Rosalba SENESE
Insegnamento di FISIOLOGIA UMANA II
Corso di laurea magistrale in SCIENZE DEGLI ALIMENTI E DELLA NUTRIZIONE UMANA
SSD: BIO/09
CFU: 4,00
ORE PER UNITÀ DIDATTICA: 32,00
Periodo di Erogazione: Primo Semestre
Italiano
| Lingua insegnamento | ITALIANO |
| Contenuti | Scambi tra cellula e ambiente: trasporti passivi, trasporti attivi primari e secondari e trasporto mediato da vescicole. Flussi ionici e potenziali transmembranari: richiami teorici, potenziale di membrana, genesi del potenziale di membrana e proprietà elettriche della membrana cellulare. Comunicazione tra le cellule mediante messaggi elettrici: cellule eccitabili e non eccitabili, potenziale d'azione, proprietà generali del potenziale d'azione, propagazione del potenziale d'azione, trasmissione sinaptica elettrica e chimica e neurotrasmettitori. Sistema nervoso centrale: organizzazione e cellule del sistema nervoso centrale, corteccia cerebrale, emozioni, comportamenti elementari e comportamenti motivati, apprendimento e memoria. Sistema nervoso periferico: organizzazione e funzioni del sistema nervoso somatico e del sistema nervoso autonomo. Comunicazione tra le cellule mediante messaggi chimici e risposte cellulari: recettori cellulari, vie dei secondi messaggeri, attivazione delle proteine di segnalazione, via del calcio e comunicazione chimica intercellulare. Ormoni: caratteristiche generali, sintesi e secrezione, trasporto, recettori ormonali, meccanismi d'azione e risposte cellulari agli ormoni. Fisiologia del muscolo: motilità e contrattilità, proteine motrici, motilità cellulare, struttura della fibra muscolare scheletrica, placca motrice, accoppiamento eccitazione-contrazione, metabolismo del muscolo scheletrico e tipi di fibre, controllo dell'attività motoria e fisiologia del muscolo liscio. Sistema cardiovascolare: anatomia del cuore, attività elettrica cardiaca, ciclo cardiaco, gittata cardiaca e suoi meccanismi di regolazione. Vasi sanguigni e pressione arteriosa: arterie, arteriole, capillari e vene, pressione arteriosa e suoi meccanismi di regolazione. Sistema respiratorio: anatomia funzionale, meccanica respiratoria, scambi gassosi e trasporto dei gas respiratori. Sistema urinario: anatomia e funzioni del rene, filtrazione glomerulare, riassorbimento tubulare, secrezione tubulare, escrezione urinaria e clearance renale. |
| Testi di riferimento | Stanfield C.L. (a cura di), Fisiologia – EdiSES Editore, VI edizione, 2023. |
| Obiettivi formativi | Conoscenze e comprensione (Knowledge and Understanding) |
| Prerequisiti | Lo studente deve possedere conoscenze di base relative all’organizzazione strutturale e funzionale della cellula, ai principali processi biologici cellulari e all’anatomia generale del corpo umano. Tali conoscenze costituiscono il presupposto necessario per la comprensione dei meccanismi fisiologici alla base del funzionamento delle cellule, dei tessuti e degli apparati dell’organismo. |
| Metodi didattici | Il corso prevede lezioni frontali supportate da presentazioni in PowerPoint. L’attività didattica si articola in 64 ore di lezioni, durante le quali verranno illustrati i principali concetti della fisiologia generale e integrata, con particolare attenzione ai meccanismi cellulari alla base delle funzioni dell’organismo umano e alla loro integrazione nei diversi sistemi e apparati. Le lezioni saranno svolte mediante un approccio interattivo, finalizzato a favorire la partecipazione attiva degli studenti e la comprensione dei processi fisiologici attraverso esempi applicativi e collegamenti con aspetti biomedici e farmacologici. |
| Modalità di verifica dell'apprendimento | L’esame consiste in una prova orale della durata di circa 30-45 minuti, finalizzata a valutare la capacità di ragionamento e di collegamento tra i vari argomenti del corso. La prova verte su domande relative ai principi della fisiologia generale e degli apparati. |
| Altre informazioni | La frequenza al corso è obbligatoria; la rilevazione delle presenze sarà effettuata mediante il sistema Easy Badge. Lo studente non potrà assentarsi alle lezioni frontali per più del 25% delle ore. |
| Programma esteso | Scambi tra cellula e ambiente: Definizione di flusso - Diffusione e legge di Fick - Diffusione di molecole liposolubili attraverso la fase lipidica della membrana - Diffusione di molecole idrofile attraverso i pori di una membrana - Applicabilità della legge di Fick - Diffusione ristretta e libera attraverso i pori o canali membranali - La diffusione dell'acqua: l'osmosi - Campo elettrico - Migrazione di ioni in un mezzo omogeneo - Potenziale elettochimico - Equazione di Nernst-Planck - Soluzione di Goldman dell'equazione di Nernst-Plank - I canali ionici - Classificazione dei trasporti - Trasporti in forma libera - Trasporti mediati - La diffusione facilitata - Trasporti attivi primari: la pompa di scambio Na+/ K+ - Trasporti attivi secondari: il co-trasporto Na+/ glucosio. Flussi ionici e potenziali transmembranali: potenziali di equilibrio - Equazione di Nernst - Potenziali di elettrodiffusione -Potenziale di membrana delle cellule e metodi di misurazione. Genesi del potenziale di membrana - Potenziale di membrana e correnti ioniche - Circuito elettrico equivalente della membrana cellulare - Le proprietà elettriche della membrana cellulare – Potenziale d’azione Attivazione ed inattivazione della conduttanza al Na+ - Spiegazione del potenziale soglia, del periodo refrattario assoluto e relativo. Unidirezionalità del potenziale d’azione. 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. Modalità della comunicazione chimica: i messaggeri locali, gli ormoni- sistema endocrina [azione ormoni peptidici (esempio pancreas insulina, adrenalina, noradrenalina) azione ormoni lipofilici (esempio surrene cortisolo aldosterone)], i neurotrasmettitori (acetilcolina, adrenalina, noradrenalina). 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. 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: 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. 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: iIl 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’osmomolarità. Bilancio idrico e regolazione della concentrazione delle urine: Bilancio idrico; I reni e l’acqua; riflessi che mantengono il bilancio idrico; L’osmomolarità 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; Curva di dissociazione ossigeno-emoglobina; Fattori che influenzano il legame ossigeno-emoglobina; Trasporto CO2 |
English
| Teaching language | Italian |
| Contents | Cell–environment exchanges: passive transport, primary and secondary active transport, and vesicle-mediated transport. Ion fluxes and transmembrane potentials: theoretical background, membrane potential, generation of the membrane potential, and the electrical properties of the cell membrane. Intercellular communication through electrical signals: excitable and non-excitable cells, action potential, general properties of the action potential, action potential propagation, electrical and chemical synaptic transmission, and neurotransmitters. Central nervous system: organization and cellular components of the central nervous system, cerebral cortex, emotions, innate and motivated behaviors, learning, and memory. Peripheral nervous system: organization and functions of the somatic and autonomic nervous systems. Intercellular communication through chemical signals and cellular responses: cell receptors, second messenger pathways, activation of signaling proteins, calcium signaling, and chemical communication between cells. Hormones: general characteristics, synthesis and secretion, transport, hormone receptors, mechanisms of action, and cellular responses to hormones. Muscle physiology: motility and contractility, motor proteins, cell motility, structure of skeletal muscle fibers, neuromuscular junction, excitation–contraction coupling, skeletal muscle metabolism and fiber types, control of motor activity, and smooth muscle physiology. Cardiovascular system: anatomy of the heart, cardiac electrical activity, cardiac cycle, cardiac output, and its regulatory mechanisms. Blood vessels and arterial pressure: arteries, arterioles, capillaries, and veins, arterial blood pressure, and its regulatory mechanisms. Respiratory system: functional anatomy, respiratory mechanics, gas exchange, and transport of respiratory gases. Urinary system: anatomy and functions of the kidney, glomerular filtration, tubular reabsorption, tubular secretion, urinary excretion, and renal clearance. |
| Textbook and course materials | Stanfield C.L. (a cura di), Fisiologia – EdiSES Editore, VI edizione, 2023. |
| Course objectives | Knowledge and Understanding |
| Prerequisites | Students should have basic knowledge of the structural and functional organization of the cell, the main cellular biological processes, and the general anatomy of the human body. These prerequisites are essential for understanding the physiological mechanisms underlying the functioning of cells, tissues, and organ systems. |
| Teaching methods | The course consists of frontal lectures supported by PowerPoint presentations. The teaching activity includes 64 hours of lectures, during which the main concepts of general and integrated physiology will be presented, with particular attention to the cellular mechanisms underlying the functions of the human body and their integration within the different systems and organs. The lectures will adopt an interactive approach aimed at promoting students’ active participation and facilitating the understanding of physiological processes through practical examples and connections with biomedical and pharmacological aspects. |
| Assessment methods | The examination consists of an oral test lasting approximately 30–45 minutes, aimed at assessing the student’s reasoning skills and ability to establish connections among the different topics covered in the course. The examination includes questions related to the principles of general physiology and the physiology of the main body systems. |
| Other information | Attendance is mandatory, and attendance will be monitored through the Easy Badge system. Students may not be absent from more than 25% of the scheduled in-person teaching hours. |
| Detailed syllabus | Exchanges between cell and environment: Definition of flow-diffusion and Fick law-diffusion of liposoluble molecules through the lipid phase of the membrane-diffusion of hydrophilic molecules through the pores of a membrane-applicability of the law of Fick-restricted and free diffusion Through the pores or membrane channels-the diffusion of water: osmosis-electric field-migration of ions into a homogeneous medium-potential electochemical-Nernst-Planck equation-Goldman's solution of the Nernst-Plank equation-Ionic channels- Classification of transport-Transport in free form-mediated transport-facilitated diffusion-primary active transports: the NA Exchange pump+/K+ -Secondary active transports: co-transport Na+Glucose. Ionic streamsI and potential transmembrals: pBalance otential-Nernst equation-electrodiffusion potentials-cell membrane potential and measuring methods. Genesis of membrane potential-membrane potential and ionic currents-equivalent electrical circuit of the cellular membrane-electrical properties of the cellular membrane-action potential activation and inactivation of conductance to Na+ -Explanation of the potential threshold, the absolute and relative refractory period. Unidirectionality of the action potential. Communication between cells: Chemical messages and cellular responses: Chemical receptors and cellular response – G proteins and second messengers – the pathway of the Nucleotidic messengers – the Way of Inositolic messengers – calcium ions as intracellular messengers. mode of chemical communication: The local messengers, hormones-endocrine system [peptide hormone action (eg pancreas insulin, adrenaline, noradrenaline) Action lipophilic hormones (example adrenal cortisol aldosterone)], neurotransmitters ( Acetylcholine, adrenalin, norepinephrine). Communication between cells: Electrical messages and nervous system: Electrical communication and nerve 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. 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. Skeletal muscle: Anatomy and functional ultrastructure of 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. The cardiovascular system: iThe 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. The blood vessels: diameter and composition of capillary arterial arteries venules and veins. -The distribution of blood to tissues. The blood exchange at the capillary level. The kidney: Anatomy of the urinary system: Kidneys, ureters, bladder and urethra; the nephritis. PRocessi occurring in the kidneys. Filtration: ithe renal corpuscle; filtration; the glomerular filtration rate; The balance of sodium-renin-angiotensin-aldosterone system-Tubulo-glomerular Feedback, vessel gauge regulation. Resorption: Active and passive reabsorption, clearance; Saturation of the renal transport. Secretion of volume and osomularity excretion homeostasis. Water balance and regulation of urine concentration: Water balance; The kidneys and the water; Reflections that maintain the water balance; The osmomularity 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. The ventilation: airway function, pressure gradients and airflow; Inspiration Exhalation The intrapleuric pressure; Pulmonary Compliance and elasticity; Surfactant and respiratory work; Airway resistance; AndFficacy 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; Oxygen-hemoglobin dissociation curve; Factors influencing the oxygen-hemoglobin bond; Transport CO2 |








