Il corso ha la finalità di introdurre i concetti piu' importanti della biologia cellulare e della fisiologia. Nella parte relativa alla biologia della cellula, verranno introdotti i costituenti molecolari e i principali compartimenti cellulari. In questa  parte del corso verranno analizzati i principali organelli subcellulari, la loro distribuzione, le loro proprietà dinamiche e i loro meccanismi di funzionamento. Si passerà quindi ad analizzare il materiale genetico presente nelle nostre cellule, i meccanismi di trascrizione e traduzione e sintesi proteica. Particolare attenzione verrà dedicata alle tecnologie piu' avanzate per lo studio e la la manipolazione dei geni e delle proteine cellulari. Per quanto riguarda la parte di programma piu' corposa, quella relativa alla fisiologia, questa sarà suddivisisa in una parte di fisiologia cellulare, in una parte dedicata alla fisiologia del sistema nervoso. A queste due parti farà poi seguito una serie di lezioni dedicate alla fisiologia dei rimanenti organi ed apparati. La Fisiologia è una materia molto vasta, in tre mesi non sarà possibile affrontarla integralmente, verranno quindi discussi in classe gli argomenti piu' importanti, tralasciando gli aspetti secondari per uno studio successivo di approfondimento. Inizialmente, verranno fornite alcune nozioni elementari di biofisica applicabili alle cellule e alle membrane cellulari, introducendo le proprietà elettriche delle soluzioni ioniche e delle membrane ed i principali meccanismi di trasporto, con particolare enfasi sulla struttura-funzione dei canali e dei trasportatori ionici. Si cercherà di comprendere la genesi del potenziale di membrana e di analizzare in dettaglio i meccanismi di generazione del potenziale d'azione e della sua propagazione nelle cellule e lungo le fibre nervose. Si passerà quindi alla trattazione della fisiologia del sistema nervoso centrale e periferico. Analizzeremo la struttura il funzionamento del sistema nervoso autonomico, dei sistemi sensoriali, di quelli deputati al controllo motorio e di quelli coinvolti in specifiche funzioni cognitive, quali memoria, emozioni, coscienza, decisioni. Analizzeremo poi la funzione del sistema cardiovascolare, le proprietà biofisiche e meccaniche del cuore e i principi di emodinamica. Verranno quindi trattati i principi fondamentali alla base della meccanica respiratoria, della biofisica degli scambi gassosi, del trasporto dei gas respiratori e del controllo della ventilazione, la funzione renale, le funzioni del sistema gastrointestinale, i principi alla base dell'energetica, del metabolismo e della termoregolazione, e della regolazione endocrina, .

BIOLOGIA CELLULARE

1. Organizzazione cellulare e tissutale: la cellula neuronale e la cellula gliale

2. I bio-componenti molecolari di una cellula

3. La macchina metabolica e i mitocondri

4. Gli amminoacidi e la struttura tridimensionale delle proteine

5. Metodiche per la separazione e lo studio delle proteine

6. La membrana cellulare, il nucleo, il citoplasma, gli organelli cellulari

7. Il materiale genetico: i cromosomi, il DNA, i geni e la genetica

8. La replicazione del DNA e il ciclo cellulare

9. La trascrizione del RNA e la sua traduzione in proteine

10. Metodi per lo studio del genoma e dell’espressione genica

11. Metodiche per modificare il DNA delle cellule e degli organismi

12. Meccanismi di segnalazione intracellulare: i secondi messaggeri e i loro target

13. Metodi per visualizzare la cellula, i suoi componenti. Metodi per lo studio delle variazioni dei secondi messaggeri

FISIOLOGIA CELLULARE

1. Membrane cellulari e trasporto transmembranario di soluti e acqua

2. Equilibri ionici e la genesi del potenziale di riposo

3. Generalita’ sui canali ionici e sui trasportatori ionici

4. L’eccitabilita’ cellulare e il potenziale d’azione  

5. La tecnica del Voltage-Clamp e il modello H.H.

6. La conduzione dei segnale elettrici nelle fibre nervose

7. La giunzione sinaptica: la parte presinaptica

8. La giunzione sinaptica: la parte postsinaptica

FISIOLOGIA DEL SISTEMA NERVOSO            

1. Organizzazione funzionale del sistema nervoso

2. Introduzione ai sistemi sensoriali e alle leggi sensoriali

3. La somestesia

4. L’occhio, la corteccia visiva e la visione  

5. I suoni e l'apparato uditivo

6. Introduzione alle funzioni motorie piramidali ed extrapiramidali

7. I riflessi spinali e la locomozione

8. Il sistema nervoso autonomo. Metodiche utilizzate dalla psicofisiologia.

9. Fenomeni di integrazione e di plasticita’ sinaptica

10. Alcune funzioni cerebrali integrative: memoria e apprendimento, emozioni, processi decisionali, coscienza.

LA CONTRAZIONE MUSCOLARE E LA FISIOLOGIA CARDIACA

1. Il muscolo la contrazione muscolare e l’accoppiamento eccitazione-contrazione. L’EMG e la sua registrazione.

2. Introduzione al sistema cardiovascolare; Il sistema arterioso, venoso e la microcircolazione

3. L’attivita’ elettrica del cuore e il ruolo dei canali ionici cardiaci. L’ECG e la sua registrazione.

4. La meccanica Cardiaca. Elementi di emodinamica

5. Il controllo della gittata cardiaca: accoppiamento tra cuore e sistema vascolare e modulazione autonomica dell’attivita’ cardiaca

FISIOLOGIA RESPIRATORIA

1. Introduzione alla fisiologia respiratoria

2. Proprieta’ meccaniche dei polmoni e della parete toracica

3. Trasporto dei gas respiratori

4. Il controllo nervoso della respirazione; I Riflessi respiratori

5. Sistemi per la ventilazione meccanica.

FISIOLOGIA RENALE

1. Introduzione alla Fisiologia renale

2. Funzioni Glomerulari

3. Funzioni tubulari: trasporto di acqua e soluti lungo il nefrone

4. Controllo dell’osmolarita’ e del volume dei liquidi corporei  

5. Il rene artificiale

FISIOLOGIA ENDOCRINA; FISIOLOGIA GASTROINTESTINALE, ENERGETICA, METABOLISMO E TERMOREGOLAZIONE 

1. Introduzione alla fisiologia del sistema gastrointestinale

2. Generalita’ sul sistema endocrino  
3. Cenni su metabolismo, energetica e termoregolazione

Nozioni elementari di matematica, di fisica generale, di elettromagnetismo, di chimica generale, di anatomia.

L’esame prevede una verifica scritta su tutti gli argomenti svolti sia durante le lezioni frontali che nelle esercitazioni.

A discrezione del docente, gli studenti potranno integrare la valutazione dello scritto con una prova orale.

copre l'intero programma di fisiologia

in alternativa a Zocchi

per eventuale approfondimento

Per eventuale approfondimento della Fisiologia d'organo in alternativa al Vol. II del Conti

Per la parte introduttiva agli aspetti cellulari e molecolari

per eventuale approfondimento

x eventuali consultazione e approfondimento

x consultazione