05181 - FISIOLOGIA

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso lo studente ha appreso le nozioni della fisiologia dell'apparato cardiocircolatorio, dell'apparato respiratorio, dellapparato digestivo, urinario, del SNC e periferico.

Contenuti

Introduzione al corso: risultati di apprendimento attesi, obiettivi del corso, testo consigliato, risorse informatiche di Ateneo. Sistema nervoso centrale e periferico. Cenni di anatomia dell’encefalo e sue principali suddivisioni. Mappe somatotopiche sulla corteccia somatosensoriale primaria e sulla corteccia motoria primaria. Formazione e comprensione del linguaggio: aree di Broca e Wernicke. Generalità sul sistema limbico. Esempi di diagnostica per immagini dell’encefalo: tomografia assiale computerizzata e risonanza magnetica. Meningi. Circolazione del liquido cefalorachidiano: ventricoli, cisterne, spazio subaracnoideo, seni della dura mater. Cenni di anatomia del sistema nervoso periferico.

Costituenti del sistema nervoso: neuroni e cellule gliali. Classificazione delle fibre nervose. Sinapsi elettriche e chimiche. Sinapsi eccitatorie ed inibitorie. Sistema nervoso periferico: nervi spinali, radici ventrali e dorsali, gangli delle radici dorsali, gangli del sistema nervoso simpatico e parasimpatico. Sinapsi del sistema nervoso autonomo. Ruolo della midollare del surrene nel sistema nervoso simpatico. Classificazione delle modalità sensoriali. Generalità sui propriocettori associati a fusi neuromuscolari e organi di Golgi. Nocicezione: concetto di dolore riferito.

Cenni sul controllo centrale del dolore tramite l’encefalina. Vie ascendenti sensoriali: sistema delle colonne dorsali-lemnisco mediale e sistema spino-talamico antero-laterale. Rudimenti anatomo-funzionali relativi a sensibilità olfattiva, gustativa, visiva e uditiva e all’apparato vestibolare. Organizzazione spaziale dei motoneuroni nelle corna ventrali del midollo spinale. Anatomia e ruolo funzionali delle vie discendenti motorie: via cortico-spinale mediale e laterale, via vestibolo-spinale. Differenze fra riflessi monosinaptici e polisinaptici.

Concetto di innervazione reciproca dei muscoli agonisti ed antagonisti. Riflesso monosinaptico da stiramento: organizzazione e implicazioni funzionali nel mantenimento della postura. Differenza fra motoneuroni alfa e gamma e ruolo del circuito gamma nel permettere il movimento. Riflesso tendineo di Golgi. Riflesso flessorio. Nuclei della base: circuito diretto ed indiretto, ruolo di modulazione da parte della substantia nigra. Apparato digerente: visione anatomo-funzionale d’insieme relativa ai processi motori, secretori, di digestione e di assorbimento.

Innervazione del tratto digerente: mesentere, sierosa peritoneale, plessi mioenterico e submucoso, efferenze simpatiche e parasimpatiche. Contrazioni toniche e fasiche dell’apparato digerente; contrazioni fasiche interprandiali e postprandiali; segmentazione e peristalsi. Cenni sulle fasi volontarie e riflesse della deglutizione. Sfinteri esofageo superiore ed inferiore, peristalsi esofagea. Motilità gastrica. Complesso mioelettrico migrante. Sfintere anale interno ed esterno, innervazione autonomica e somatica. Succo gastrico: composizione e fasi cefalica, gastrica e intestinale del controllo della sua secrezione. Succo pancreatico e bile; cenni di anatomia funzionale della cistifellea e del lobulo epatico. Bilancio idrico nel tratto gastrointestinale. Organizzazione generale dell’apparato cardiovascolare: grande e piccolo circolo, concetti di circoli in serie ed in parallelo, arterie e vene, circolo portale. Anatomia funzionale del cuore. Propagazione dell’eccitazione cardiaca. Elettrocardiogramma: principi fisici, derivazioni sul piano di Einthoven e derivazioni precordiali. Onda P, complesso QRS, onda T. Corrispondenza fra onde elettrocardiografiche ed eventi elettrici cardiaci.

Controllo simpatico e parasimpatico della funzionalità cardiaca. Fasi del ciclo cardiaco. Valori di pressione aortica, pressione ventricolare sinistra, pressione atriale sinistra, toni cardiaci, volume ventricolare sinistro, e onde elettrocardiografiche durante il ciclo cardiaco. Definizioni di volume telesistolico, telediastolico, gittata sistolica, frazione di eiezione, indice di contrattilità. Effetto Windkessel. Definizioni di pressione arteriosa sistolica, diastolica, differenziale e media. Principi di misurazione della pressione arteriosa con tecnica di Riva-Rocci. Determinanti della pressione arteriosa media (gittata cardiaca e resistenze vascolari periferiche) e differenziale (variazione del volume arterioso e complianza). Definizione e valori di riferimento di gittata cardiaca. Legge di Poiseuille. Resistenza complessiva di un sistema di resistenze in serie ed in parallelo. Diagramma pressione-volume del ventricolo sinistro: effetti del precarico, del postcarico e della contrattilità. Legge di Frank-Starling. Caratteristiche dei vasi sanguigni. Contributo dei diversi segmenti vascolari alla resistenza periferica totale.

Effetti emodinamici della forza di gravità in ortostatismo. Anatomia funzionale della circolazione linfatica. Anatomia funzionale dell’apparato respiratorio. Meccanica ventilatoria: meccanismi costale e diaframmatico, muscoli della ventilazione. Pressione intrapleurica, pneumotorace. Variazioni della pressione alveolare e pleurica durante un ciclo ventilatorio. Tensione superficiale e legge di Laplace. Surfattante e sue funzioni fisiologiche. Spirometria diretta. Volumi e capacità polmonari. Spazio morto. Ventilazione polmonare e alveolare.

Diffusione e sua formalizzazione tramite legge di Fick. Concetti di gradiente di concentrazione e flusso netto. Diffusione semplice e facilitata, trasporto attivo primario e secondario. Uniporto, simporto e antiporto. Concentrazioni degli ioni sodio, potassio, cloro, bicarbonato e calcio entro e fuori le cellule. Concetti di gradiente elettrico, differenza di potenziale elettrico, intensità di corrente elettrica, resistenza e conduttanza elettrica, potenza elettrica. Equazione di Nernst per determinare il potenziale all’equilibrio di uno ione. Valori di riferimento dei potenziali all’equilibrio degli ioni sodio e potassio. Equazione della conduttanza di membrana per determinare il potenziale di membrana a riposo. Pompa sodio-potassio ATPasi. Concetti di depolarizzazione e iperpolarizzazione. Potenziale d’azione. Canali voltaggio-dipendenti del sodio: apertura, chiusura e inattivazione. Canali voltaggio-dipendenti del potassio e iperpolarizzazione postuma. Periodi refrattari assoluto e relativo.

Osmosi, osmolarità, pressione osmotica e flusso di acqua per osmosi. Concetti di ammontare di sostanza, concentrazione molare, concentrazione osmolare e tonicità. Ultrafiltrazione ed equilibrio di Starling. Trascinamento da parte del solvente. Convezione. Dipendenza della portata del flusso dalla pressione e dalle resistenze idrauliche. Dipendenza del trasporto per diffusione transcapillare dalla portata del flusso ematico.

Processi di diffusione a livello delle sinapsi chimiche. Potenziali postsinaptici eccitatori ed inibitori. Conduzione elettrotonica, sommazione spaziale e temporale dei potenziali postsinaptici. Codifica dell’intensità dello stimolo nella frequenza dei potenziali d’azione. Propagazione del potenziale d’azione nelle fibre nervose amieliniche (punto a punto) e mieliniche (saltatoria). Classificazione del muscolo in scheletrico, cardiaco e liscio. Sarcomeri: bande M, linee Z, filamenti spessi e sottili. Actina, miosina, tropomiosina e troponina. Ciclo dei ponti trasversali acto-miosinici. Accoppiamento eccitazione-contrazione del muscolo scheletrico: calcio citoplasmatico, recettori per la diidropiridina e rianodina, pompa SERCA, antiporto sodio-calcio. Contrazione isometrica e isotonica. Scossa singola e tetano muscolare.

Velocità di contrazione e resistenza alla fatica delle fibre di tipo I, IIa e IIb. Muscolo liscio: localizzazione, aspetti citologici, chinasi della catenza leggera della miosina, controllo della contrazione. Muscolo cardiaco: peculiarità citologiche. Sistema di conduzione cardiaco. Potenziali d’azione nel miocardio comune e miocardio specifico. Composizione del sangue, ematocrito, formula leucocitaria. Proteine plasmatiche. Emostasi: formazione del tappo piastrinico e coagulazione. Emolisi. Gruppi sanguigni: sistema AB0 e sistema Rh. Scambio alveolo-capillare dei gas: membrana alveolo-capillare, pressioni parziali dei gas nell’aria atmosferica e nel gas alveolare.

Concentrazioni e pressioni parziali di ossigeno e anidride carbonica nel sangue arterioso sistemico e venoso sistemico; applicazione del principio di Fick e computo del consumo metabolico di ossigeno e della produzione metabolica di CO2; quoziente respiratorio. Curva di saturazione dell’emoglobina, P50. Effetti della pressione parziale di anidride carbonica, del pH e della temperatura sull’affinità dell’emoglobina per l’ossigeno. Ruolo degli eritrociti nel trasporto ematico di anidride carbonica. Anatomia funzionale del rene e del nefrone. Composizione dell’urina. Capillari continui, discontinui e fenestrati. Barriera di filtrazione glomerulare. Equilibrio di Starling e trascinamento da parte del solvente applicati alla filtrazione glomerulare.

Velocità di filtrazione glomerulare, flusso plasmatico renale, frazione di filtrazione, carico filtrato. Controllo della velocità di filtrazione glomerulare e del flusso plasmatico renale tramite le resistenze delle arteriole afferente ed efferente. Frazione del carico filtrato di sodio cloruro e di acqua riassorbita nei diversi segmenti del nefrone. Meccanismi di trasporto transcellulare e paracellulare nel tubulo prossimale: riassorbimento di sodio, cloro, acqua, glucosio, bicarbonato.

Meccanismi di trasporto transcellulare e paracellulare nel segmento spesso della branca ascendente dell’ansa di Henle e nel tubulo distale. Effetti dei diuretici dell’ansa, tiazidici, e risparmiatori di potassio sul riassorbimento renale di soluti. Clearance renale. Stima della velocità di filtrazione glomerulare tramite la clearance della creatinina. Sistema renina-angiotensina-aldosterone: stimoli alla produzione di renina; effetti dell’angiotensina II e dell’aldosterone. Effetti delle alterazioni del bilancio del sodio sulla volemia. Effetti delle alterazioni del bilancio dell’acqua sull’osmolarità. Centri di controllo della sete. Anatomia funzionale della neuroipofisi. Effetti delle variazioni di osmolarità e volemia efficace sul rilascio di ormone antidiuretico.

Meccanismi renali di concentrazione e diluizione delle urine. Controllo della minzione. Valori fisiologici della kaliemia e conseguenze dell’ipokaliemia e dell’iperkaliemia sull’eccitabilità cellulare. Controllo del bilancio del potassio. Controllo del bilancio del calcio. Controllo dell’equilibrio acido-base. Riassorbimento renale di bicarbonato. Escrezione renale di ioni ammonio.

Controllo della glicemia: insulina, glucagone, adrenalina, ormone somatotropo, cortisolo. Ormoni tiroidei. Asse ipotalamo-ipofisi-ghiandole periferiche.

Testi/Bibliografia

L. Zocchi,  Principi di Fisiologia,  Edises, Napoli, 2012

Metodi didattici

Didattica frontale

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

La prova di accertamento é orale e conterrà domande che tenderanno ad accertare la conoscenza teorica da parte dello studente sulle tematiche presentate a lezione

Strumenti a supporto della didattica

Strumentazione completa per la visione e audizione digitalizzate.    Materiale didattico depositato nel sito AMS campus.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Alessandro Silvani