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Oggetto:
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Elementi di fisiologia

Oggetto:

Principles of Physiology

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Anno accademico 2021/2022

Codice attività didattica
FIS0022
Docenti
Prof. Maria Pia Gallo (Titolare del corso)
Prof. Renzo Levi (Titolare del corso)
Corso di studio
008510-101 Laurea Magistrale in Fisica ind. Fisica Nucleare e Subnucleare e Biomedica
Anno
1° anno
Periodo
Primo semestre
Tipologia
D=A scelta dello studente
Crediti/Valenza
6
SSD attività didattica
BIO/09 - fisiologia
Erogazione
Mista
Lingua
Italiano
Frequenza
Facoltativa
Tipologia esame
Orale
Prerequisiti
Propedeutico a
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Sommario insegnamento

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Obiettivi formativi

Acquisiti i fondamenti della Biologia e della Fisiologia cellulare, lo studente dovrà essere in grado di affrontare lo studio dei sistemi e degli apparati, conoscendo i meccanismi con cui le cellule esercitano la propria funzione e, integrandosi, regolano la propria attività in base all'interazione con altri elementi dell'organismo. Le conoscenze di Fisiologia degli organi e delle loro interazioni sono necessarie per comprendere la genesi dei fenomeni fisiopatologici che conseguono all'incapacità di mantenere i processi omeostatici. L'insegnamento si propone di fornire una visione completa della Fisiologia generale, a partire dai meccanismi di funzionamento della cellula, fino alla Fisiologia integrata. Gli aspetti cellulari di cui si occupa la prima parte sono necessari per comprendere la Fisiologia degli organi e apparati che verrà affrontata nella seconda, sia dal punto di vista comparato che umano, con particolare riguardo ai meccanismi di regolazione e mantenimento della omeostasi.

upload_Immagine_corona2.jpg DIDATTICA ALTERNATIVA: Obiettivi formativi invariati

Once acquired basic principles of cellular biology and cellular physiology, the student will be able to understand the physiology of organs and systems, moving from the cellular to tissue, organ and organism level. The knowledge of organ and integrative physiology is essential to understand pathophysiological mechanisms resulting from loss of homeostasis. This course aims to supply an overview of General Physiology, from cellular to integrative level. The cellular level explained in the first part of the Course is required to understand organ physiology, both human and animal, in particular respect to the regulation and preservation of homeostasis.

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Risultati dell'apprendimento attesi

Conoscenza e comprensione

 Al termine dell'Insegnamento lo studente dovrà conoscere:

  • i principi di base della fisiologia cellulare
  • la fisiologia degli apparati trattati
  • i meccanismi generali che regolano l'equilibrio interno dell'organismo

Capacità di applicare conoscenza e comprensione

 Al termine dell'insegnamento, lo studente sarà in grado di:

  • saper evidenziare ed interpretare i parametri fisiologici relativi ai vari tipi cellulari e apparati e le conseguenze della loro alterazione
  • applicare le conoscenze acquisite in attività di ricerca, sia di base che applicata, così come in attività produttive e di servizio

Autonomia di giudizio

 Alla fine di questo insegnamento lo studente saprà:

  • interpretare dati sperimentali riguardanti la fisiologia sia cellulare che di apparato

Abilità comunicative

 Alla fine di questo insegnamento, lo studente sarà in grado di:

  • utilizzare in modo appropriato il linguaggio scientifico, in particolare per quanto riguarda i termini della Fisiologia
  • schematizzare e presentare in contesti professionali i principali meccanismi fisiologici

upload_Immagine_corona2.jpg DIDATTICA ALTERNATIVA: Risultati attesi invariati

Knowledge & understanding

 At the end of the course, the student will have to know:

  • the general principles of cellular physiology
  • organ and system physiology
  • the mechanisms of internal homeostasis regulation

Applying knowledge & understanding

 At the end of the course the student will be able to:

  • recognize and understand physiological parameters of the different cellular types and organs and the outcomes of their alteration
  • apply the acquired knowledges in the research field, both general and applied, and in the production area

Making judgements

 At the end of this teaching, the student will be able to:

  • interpret experimental data in both cellular and organ physiology

Communications skills

 At the end of this teaching, the student will be able to:

  • utilize properly scientific language, in particular respect to physiological terms
  • outline and show in a professional context the main physiological mechanisms
Oggetto:

Programma

 

Processi cellulari fondamentali. Introduzione allo studio della Fisiologia umana. Biomolecole. Divisione in compartimenti: cellule e tessuti. Energia e metabolismo cellulare.

 

La membrana plasmatica e gli scambi di materia ed energia fra interno ed esterno. Meccanismi di trasporto di molecole neutre e cariche: canali ionici e carriers. Struttura e funzione dei trasportatori. Trasporti attivi e passivi. Flussi di acqua. Pressione osmotica. Epiteli assorbenti e secernenti. Trasporti transepiteliali. Comunicazione intercellulare: giunzioni comunicanti, segnali paracrini e autocrini. Vie di ricezione dei segnali: tipi di recettori di membrana e relative vie di trasduzione intracellulare. Cenni di Fisiologia del sistema endocrino.

 

Proprietà elettriche della membrana e fisiologia dei neuroni. Gradienti ionici ai capi della membrana plasmatica e origine dei fenomeni bioelettrici. Selettività ionica delle membrane biologiche. Circuito equivalente della membrana plasmatica. Variazioni transienti del potenziale di membrana, generazione di segnali elettrici e regolazione di funzioni cellulari.
Elettrofisiologia cellulare. Potenziale di membrana a riposo e potenziale d'azione. Canali e correnti ioniche. Trasmissione dei segnali negli assoni. Sinapsi chimiche e elettriche. Sinapsi neuromuscolare. Sinapsi tra cellule nervose e integrazione dei segnali.

 

Fisiologia sensoriale. Principi generali di trasduzione sensoriale. Potenziale di recettore ed adattamento. Meccanorecezione: sistema uditivo e organo dell'equilibrio, propriocettori, barocettori. Trasduzione sensoriale nei fotorecettori retinici. Sensi chimici: gusto e olfatto. recettori viscerali. Termocettori e nocicettori.

 

Il muscolo. Classificazione e proprietà generali dei muscoli. Aspetti microscopici della contrazione. Accoppiamento eccitamento-contrazione. Controllo dello sviluppo di forza. Tipologia delle fibre muscolari e metabolismo muscolare. Muscolo liscio e cardiaco.

 

Sistema nervoso. Controllo del movimento su base involontaria: riflessi spinali. Movimento volontario: aree corticali, nuclei della base e cervelletto. Funzioni superiori dell'encefalo: EEG, sonno e veglia, memoria e linguaggio. Aree limbiche, istinti ed emozioni. Ipotalamo e funzioni vegetative. Sistema nervoso autonomo.

 

Sistema circolatorio.  Struttura e funzione del sistema cardiocircolatorio; il cuore come pompa (attività elettrica e meccanica del cuore). I vasi sanguigni e la circolazione: pressione e velocità del sangue, i capillari e gli scambi con i tessuti. Regolazione ed adattamenti del sistema cardiocircolatorio. I liquidi circolanti: funzioni della parte liquida e cellulare del sangue.

 

Sistema respiratorio. Principi generali. Meccanica della respirazione e diffusione dei gas attraverso le superfici respiratorie. Funzione respiratoria del sangue: trasporto di ossigeno e anidride carbonica, funzione tampone del sangue. Regolazione nervosa e chimica della respirazione, aggiustamenti respiratori ed attività muscolare.

 

Sistema escretore. Organizzazione morfofunzionale, processi di filtrazione, assorbimento e secrezione nel nefrone. Bilancio idrico e salino.

 

upload_Immagine_corona2.jpg DIDATTICA ALTERNATIVA: Programma invariato

 

Fundamental cellular processes. Introduction to human physiology. Biomolecules. Compartmentalization: cells and tissues. Energy and cell metabolism.

The plasma membrane and exchanges between inside and outside of the cells. Transport mechanisms of neutral and charged molecules: ion channels and carriers. Structure and function of transporters. Active and passive transports. Water flows. Osmotic pressure. Absorbing and secreting epithelia. Transepithelial transport. Intercellular communication: junctions, autocrine and paracrine signals. Receptors: types of membrane receptors and intracellular pathways. Principle of endocrine systems physiology.

Electrical properties of the membrane and physiology of neurons. Ion gradients across the plasma membrane and origin of bioelectric phenomena. Ion selectivity of biological membranes. Equivalent circuit of the plasma membrane. Transient variations in the membrane potential, generation of electrical signals and regulation of cellular functions. Cellular electrophysiology. Resting membrane potential and action potential. Channels and ionic currents. Signals transmission in axons. Electrical and chemical synapses. Neuromuscular synapse. Synapses between neural cells and integration of signals.

Sensory physiology. General principles of sensory transduction. The receptor potential and adaptation. Mechanoreception: auditory system and organ of balance, proprioceptors, baroreceptors. Sensory transduction in retinal photoreceptors. Chemical senses: taste and smell. Visceral receptors. Thermoreceptors and nociceptors.

Muscle. Classification and general properties of muscles. Microscopic aspects of contraction. Excitation-contraction coupling. Muscle strength and its development. Muscle fiber type and muscle metabolism. Smooth and cardiac muscle.

Nervous system. Involuntary motion control: spinal reflexes. Voluntary movement: cortical areas, basal ganglia and cerebellum. Higher brain functions: EEG, sleep and wakefulness, memory and language. Limbic areas, instincts and emotions. Hypothalamus and autonomic functions. Autonomic nervous system.

Circulatory system. Structure and function of the cardiovascular system; the heart as a pump (electric and mechanical activity of the heart). Blood vessels and circulation: pressure and velocity of blood, capillaries and the exchange between blood and body tissue. Regulation and adaptation of the cardiovascular system. Circulating liquids: functions of liquid and cellular parts of blood.

Respiratory system. General principles. Mechanics of respiration and gas diffusion through the respiratory surfaces. Respiratory function of blood to transport oxygen and carbon dioxide, buffering function of blood. Chemistry and nervous regulation of respiration, breathing and muscle activity adjustments.

Excretory system. Morpho-functional organization, filtration, absorption and secretion processes in nephron. Water and salt balance.

 

 

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Modalità di insegnamento

L'insegnamento consiste di lezioni teoriche per un totale di 48 ore.

upload_Immagine_corona2.jpg DIDATTICA ALTERNATIVA: con la ripresa della didattica in presenza, al fine di tutelare gli studenti in situazione di fragilità, per ogni lezione è prevista la diretta streaming con Webex. Inoltre sulla piattaforma 'Moodle' saranno garantite videolezioni registrate (sincrone con le Lezioni in aula), quiz di autoverifica, forum di discussione monotematici, materiali interattivi di ripasso/consolidamento degli argomenti.

The Course consists of 48 hours of frontal lectures

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Modalità di verifica dell'apprendimento

La verifica dell'apprendimento è effettuata con esame in modalità orale (2 domande aperte su argomenti specifici tra quelli trattati nel corso). Oltre al livello di preparazione generale, con queste domande si intende valutare la capacità di esporre un argomento specifico in maniera approfondita. La valutazione è espressa in trentesimi.

upload_Immagine_corona2.jpg DIDATTICA ALTERNATIVA:con la ripresa della didattica in presenza, al fine di tutelare gli studenti in situazione di fragilità, sarà garantita la possibilità di sostenere gli esami anche in modalità telematica 

Oral test (2 open questions concerning specific topics of the Course). The answers could allow the teacher to evaluate not only the general skills, but also the ability to explain in depth a specific theme. Evaluation is expressed in 30th.

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Attività di supporto

Testi consigliati e bibliografia

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D'Angelo, Perez et al, Fisiologia Edi. Ermes, 2012

  • ISBN-10: 8870513785
  • ISBN-13: 978-8870513783

 


D'Angelo, Perez et al, Fisiologia Edi. Ermes, 2012

If a textbook in Englis is preferred, ask the teachers



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Insegnamenti che mutuano questo insegnamento

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Orario lezioniV

GiorniOreAula
Martedì14:00 - 16:00Aula Wick Dipartimento di Fisica
Giovedì14:00 - 16:00Aula Wick Dipartimento di Fisica

Lezioni: dal 28/09/2021 al 13/01/2022

Registrazione
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    Ultimo aggiornamento: 13/10/2021 14:33
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