Obiettivi Formativi

Il corso mira a fornire una panoramica generale della Fisiologia, dal livello cellulare a quello integrativo. Verranno presentati i principi operativi dei diversi organi e apparati del corpo umano prestando particolare attenzione ai meccanismi di regolazione e integrazione.

Learning Goals

The course aims to provide a general overview of Physiology, from cellular to integrative level. The operating principles of different organs and apparatus in the human body will be presented giving particular attention to the mechanisms of regulation and integration.

Metodi didattici

Lezioni frontali e presentazioni in PowerPoint. La frequenza alle lezioni è obbligatoria. Le attestazioni di frequenza dei singoli Corsi Integrati verranno rilasciate a seguito del raggiungimento di almeno il 75% di presenza, purché il numero di ore frequentate non sia inferiore al 50% per singola disciplina.

Teaching Methods

Frontal lectures and PowerPoint presentations. Attendance is mandatory. The attendance records of each Integrated Course will be issued following the achievement of at least 75% attendance, as long as the hours attended for each discipline within the Integrated Course are not less than 50%.

Prerequisiti

Per comprendere i contenuti del corso di Fisiologia e raggiungere gli obiettivi di apprendimento previsti, lo studente deve possedere le conoscenze di base di citologia e istologia e conoscenze fondamentali derivanti dai seguenti insegnamenti: Fisica medica, Chimica, Biochimica e Anatomia umana.

Prerequisites

In order to understand the contents of Physiology course and to achieve the intended learning objectives, the student must possess basic knowledge of cytology and histology and fundamental knowledge deriving from the following teachings: Medical Physics, Chemistry, Biochemistry and Human anatomy.

Verifiche dell'apprendimento

Due verifiche scritte di apprendimento in itinere. Esame orale finale. La valutazione è in trentesimi e gli elementi della valutazione sono "grado di preparazione raggiunto e proprietà di linguaggio rispetto agli argomenti trattati"

Assessment

Two written learning tests in itinere. Final oral exam. The evaluation is in thirtieths and the elements of the evaluation are "degree of preparation achieved and language properties with respect to the topics covered".

Programma del Corso

Introduzione alla fisiologia: Processi cellulari di base: integrazione e coordinamento: sistemi di controllo e omeostasi dell’organismo umano. Neuroni, proprietà cellulari e network: Segnali elettrici nei neuroni. Trasmissione di segnali tra cellule eccitabili: cenni sulla trasmissione sinaptica. Comunicazione tra nervo e muscolo: la giunzione neuromuscolare. Tessuto muscolare: fisiologia dei muscoli scheletrici. Potenziale di riposo e potenziale d'azione nelle fibre muscolari scheletriche. Meccanismi molecolari della contrazione muscolare. Accoppiamento eccitazione-contrazione. Caratteristiche della contrazione del muscolo intero. Modalità di contrazione isotonica e isometrica. Struttura e funzione muscolari lisce. Potenziale di riposo e potenziale d'azione nelle cellule muscolari lisce. Meccanismi molecolari della contrazione della muscolatura liscia. Controllo nervoso e ormonale della contrazione della muscolatura liscia. Fisiologia del muscolo cardiaco. Potenziale di riposo e potenziale d'azione nelle cellule pacemaker e nei cardiomiociti. Meccanismi molecolari della contrazione del muscolo cardiaco. Sistema endocrino: Concetti generali di controllo endocrino. Regolazione a feed-back. Ghiandole endocrine. Classificazione degli ormoni. Ormoni di natura proteica e di natura lipidica. Meccanismo d’azione e interazioni ormonali. Sistema respiratorio: leggi del gas. Ventilazione. Scambio di gas e trasporto di gas nel sangue. Regolazione centrale della ventilazione. Controllo della ventilazione da parte dei chemiorecettori. Regolamentazione locale di ventilazione e perfusione. Fisiologia cardiovascolare: generalità sul sistema cardiovascolare. Proprietà meccaniche del sistema cardiovascolare. La pompa cardiaca e l'attività elettrica cardiaca. Autogenerazione di potenziali d'azione, conduzione di potenziali d'azione, contrazione. Elettrofisiologia del muscolo cardiaco. Eventi meccanici del ciclo cardiaco. Cardiomiociti funzionanti. Gittata cardiaca. Regolazione delle funzioni cardiache. Conseguenza funzionale dell'innervazione cardiaca. Ruolo degli ormoni nel controllo della funzione cardiaca. Flusso sanguigno e controllo della pressione arteriosa: proprietà fisiche del sangue. Plasma ed elementi cellulari del sangue. Vasi sanguigni. Distribuzione del sangue ai tessuti. Pressione arteriosa, pressione venosa e ritorno del sangue venoso. Principi fisici dell'emodinamica. Controllo della pressione arteriosa. Fisiologia renale: Flusso sanguigno attraverso il rene. Nefrone, glomerulo e filtrazione glomerulare. Riassorbimento tubulare di nutrienti e ioni. Secrezione. Produzione di urina concentrata. Controllo del volume del liquido extracellulare e dell'equilibrio elettrolitico, ruolo dell'ormone antidiuretico, sistema renina-angiotensina-aldosterone e peptidi natriuretici. Apparato digerente: (G.I.). G.I. funzioni. Meccanismo e regolazione della secrezione salivare, gastrica, pancreatica e biliare; G.I. motilità: masticazione, deglutizione, motilità gastrica e intestinale. Digestione e assorbimento dei nutrienti; controllo ormonale e nervoso delle funzioni digestive. Fisiologia della riproduzione e controllo ormonale: funzioni degli organi genitali maschili e femminili. Metabolismo e regolazione della temperatura: Bilancio energetico. Metabolismo basale. Fabbisogno energetico calorico e valutazione dello stato nutrizionale. BMI. Regolazione dell'assunzione di cibo e conservazione dell'energia. Sistema tegumentario. Regolazione della temperatura corporea e febbre. Alimenti e nutrienti: gruppi nutrizionali, nutrienti, vitamine, alcol, antiossidanti e radicali liberi. Regolazione endocrina del metabolismo: Insulina e glucagone. Leptina e grelina. Peptidi intestinali. ​​​​​​​

Course Syllabus

Introduction to Physiology: Basic cell processes: integration and coordination: Control systems and homeostasis of human system. Neurons, Cellular and Network Properties. Electrical Signals in Neurons. Transmission of signals between excitable cells: overview of synaptic transmission. Signaling at the nerve-muscle synapse: the neuromuscular junction. Muscle system: Skeletal muscle physiology. Resting potential and action potential in skeletal muscle fibers. Molecular mechanisms of muscle contraction. Excitation-contraction coupling. Characteristics of whole-muscle contraction. Isotonic and isometric modes of contraction. Smooth muscle structure and function. Resting potential and action potential in smooth muscle cells. Molecular mechanisms of smooth muscle contraction. Nervous and hormonal control of smooth muscle contraction. Cardiac muscle physiology.  Resting potential and action potential in pacemaker cells and in cardiomyocytes. Molecular mechanisms of cardiac muscle contraction. Endocrine System: Basis of endocrine control. Feed-back loops. Endocrine glands. Classification of hormones. Protein and lipid hormones. Mechanism of action and hormone interactions. Respiratory System: Gas laws. Ventilation. Gas exchange and transport of gases in the blood. Central regulation of ventilation. Control of ventilation by chemoreceptors. Local regulation of ventilation and perfusion. Cardiovascular Physiology: Overview of the Cardiovascular System. Mechanical properties of the cardiovascular system. The cardiac pump and cardiac electrical activity. Auto generation of action potentials, conduction of action potentials, contraction. Electrophysiology of the heart muscle. Mechanical events of the cardiac cycle. Working cardiomyocytes. Cardiac output. Regulation of heart functions. Functional consequence of cardiac innervation. Role of hormones in cardiac function control. Blood Flow and Control of Blood Pressure: blood physical properties. Plasma and cellular elements of blood. Blood vessels. Distribution of blood to the tissues. Arterial blood pressure, venous blood pressure and venous blood return. Physical principles of hemodynamics. Control of arterial blood pressure. Kidney physiology: Blood flow through the kidney. The nephron, glomerulus and glomerular filtration. Tubular reabsorption of nutrients and ions. Secretion. Production of concentrated urine. Control of extracellular fluid volume and electrolyte balance, role of Antidiuretic Hormone, Renin-Angiotensin-Aldosteron system and Natriuretic peptides. Digestive System: G.I. functions. Mechanism and regulation of salivary, gastric, pancreatic and bile secretion; G.I. motility: mastication, deglutition, gastric and intestinal motility. Digestion and absorption of nutrients; hormonal and nervous control of digestive functions. Reproductive physiology and hormonal control: functions of male and female genital organs. Metabolism and Temperature regulation: Energy balance. Basal metabolism. Caloric requirements and nutritional status assessment. BMI. Regulation of food intake and Energy storage. Integumentary system. Body temperature regulation and fever. Foods and nutrients: nutritional groups, nutrients, vitamins, alcohol, antioxidants and free radicals. Endocrine regulation of metabolism: Insulin and glucagon. Leptin and ghrelin. Intestinal peptides.