Concetto di omeostasi: fattori attivi e passivi. Trasporto trans membrana dell’acqua e dei soluti. Equilibrio elettrochimico. Potenziali bioelettrici. Propagazione e trasmissione dell’informazione nel sistema nervoso. La trasduzione del segnale negli organi di senso. La contrazione muscolare e la motilità cellulare. I meccanismi coinvolti nelle funzioni della vita vegetativa (scambi di gas e soluti).
Taglietti, Casella: Fisiologia e biofisica delle cellule, EdiSES
Randall et al.: Eckert, Fisiologia animale IV ed.), Zanichelli
Aidley: The Physiology of excitable cells, (IV ed). Cambridge University Press
D’Angelo – Peres: Fisiologia, Edi Ermes
Nicholls et al.: Dai neuroni al cervello. Zanichelli
Berne et al.: Fisiologia. Casa Editrice Ambrosiana.
Obiettivi Formativi
Conoscenze:
Meccanismi di funzionamento degli esseri viventi a livello cellulare tissutale e di organo, con particolare riferimento al mondo animale.
Competenze acquisite
Comprendere il nesso tra struttura e funzione a diversi livelli dell’organizzazione della materia vivente dalle molecole al sistema integrato. Comprendere il ruolo del mezzo esterno e dei parametri passivi e attivi che permettono alle cellule e ai tessuti di mantenere l’omeostasi
Capacità acquisite al termine del corso:
Analizzare e interpretare la relazione tra i parametri rilevanti per una funzione biologica, attraverso rappresentazioni grafiche. Comprendere libri di testo sulla fisiologia generale e il progresso delle conoscenze nel campo.
Prerequisiti
Insegnamenti contenenti i prerequisiti (vincolanti e/o consigliati)
Corsi vincolanti: Matematica, Fisica, Chimica generale, inorganica e organica
Corsi raccomandati: Citologia e Istologia, Biochimica, Anatomia comparata
Metodi Didattici
CFU: 9
Numero di ore totali del corso: 225 (= 9 x 25)
Numero di ore per studio personale e altre attività formative di tipo individuale: 149
Numero di ore relative alle attività in aula: 64
Numero di ore relative ad attività di laboratorio (lezioni in laboratorio): 12
Numero di ore relative ad attività di esercitazioni (in laboratorio e in campo):
Numero di ore relative ad attività seminariali: 0
Numero di ore relative ad attività di stage: 0
Numero di ore per prove in itinere: 9
Altre Informazioni
Frequenza delle lezioni ed esercitazioni:
raccomandata
Strumenti a supporto della didattica
Simulazioni con modelli. Video su tecniche di fisiologia generale.
Orario di ricevimento
Venerdi, 15-17, previo appuntamento telefonico o messaggio email
Email: gabriella.piazzesi@unifi.it
Modalità di verifica apprendimento
L’esame finale ha lo scopo di accertare l’acquisizione delle conoscenze e delle abilità (ossia l‘acquisizione dei risultati di apprendimento) tramite lo svolgimento di una prova scritta della durata di 2 ore senza l'aiuto di appunti o libri. La prova scritta consiste in domande a risposta multipla, svolgimento di esercizi, relativi a problemi affrontati a lezione, e descrizione ed interpretazione di esperimenti con l’ausilio delle rappresentazioni grafiche dei risultati. La prova orale consiste nella discussione della prova scritta e domande sulle parti del programma svolto a lezione. Scopo di questa graduazione analitica della prestazione dello studente è quello di valutare in modo affidabile il livello di raggiungimento dei risultati di apprendimento attesi sopra esposti.
Programma del corso
Contenuti del corso (programma dettagliato):
OMEOSTASI CELLULARE, MECCANISMI DI TRASPORTO, EQUILIBRI IONICI.
Composizione e struttura delle membrane cellulari. Concetto di membrana in fisiologia. Omeostasi: meccanismi passivi e attivi. Trasporto transmembranario di acqua e di soluti. Osmolarità e tonicità. Fattori che determinano la costante di tempo nei processi di diffusione. Trasporti mediati. Ruolo dei canali ionici, dei carriers e delle pompe. Trasporto attivo primario e secondario. Trasporto transepiteliale. Richiesta energetica. La diffusione dei gas a livello degli epiteli respiratori. Assorbimento e secreione nell'apparato digerente.
Equilibrio elettrochimico e potenziali bioelettrici. Potenziale di equilibrio. Equilibrio di Gibbs-Donnan. Potenziali di membrana multi-ionici. Pompa Na+-K+ Modello elettrico della membrana.
MECCANISMI DI FUNZIONAMENTO NELLA VITA DI RELAZIONE
Messaggi elettrici e messaggi chimici. Elettricità animale. Eccitabilità, soglia. Registrazioni elettriche dell'attività nervosa. Potenziale d'azione e sua genesi. Caratteristiche dei canali ionici dipendenti dal potenziale. Propagazione e trasmissione dell’impulso nervoso. Sinapsi chimiche e elettriche. Gap Junctions. La giunzione neuromuscolare: azione del neurotrasmettitore. Ruolo del Ca++ nell’esocitosi del neurotrasmettitore. Sinapsi interneuroniche: Sinapsi chimiche dirette e indirette. Integrazione nelle sinapsi dei motoneuroni spinali. Recettori ionotropi e metabotropi. Neuromodulatori. I recettori sensoriali. Potenziale di recettore e processo di trasduzione. Relazione tra intensità dello stimolo e risposta del recettore. Adattamento. Codificazione del segnale in ampiezza e in frequenza. Controllo centrale della sensibilità dei recettori.
Motilità cellulare e contrattilità. Relazione struttura funzione nel muscolo scheletrico. Proteine muscolari. Teoria dello scorrimento dei filamenti. Meccanica e energetica della contrazione. La produzione di lavoro e calore. Potenza ed efficienza. L’accoppiamento chemo-meccanico. Il meccanismo d’azione del motore molecolare miosinico. Accoppiamento eccitazione contrazione.
MECCANISMI DELLE FUNZIONI VISCERALI. Cuore e sistema circolatorio. Struttura del cuore nei vertebrati. Potenziale d'azione cardiaco. Relazione tra potenziale d'azione e contrazione. Controllo simpatico e parasimpatico. Microcircolazione. Scambi di gas e soluti nei tessuti.
SISTEMI INTEGRATI DI REGOLAZIONE E DI CONTROLLO.
Feed-back positivo e negativo.
Funzioni integrate: Controllo della pressione arteriosa.