Course Syllabus

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È fondamentale che tutti gli studenti di medicina ricevano una sufficiente esposizione dei concetti fisiologici alla base delle funzioni del corpo umano che forniranno le basi necessarie per ulteriori studi in farmacologia, patologia, fisiopatologia e clinica medica e chirurgia. Gli obiettivi curriculari sono focalizzati principalmente sulla normale funzione dell’organismo, tuttavia, il materiale viene presentato in un contesto che prepara gli studenti al loro ruolo di medici. Pertanto, quando possibile, esempi clinici saranno utilizzati per illustrare i principi di base fisiologici.

Il corso si basa sulla presentazione sistematica di concetti fisiologici alla base delle funzioni del corpo umano. Il meccanismo che porta a uno squilibrio della funzione non può essere apprezzato senza una profonda comprensione dei meccanismi di base biofisici e fisiologici. Pertanto, verranno presentati tali meccanismi che garantiscono le funzioni a livello cellulare, tissutale, di organi ed apparati e a livello integrato. In particolare il corso affronterà la fisiologia dell’ apparatorespiratorio, del sistema nervoso, delle funzioni motorie e delle funzioni nervose superiori.

NEUROFISIOLOGIA.

Eventi elettrici nelle cellule eccitabili. Potenziale di azione; propagazione dell’impulso nervoso. SINAPSI. Sinapsi nel sistema nervoso centrale.
Sinapsi elettriche e sinapsi chimiche. Neurotrasmettitori. Potenziali postsinaptici; meccanismi di facilitazione e inibizione; sommazione spaziale e temporale. IL SISTEMA SENSITIVO AFFERENTE. Meccanismi centrali della sensibilità tattile propriocettiva e termica. La funzione recettoriale. Elettrogenesi dei recettori. Meccanismi di trasduzione, potenziale generatore. Trasmissione delle informazioni dai recettori al sistema nervoso centrale. Riflessi spinali, fusi neuromuscolari. Il riflesso da stiramento. Sensibilità somatica, sensibilità tattile e propriocettiva. Organi muscolo-tendinei di Golgi. Vie centrali della sensibilità Capacità discriminativa. Vie dolorifiche: il dolore e suo controllo centrale. Tipologia del movimento. Organizzazione gerarchica del controllo motorio. Controllo motorio volontario.  Ruolo dei gangli della base. Ruolo del cervelletto. Il tono posturale; il tono gamma. Riflesso miotatico, riflessi vestibolari e loro rapporto con la postura e la spasticità. ORGANI DI SENSO. L’occhio e le vie visive. Meccanismo della visione. La funzione visiva: l’occhio come sistema ottico, i recettori retinici, le vie ottiche. L’orecchio e le vie acustiche: la sensibilità acustica. L’apparato vestibolare. Il gusto e l’olfatto. PRINCIPI DI ORGANIZZAZIONE CORTICALE. Elettroencefalogramma; fisiologia del sonno e della veglia: il sonno normale e le sue fasi. Plasticità cerebrale e dominanza emisferica. Abitudine, memoria ed apprendimento. IPOTALAMO E SISTEMA LIMBICO. Integrazione ipotalamica delle grandi funzioni fisiologiche. Controllo della fame e dell’ingestione del cibo. La termoregolazione. Controllo sull’ipofisi anteriore e posteriore SISTEMA NERVOSO AUTONOMO Organizzazione funzionale del sistema ortosimpatico e parasimpatico LA BARRIERA EMATOENCEFALICA ED EMATOLIQUORALE.


APPARATO RESPIRATORIO.

Volumi polmonari e pressione parziale. Metodi per la misura dei volumi polmonari. Spirometria: volumi polmonari statici. Metodo di Fowler per il calcolo dello spazio morto anatomico. Metodo della diluizione e pletismografico per il calcolo del volume residuo. Legge di Dalton. Composizione dell'aria ambiente, inspirata e alveolare. Solubilità dei gas nel plasma e legame dell'ossigeno con l'emoglobina. Legge di Henry. Legge di Fick per la diffusione dei gas alveolari. Concetti di diffusion e perfusion limitation. Capacità diffusiva. Metodo di per la misura della capacità diffusiva (DLCO). Alterazioni fisiopatologiche della DLCO e delle sue subcomponenti. Tempo di transito nel capillare polmonare. Trasporto di O2 nel sangue. Curva di dissociazione dell'emoglobina. Principio di Fick. Alterazioni della capacità di trasporto di O2 in paziente anemico, in alta quota e nell'esercizio fisico. Variazione dell'affinità della curva di dissociazione dell'emoglobina in funzione di parametri fisici e fisiologici. Intossicazione da monosssido di carbonio. Trasporto di CO2 nel plasma. Effetto Bohr. Effetto Haldane. Tampone bicarbonato. Potere tampone dell'emoglobina. Equilibrio acido-base. Diagramma di Davenport. Acidosi e alcalosi, metabolica e respiratoria. Rapporto ventilazione-perfusione. Variazioni regionali del rapporto VA/Q. Shunt e spazio morto funzionale. Grafico PO2-PCO2. Formazione del gradiente alveolo-arterioso. Calcolo dello spazio morto funzionale. Calcolo dello shunt. Rapporto diffusione-perfusione. Meccanica respiratoria. Curve di rilasciamento polmonare e toracica. Il tensioattivo polmonare. Legge di stabilità alveolare. Turnover del liquido pleurico. Accoppiamento polmone-torace. Resistenze delle vie aeree. Equal pressure point (EPP). Limitazioni flusso-resistive. Curve flusso-tempo e flusso-volume. Alterazioni della compliance polmonare e della curva flusso-volume in soggetti con sindrome ostruttiva e restrittiva. Lavoro respiratorio. Alterazioni del lavoro elastico in soggetti con sindrome restrittiva e ostruttiva. Pattern respiratorio. Fisiopatologia dell'edema polmonare. Legge di Starling per la filtrazione. Matrice polmonare: composizione e significato funzionale. Alterazioni della compliance polmonare in soggetti pneumonectomizzati. Effetti dell'esposizione acuta e cronica all'alta quota.

Esercitazioni pratiche:

Pressione arteriosa. Onda sfigmica. Resistenze vascolari periferiche. Controllo da parte del sistema nervoso simpatico e delle catecolamine circolanti. Pressione arteriosa nei diversi distretti del sistema cardiovascolare. Pressione arteriosa sistolica, diastolica e media. Misurazione della pressione arteriosa.


Elettrocardiogramma: Lettura ed interpretazione di un elettrocardiogramma fisiologico

Conoscenze relative ai corsi propedeutici indicati nel regolamento del corso di laurea

Lezioni frontali. Quando possibile verranno proposte analisi di casi clinici per la valutazione di specifici parametri fisiologici. Esercitazioni pratiche.

Belfiore et al., FISIOLOGIA UMANA - FONDAMENTI, edi-ermes

D’ANGELO, PERES, Fisiologia, EDIERMES

CONTI, Fisiologia Medica, EDIERMES

KANDELL, SCHWARTZ, JESSEL, Principi di Neuroscienze, CEA

Dale Purves et al., NEUROSCIENZE, Zanichelli

GUYTON & J.E. HALL, Fisiologia medica, Piccin

Allan Siegel, Hreday N Sapru, FONDAMENTI DI NEUROSCIENZE, Piccin

KLINKE, Fisiologia EdiSES

GRASSI, NEGRINI, PORRO Fisiologia Medica, POLETTO EDITORE

MISEROCCHI G. Fisiologia e Fisiopatologia Respiratoria, CEA

MC ARDLE, KATCH, KATCH, Fisiologia applicata allo sport, CEA

Secondo semestre

Non saranno previste prove in itinere. La verifica dell’apprendimento verrà eseguita mediante un colloquio orale in cui il candidato verrà interrogato da ciascun docente referente delle specifiche parti del programma. Durante il colloquio allo studente verranno poste domande aperte per valutare il livello di conoscenza generale degli argomenti, quesiti che richiedono l’analisi di un fenomeno complesso, la sua razionalizzazione e l’applicazione di principi specifici della fisiologia. Infine, potrà essere presentata la descrizione di una situazione di cui verrà richiesta l’analisi delle interconnessioni tra diverse variabili fisiologiche alla luce dei paradigmi teorici.

I docenti ricevono su appuntamento previo accordo via e-mail

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It is essential that all medical students receive sufficient exposure to the physiological concepts underlying the functions of the human body that will provide the basis for further studies in pharmacology, pathology, pathophysiology and medical clinics and surgery. Curricular objectives are mainly focused on the normal function of the body, however, the material is presented in a context that prepares students for their role as doctors. Therefore, whenever possible, clinical examples will be used to illustrate physiological baseline principles.

The course is based on the systematic presentation of physiological concepts based on the functions of the human body. The mechanism leading to an imbalance of function cannot be appreciated without a deep understanding of the biophysical and physiological basics. Therefore, such mechanisms that ensure the functions at the cellular level, tissues, organs and apparatus and at the integrated level will be introduced. In particular, the course will address the physiology of the respiratory and nervous system, motor functions and superior nervous functions.

NEUROPHYSIOLOGY

Physiology of nerve cell - cell excitability Plasma membrane. Permeability, diffusion, osmosis, active and passive transport across the
membrane. Ion channels. Electrochemical balance and Nernst equation. Resting membrane potential. The Na + / K +pump. Passive electrical
properties of the membrane. Action Potential: origins, bases and ionic properties. Conduction of the action potential in unmyelinated and
myelinated nerve fibers. Classification of nerve fibers. Elementary interactions between excitable cells. The synapses. General concepts on
the synaptic transmission. The neuromuscular junction. The central synapses. Electrical events in postsynaptic neurons (EPSP and IPSP). Synaptic plasticity, LTP and LTD. Neuronal integration of synaptic inputs: spatial and temporal summation. Neurotransmitters, agonists and antagonists in the CNS. The BFCS, memory and aging. Definition and classification of motor units. Modulation of force output by varying the firing rate and recruitment of motor units. The nervous system - Sensory Systems. Organization and general mechanisms. The sensory receptors: definition and classification of receptors. Signal transduction and coding. Adequate stimulus. Adaptation. Receptive fields: mode, location, intensity, duration. Structure of human sensory system: free nerve endings, the nociceptors and thermoreceptors. Ascending pathways of somatic sensibility: the dorsal column-medial lemniscus system, the anterolateral system (spinothalamic tract). Somatosensory cortex. The pain. Nociceptors: anatomical distribution, mechanisms of activation and sensitization Nociceptors somatic, deep and visceral. Central pathways of pain sensibility. Endogenous antinociceptive systems: spinal mechanisms of modulation and supraspinal descending inhibitory systems. Opioids. Special sense organs. Motor system control: neuronal circuits, reflex responses, voluntary movements and rhythmic activities. Organization of motor system: spinal cord, brainstem and cerebral cortex. Cerebellum and basal ganglia. The medial and lateral systems in motor control. Motor functions of the spinal cord: spinal reflexes, muscle spindle and the stretch reflex, inverse stretch reflex, flexor reflex, the spinal preparation. Motor functions of the brainstem and cortex; supraspinal control of the stretch reflex, posture and its maintenance. Vestibular and neck reflexes. Cortical control of movement. Motor areas of the cortex and their functional role. Cerebellum and basal ganglia: general organization and functional role in motor control. Autonomic nervous system Anatomical and functional organization of the sympathetic and parasympathetic system. Chemical mediators. Organization of the autonomic reflexes. Vegetative functions of the brainstem. Central nervous control of visceral functions.

RESPIRATORY SYSTEM.

Lung volumes and partial pressure. Methods for the measurement of pulmonary volumes. Spirometry: static lung volumes. Fowler's method for calculating anatomical dead space. Dilution and plethysmographic method for calculating the residual volume. Dalton's law. Composition of ambient, inspired and alveolar air. Solubility of plasma gases and oxygen binding with hemoglobin. Henry's law. Fick's law for the diffusion of alveolar gases. Concepts of diffusion and perfusion limitation. Diffusive capacity. Diffusion capacity measurement method (DLCO). Physiopathological alterations of DLCO and its subcomponents. Transit time in the pulmonary capillary. Transport of O2 into the blood. Hemoglobin dissociation curve. Fick's principle. Alterations of O2 transport capacity in anemic patient, at high altitude and in physical exercise. Affinity variation of the hemoglobin dissociation curve as a function of physical and physiological parameters. Carbon monoxide toxicity. CO2 transport in the plasma. Bohr effect. Haldane effect. Bicarbonate buffer. Buffer power of hemoglobin. Acid-base balance. Diagram of Davenport. Acidosis and alkalosis, metabolic and respiratory. Ventilation-perfusion ratio. Regional variations of the VA report

Practise:

Blood pressure. Sphygmic wave. Peripheral vascular resistance. Control by the sympathetic nervous system and circulating catecholamines. Arterial pressure in the different districts of the cardiovascular system. Systolic, diastolic and mean arterial pressure. Measurement of arterial pressure.

Electrocardiogram: Reading and interpretation of a physiological electrocardiogram

Knowledge of the introductory courses indicated in the guidance of the degree course

Lectures. Whenever possible, clinical case analyzes will be proposed for the evaluation of the specific physiological parameters. Laboratories.

Belfiore et al., FISIOLOGIA UMANA - FONDAMENTI, edi-ermes

D’ANGELO, PERES, Fisiologia, EDIERMES

CONTI, Fisiologia Medica, EDIERMES

KANDELL, SCHWARTZ, JESSEL, Principi di Neuroscienze, CEA

Dale Purves et al., NEUROSCIENZE, Zanichelli

GUYTON & J.E. HALL, Fisiologia medica, Piccin

Allan Siegel, Hreday N Sapru, FONDAMENTI DI NEUROSCIENZE, Piccin

KLINKE, Fisiologia EdiSES

GRASSI, NEGRINI, PORRO Fisiologia Medica, POLETTO EDITORE

MISEROCCHI G. Fisiologia e Fisiopatologia Respiratoria, CEA

MC ARDLE, KATCH, KATCH, Fisiologia applicata allo sport, CEA



Second Semester

There will be no ongoing tests. The exam consists in an oral test. Open questions will be posed to the student in order to evaluate the general knowledge of the topics. Moreover, the student will be asked to answer to questions that require the analysis of a complex phenomenon, its rationalization and the application of specific physiology principles and to solve simple exercises. Finally, a clinical case may be presented which will require the analysis of the interconnections between different physiological variables in the light of the theoretical paradigms.

The professors receive by appointment upon agreement by e-mail

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Key information

Field of research
BIO/09
ECTS
8
Term
Annual
Activity type
Mandatory
Course Length (Hours)
96
Degree Course Type
6-year single cycle Master Degree

Staff

    Teacher

  • EB
    Egidio Paolo Beretta
  • Giulio Alfredo Sancini
    Giulio Alfredo Sancini
  • AZ
    Antonio Zaza

Enrolment methods

Manual enrolments
Self enrolment (Student)