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. 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: 0
Altre Informazioni
Frequenza delle lezioni: fortemente raccomandata e indispensabile per una proficua partecipazione ai laboratori
Frequenza del laboratorio: obbligatoria.
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 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. Se necessario può essere richiesta la discussione della prova scritta. 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 ionotropici e metabotropici. 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.
SISTEMI INTEGRATI DI REGOLAZIONE E DI CONTROLLO.
Feed-back positivo e negativo.
Funzioni integrate: Controllo della pressione arteriosa.