sono alla base della fisiologia degli apparati, necessari per incentivare la capacità di comprensione di concetti in campo biologico/farmaceutico.

    Al termine del corso, lo studente avrà acquisito un’adeguata conoscenza dei meccanismi fisiologici dei sistemi della vita vegetativa e della vita di relazione e dell’uomo, che lo fornisce la capacità di trarre conclusioni, formulare concetti e apprenderli in modo logico.

    Nello specifico, lo studente sarà in grado di:

    - Dedurre meccanismi della traduzione del segnale cellulare, dai recettori di membrana a quelli nucleari.
    - Conoscere e capire la funzionalità del sistema endocrino e nervoso
    - Capire i concetti di base degli apparati (sistema muscolare scheletrico, sistema muscolare liscio, sistema cardiaco, renale, respiratorio, sensoriale)

    Prerequisiti

    Lo studente deve possedere conoscenze di base sull'organizzazione funzionale della cellula. Conoscenze di base sull'esistenza di trasporti membranali, recettori e canali, e la comunicazione tra gli organuli sono fondamentali.

    Metodologie didattiche

    Il corso consiste di 56 ore di lezioni frontali svolte dal docente in cui verrà esposta la teoria di base della fisiologia degli apparati. La frequenza è fortemente consigliata, le presenze verranno registrate mediante la raccolta delle firme durante le lezioni.

    Metodi di valutazione

    L'esame è svolto in modalità orale, che si prefigge di accertare la capacità di apprendimento dei concetti fisiologici degli apparati spiegato nel corso, in particolare i concetti della funzionalità ormonale, dei nervi, le funzionalità cardiaci, renali e polmonari, e la funzionalità del sistema sensoriale, e sarà valutato in trentesimi.

    Altre informazioni

    Il docente è disponibile per ricevimento studenti nei giorni indicati sulla scheda insegnamento e su richiesta inoltrata via email.

    Programma del corso

    La comunicazione tra le cellule: messaggi chimici e risposte cellulari: Recettori chimici e risposta cellulare – Proteine G e secondi messaggeri – La via dei messaggeri nucleotidici – La via dei messaggeri inositolici – Gli ioni Calcio come messaggeri intracellulari. Recettori intracellulari /nucleari. Modalità della comunicazione chimica: i messaggeri locali, gli ormoni- parte del sistema endocrina [azione ormoni peptidici (esempio pancreas insulina) azione ormoni lipofilici (esempio surrene cortisolo aldosterone)], i neurotrasmettitori (acetilcolina, adrenalina).

    La comunicazione tra le cellule: Messaggi elettrici e sistema nervoso: La comunicazione elettrica e la funzione nervosa. Le sinapsi elettriche e le sinapsi chimiche - Liberazione presinaptica dell'acetilcolina - Effetto postsinaptico dell'acetilcolina: potenziale di placca - La base ionica del potenziale di placca - Potenziale di azione registrato nella regione della placca in risposta ad una stimolazione nervosa motoria - Recettore per l'acetilcolina .
    Recettori sensoriali. Potenziale generatore, campi recettivi, inibizione laterale.

    Il sistema nervoso: Sistema nervoso centrale e periferico. Neurotrasmettitori di essa. Potenziale postsinaptico eccitatorio ed inibitorio. Interneuroni. Integrazione sinaptica: sommazione spaziale e temporale. Sistema nervoso periferico efferente: i sistemi motori autonomo e somatico.

    Il muscolo scheletrico/liscio: Anatomia ed ultrastruttura funzionale del muscolo scheletrico; La contrazione del muscolo scheletrico; La regolazione della contrazione: troponina e tropomiosina; Accoppiamento eccitazione contrazione; Proprietà meccaniche del muscolo scheletrico; Contrazione isotonica e contrazione isometrica. Componenti energetiche del metabolismo muscolare, fibre muscolari: differenti tipi. Muscolo liscio, organizzazione, contrazione, regolazione nervosa.
    Il sistema cardiovascolare: Il cuore come pompa; Il sistema di conduzione elettrica nel cuore; l’elettrocardiogramma; Relazione pressione-volume durante un ciclo cardiaco;; Il volume di eiezione; la gittata cardiaca; il controllo omeostatico della frequenza cardiaca; controllo della gittata sistolica. I vasi sanguigni: diametro e composizione delle arterie arteriose capillari venule e vene. -La distribuzione dei sangue ai tessuti. Lo scambio di sangue a livello dei capillari

    Il rene: Anatomia del sistema urinario: Reni, ureteri, vescica e uretra; Il nefrone. Processi che avvengono nei reni. .Filtrazione: Il corpuscolo renale; la filtrazione; la velocità di filtrazione glomerulare; Il bilancio del sodio -sistema renina- angiotensina- aldosterone -Feedback tubulo-glomerulare, regolazione calibro vasi. Riassorbimento: Il riassorbimento attivo e passivo; La clearance. Saturazione del trasporto renale. Secrezione Escrezione Omeostasi del volume e dell’osmolarità. Bilancio idrico e regolazione della concentrazione delle urine: Bilancio idrico; I reni e l’acqua; riflessi che mantengono il bilancio idrico; L’osmolarità del liquido extracellulare e il volume cellulare; Neurone e la concentrazione delle urine; L’ansa di Henle; Regolazione della concentrazione delle urine. Bilancio del sodio e regolazione del volume del liquido extracellulare.
    Il sistema respiratorio: Anatomia del sistema respiratorio. La ventilazione: funzione delle vie aeree, gradienti pressori e flusso dell’aria; Inspirazione; Espirazione; La pressione intrapleurica; Compliance ed elasticità polmonare; Surfactante e lavoro respiratorio; Resistenza delle vie aeree; Efficacia della ventilazione; Composizione dei gas alveolari; Ventilazione e flusso sanguigno alveolare. Lo scambio gassoso nei polmoni: Il gradiente di pressione parziale; Scambio gassoso e membrana alveolare. Lo scambio gassoso nei tessuti. Il trasporto dei gas nel sangue: Il trasporto di ossigeno; L’emoglobina; La curva di dissociazione ossigeno-emoglobina; Fattori che influenzano il legame ossigeno-emoglobina; Trasporto di CO2

    English

    Teaching language

    Italian

    Contents

    Homeostasis- from the cell to the organ: role of membrane receptors and intracellular receptors in the communication between cells and organs, role of hormones, role of neurotransmitters in the communication between nervous cells and/or muscle cells, the nervous system, the muscular and cardiovascular system, the kidney, the respiratory system and gas exchange

    Textbook and course materials

    Various authors– Fisiologia, a cura di P. Scotto – Poletto Editore
    V. Taglietti e C. Casella – PRINCIPI DI FISIOLOGIA E BIOFISICA DELLA CELLULA – La Goliardica Pavese R.M. Berne e M.N. Levy – FISIOLOGIA – Casa Editrice Ambrosiana
    R. Rhoades e R. Pflanzer – FISIOLOGIA UMANA – Piccin

    Course objectives

    The course aims to provide the general concepts of the subject, knowledge that is the basis of systems physiology, necessary to stimulate the ability to understand concepts in the biological / pharmaceutical field.

    At the end of the course, the student will have acquired an adequate knowledge of the physiological mechanisms of the systems of vegetative life and of the life of relationship and of man, which provides him the ability to draw conclusions, formulate concepts and learn them logically.

    Specifically, the student will be able to:

    - Deduct mechanisms of cellular signal translation, from membrane receptors to nuclear receptors.
    - Know and understand the functionality of the endocrine and nervous system
    - Understanding the basic concepts of the apparatus (skeletal muscle system, smooth muscle system, cardiac, renal, respiratory, sensory system)

    Prerequisites

    The student must have basic knowledge about the functional organization of the cell. Basic knowledge about the existence of membranous transports, receptors and channels, and communication between organelles are fundamental.

    Teaching methods

    The course consists of 56 hours of lectures conducted by the teacher in which the basic theory of the physiology of the apparatus will be exposed. Attendance is higly recommended, presences will be recorded by collecting signatures during the lessons.

    Evaluation methods

    The exam is carried out in oral mode, which aims to ascertain the learning ability of the physiological concepts of the apparatus explained in the course, in particular the concepts of hormonal function, nerves, cardiac, renal and pulmonary functions, and the functionality of the sensory system, and will be evaluated in thirtieths.

    Other information

    The teacher is available for receiving students on the days indicated on the teaching form and on request sent by email.

    Course Syllabus

    Communication between cells: Chemical messages and cellular responses: chemical Receptors and cellular response – G proteins and second messengers – the pathway of nucleotide messengers – the pathway of inositolic messengers – calcium ions as intracellular messengers. Intracellular/nuclearial receptors. mode of chemical communication: The local Messengers, hormones-part of the endocrine system (peptide hormone action (e.g. pancreas insulin) Action lipophilic hormones (example adrenal cortisol aldosterone)], neurotransmitters (acetylcholine, Adrenaline).

    Communication between cells: Electrical messages and nervous system: electrical communication and nervous function. Electrical synapses and chemical synapses-presynaptic release of acetylcholine-postsynaptic effect of acetylcholine: plaque potential-the ionic basis of the plaque potential-action potential recorded in the plaque region Response to a neuromotor-receptor nerve stimulation for acetylcholine.
    Sensory receptors. Potential generator, recipient fields, lateral inhibition.

    The nervous system: Central and peripheral nervous system. Neurotransmitters of it. Excitatory and inhibitory postsynaptic potential. Interneurons. Synaptic integration: spatial and temporal summation. Efferent peripheral Nervous System: autonomous and somatic motor systems.

    The skeletal/smooth muscle: Anatomy and functional ultrastructure of the skeletal muscle; The contraction of skeletal muscle; The regulation of contraction: troponin and tropomyosin; contraction excitation coupling; Mechanical properties of skeletal muscle; Isotonic contraction and isometric contraction. Energetic components of muscle metabolism, muscle fibers: different types. Smooth muscle, organization, contraction, nervous regulation.
    The cardiovascular system: the heart as a pump; The electrical conduction system in the heart; The electrocardiogram; Pressure-volume relationship during a cardiac cycle; the ejection volume; The cardiac range; The homeostatic heart rate control; Systolic range control. blood vessels: diameter and composition of capillary arterial arteries venules and veins. -The distribution of blood to tissues. Blood exchange at the level of capillaries

    The kidney: Anatomy of the urinary system: kidneys, ureters, bladder and urethra; The nephritis. Processes occurring in the kidneys. . Filtration: the renal corpuscle; filtration; the glomerular filtration rate; The balance of sodium-renin-angiotensin-aldosterone system-Tubulo-glomerular Feedback, vessel gauge regulation. Reabsorption: Active and passive reabsorption; Clearance. Saturation of the renal transport. Secretion of volume and osmolarity homeostasis excretion. Water balance and regulation of urine concentration: water balance; The kidneys and the water; Reflections that maintain the water balance; The osmolarity of the extracellular fluid and the cellular volume; Neuron and urine concentration; The bend of Henle; Regulation of urine concentration. Sodium balance and volume regulation of the extracellular fluid.
    The respiratory system: Anatomy of the respiratory system. Ventilation: airway function, pressure gradients and airflow; Inspiration Exhalation The intrapleuric pressure; Pulmonary Compliance and elasticity; Surfactant and respiratory work; Airway resistance; effectiveness of ventilation; Composition of cellular gases; Ventilation and alveolar blood flow. The gas exchange in the lungs: the partial pressure gradient; Gas exchange and alveolar membrane. The gas exchange in the tissues. The transport of gases in the blood: the transport of oxygen; hemoglobin; The oxygen-hemoglobin dissociation curve; Factors influencing the oxygen-hemoglobin bond; CO2 Transport

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