87643 - NEUROFISIOLOGIA E FISIOLOGIA DEL SISTEMA ENDOCRINO

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso lo studente: - conosce i processi fisiologici generali e i meccanismi funzionali delle cellule eccitabili; - conosce le basi fisiologiche della contrattilità dei tessuti muscolari e le principali caratteristiche funzionali dei muscoli scheletrici e della modulazione della forza ed è in grado di utilizzare tali conoscenze ai fini delle metodologie di allenamento e dei programmi di attività motoria; - conosce i principi dell’integrazione sensori-motoria e viscerale del corpo umano, con particolare riguardo al controllo neuromotorio ed è in grado di usare tali conoscenze ai fini delle metodologie del movimento umano e dei programmi di esercizio fisico; - conosce le basi neurofisiologiche delle funzioni nervose integrative superiori, quali la vigilanza, l’attenzione, la memoria, l’apprendimento e il linguaggio; - conosce i principi dell’endocrinologia.

Contenuti

Fisiologia cellulare

Diffusione e trasporto attraverso la membrana plasmatica

Composizione dell'ambiente intracellulare ed extracellulare. Omeostasi. Caratteristiche funzionali della membrana plasmatica. Meccanismi di diffusione e di trasporto transmembranario. Osmosi. Canali ionici di membrana. Recettori di membrana.

Equilibri ionici e potenziali di membrana

Flussi ed equilibri ionici. Basi chimico-fisiche del potenziale di membrana a riposo. Ruolo della pompa sodio-potassio. Potenziali graduati. Attività pacemaker. Potenziale d'azione: genesi e propagazione nelle fibre mieliniche e amieliniche.

Recettori sensoriali

Meccanismi di trasduzione degli stimoli. Classificazione dei recettori sensoriali. Codifica sensoriale primaria: codifica del tipo di stimolo e della sua intensità, durata e localizzazione.

Trasmissione sinaptica

Sinapsi elettriche e chimiche. Meccanismi presinaptici e postsinaptici della trasmissione chimica. Potenziali postsinaptici eccitatori e inibitori. Neurotrasmettitori: sintesi, liberazione, interazione con i recettori di membrana, inattivazione.

Cellula muscolare scheletrica

Struttura della cellula muscolare scheletrica. La trasmissione dell'eccitamento nella giunzione neuromuscolare. Accoppiamento eccitazione-contrazione. Meccanismi molecolari della contrazione. Contrazione isotonica e isometrica. Graduazione della forza della contrazione muscolare. Metabolismo nelle cellule muscolari scheletriche. Caratteristiche funzionali delle fibre muscolari scheletriche ossidative e glicolitiche. Le unità motorie. Ipotrofia e ipertrofia muscolare. Effetti dell'allenamento.

Cellula muscolare liscia

Struttura della cellula muscolare liscia. Muscoli lisci monounitari e multiunitari. Meccanismi molecolari e controllo della contrazione. Attività pacemaker e modulazione nervosa, ormonale, meccanica e chimica nei muscoli lisci monounitari.

 Organizzazione funzionale del sistema nervoso

Principali elementi funzionali del sistema nervoso. Classificazione dei neuroni, delle fibre nervose e delle cellule gliali. Organizzazione funzionale del sistema nervoso centrale e periferico. Barriera emato-encefalica. Integrazione sensori-motoria somatica e viscerale.

Sistemi sensoriali

Principi generali di fisiologia sensoriale. Organizzazione funzionale dei sistemi sensoriali. Sistemi somatosensoriale (tatto, propriocezione, introcezione, termocezione, dolore), visivo, uditivo, vestibolare, gustativo e olfattivo: organizzazione funzionale, stimoli adeguati, recettori specifici, meccanismi di trasduzione, vie nervose ascendenti, rappresentazione ed elaborazione corticale. Meccanismi endogeni di modulazione del dolore.

Sistema motorio somatico

Organizzazione funzionale del sistema motorio somatico. Meccanismi di modulazione della forza muscolare.

Movimenti riflessi

Arco riflesso. Riflessi spinali da stiramento, tendineo, flessorio, estensorio crociato. Controllo centrale dell'attività riflessa.

Controllo posturale e locomozione

Controllo posturale: mantenimento della postura eretta rispetto alla forza di gravità, aggiustamenti posturali che anticipano gli sbilanciamenti causati dai movimenti volontari, adattamento alle condizioni ambientali; centri nervosi implicati. Locomozione: origine del ritmo locomotorio, controllo discendente dai centri superiori e integrazione con le informazioni sensoriali ascendenti; centri nervosi implicati.

Movimenti volontari

Motivazione, ideazione, programmazione ed esecuzione dei movimenti volontari. Ruolo delle aree associative e motorie corticali, del cervelletto, dei nuclei della base, del talamo, dei nuclei troncoencefalici e delle afferenze sensoriali. Rappresentazione somatotopica dei muscoli nella corteccia motoria primaria. Organizzazione funzionale delle vie motorie discendenti. Apprendimento motorio.

Sistema nervoso autonomo

Organizzazione anatomo-funzionale del sistema nervoso autonomo: sezioni ortosimpatica, parasimpatica ed enterica. Mediatori chimici pre- e post-gangliari. Recettori colinergici nicotinici e muscarinici. Recettori adrenergici alfa e beta. Effetti della stimolazione ortosimpatica e parasimpatica su vari organi ed apparati. Riflessi autonomi.

Funzioni superiori del sistema nervoso

Aree associative della corteccia cerebrale. Centri nervosi del linguaggio. Sistema limbico. Emozioni, umore, vigilanza, attenzione, funzione delle vie nervose ascendenti. Elettroencefalografia, ciclo veglia-sonno. Apprendimento, memoria, plasticità sinaptica.

Funzioni integrative neuroendocrine e funzioni fisiologiche degli ormoni

Principi generali di fisiologia endocrina. Meccanismi d'azione degli ormoni. Meccanismi di controllo della secrezione ormonale. Ruolo dell'ipotalamo e dell'ipofisi nel controllo della secrezione ormonale. Funzioni fisiologiche degli ormoni ipofisarici, tiroidei, paratiroidei, surrenalici e pancreatici. Meccanismi di regolazione dei livelli ematici di calcio e di glucosio.

Testi/Bibliografia

E. Carbone, G. Aicardi, E. Maggi - Fisiologia: dalle molecole ai sistemi integrati, EdiSES, 2018.

Metodi didattici

Le lezioni frontali vengono svolte in aula e si avvalgono di presentazioni Power Point.

Le esercitazioni vengono svolte in un laboratorio informatico; 1) gli Studenti vengono guidati nell’uso di un programma interattivo sulle funzioni del sistema nervoso; 2) viene mostrata la modalità di esecuzione dell’elettromiografia nell’uomo.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

La verifica dell’apprendimento consiste in due prove, ciascuna articolata in una parte scritta e una orale, da sostenere in modo sequenziale (la prima è propedeutica alla seconda).

1) La prima prova verte sul modulo didattico “Neurofisiologia e fisiologia del sistema endocrino”; l’esito viene valutato in trentesimi.

2) La seconda prova (che può essere sostenuta lo stesso giorno o successivamente, entro diciotto mesi dalla prima) verte prevalentemente sul modulo didattico “Fisiologia degli organi e degli apparati”; l’esito viene valutato in trentesimi.

Il voto finale riportato nel verbale è la media aritmetica dei voti riportati nelle due prove.

Strumenti a supporto della didattica

Videoproiettore, PC (collegato in rete), apparecchiature e programmi informatici dedicati per le esercitazioni.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Giorgio Aicardi