Il corso consta di una parte dedicata alla biologia, che affronta lo studio sia dell’istologia dei
principali tessuti, che l’analisi dei principali pathway metabolici.
La parte dedicata alla fisiologia è a sua volta suddivisa in fisiologia del sistema nervoso e fisiologia
d’organo. Durante il corso particolare risalto verrà anche dato alle leggi biofisiche che stanno alla
base dei meccanismi fisiologici con rigore di trattazione e dei modelli che possono essere sviluppati
e che descrivono il funzionamento dei principali sistemi, in particolare: modello di membrana,
modello di sistema muscolare, circolatorio, respiratorio e renale. In ultima istanza il corso si
propone quindi di porre lo studente in grado di comprendere una problematica biologia e/o fisiopatologica
ai fini di sviluppare a livello strumentale, materiale o modellistico la soluzione più idonea.

PROGRAMMA DETTAGLIATO:

I) Livello atomico molecolare
Bioelementi
Biomolecole

II) Livello cellulare
Organizzazione funzionale della cellula
Sintesi proteica
Mitosi
Energetica
Metabolismo di glucidi, lipidi e proteine
Comunicazione cellulare: ormonale e nervosa

Cellule eccitabili
Potenziale di membrana a riposo
Proprietà passive delle membrane eccitabili
Proprietà attive di membrana e potenziale d'azione
Conduzione nervosa
Recettori
Sinapsi

Fisiologia del muscolo scheletrico
Placca neuromuscolare
Contrazione muscolare
Meccanica muscolare
Classificazione fibre muscolari
Unità Motorie
Elettromiogramma
Elettromiografia

III) Livello tissutale
Fondamenti di Istologia
Modalità di connessione tra cellule
Tessuti epiteliali, connettivi e neurali

IV) Livello d'organo e d'apparato
Apparato Cardiocircolatorio
Eventi elettrici del ciclo cardiaco
ECG
Eventi meccanici del ciclo cardiaco
Controllo intrinseco della gittata cardiaca
Elementi di biofisica della circolazione
Sistemi Arterioso, Capillare (microcircolo), Linfatico e Venoso

Controllo estrinseco della circolazione

Apparato Respiratorio
Meccanica respiratoria
Perfusione polmonare
Scambi gassosi
Trasporto gas respiratori
Controllo della respirazione

Apparato Uropoietico
Compartimenti liquidi corporei
Funzioni renali glomerulari
Circolazione renale
Clearance
Funzioni renali tubulari
Controllo osmolarità e volume LEC
Equilibrio acido-base

Apparato Digerente (cenni)
Funzioni delle vie digestive superiori, dello stomaco e dell'intestino
Funzione della bile e del secreto pancreatico
Digestione di zuccheri, grassi e proteine
Assorbimento intestinale
Vitamine, sali minerali e acqua .

Sistema Nervoso
Sistema nervoso centrale e periferico
Sistema Nervoso Autonomo
Organizzazione gerarchica del Sistema Nervoso Centrale
Midollo Spinale
Sistemi sensitivi periferici
Vie sensitive
Aree corticali sensitive
Sistema visivo
Sistema uditivo

Sistemi Motori
Organizzazione generale dei sistemi motori
Controllo della Postura
Sistema Cortico-Spinale
Cervelletto e Gangli della Base

Funzioni Superiori
Cortecce Associative
Linguaggio e fonazione

PREREQUISITI
Allo studente sono richieste basi di analisi matematica e fisica classica, analisi di segnale e circuitale

English version

COURSE PROGRAM

Organization of living systems:

I) Atomic and molecular level
Bioelements and biomolecules

II) Cellular level
Functional organization of cells
Protein biosynthesis
Cell division: Mitosis
Energetics
Aerobic (glucids (carbohydrates), lipids (fats) and protids (proteins)) metabolism
Anaerobic metabolism
Cell communication: messages by Endocrine / Nervous systems
Electrically excitable cells
Resting membrane potentials
Passive membrane properties: local potentials
Active membrane properties: action potentials
Propagation of action potentials
Synapses
Central nervous system: brain and spinal cord organization
Physiology of Skeletal Muscle
Neuromuscular junction
Excitation-contraction coupling
Stimulus strength and muscle contraction
Muscle fibers classification
Motor Units
Electromyogram and Electromiography (EMG)

III) Tissue level
The Basis of Hystology
Epithelial connective and neural tissues

IV) Organs and systems level
Cardiovascular system
Electrical properties of heart and cardiac cycle
Electrocardiogram
Mechanical properties of heart and cardiac cycle
Intrinsic and extrinsic Regulation of the heart:
Biophysics of the circulation

Respiratory system
Mechanics of Ventilation
Physical principles of gas exchanges
Oxygen and Carbon Dioxide transport in the blood
Control of Ventilation

Urinary system
Body fluid compartments
Urine production mechanisms
Clearance and tubular maximum
Regulation of body fluid concentration and volume
Hormonal mechanisms
Water, electrolytes and Acid-base balance headings

Digestive system (shortly)
Functions of the digestive system
Digestion absorption and transportation (carbohydrates, lipids, proteins)
Vitamins, mineral salts,water.

Nervous System
Central and peripheral system organization
Autonomic nervous system
Peripheral sensory system
Sensory pathways and cortical projection areas
Visual system
Hearing and Balance
Motor systems
Descending pathways organization
Control of posture and movement
Cerebellum and Basal Ganglia
Cerebral cortex functions
Associative cortex
Learning, language and speeching

TESTI CONSIGLIATI:

F. Baldissera, Fisiologia e Biofisica I, Editore: Poletto, 2009
Gussoni M, Monticelli G, Vezzoli A, Dallo stimolo alla sensazione, Editore: CEA, 2009
L. Sherwood, Fondamenti di fisiologia umana. Piccin, 2012
D.U. Silverthorn, Fisiologia, un approccio integrato. VI edizione 2013. Ed. Addison Wesley Pearson
C. L. Stanfield, Fisiologia. Quarta Edizione Edises, 2012
Monticelli, Fisiologia (II ed.). Casa Editrice Ambrosiana, 2014
Zocchi, Principi di Fisiologia. Edises, 2012