Course Syllabus
Obiettivi
The course will provide the knowledge to understand the physiological
concepts underlying locomotor system functions in order to provide bases
for pharmacology, pathology, pathophysiology and clinics of the
locomotor system. Describe the mechanisms and regulation of muscle
function, the neurophysiology of motor function, from spinal reflexes to
cerebral cortical control.
Contenuti sintetici
Programma esteso
L'unità motoria e la contrazione muscolare. L'apparato contrattile delle fibre muscolari è organizzato in sarcomeri e ponti trasversali. La forza contrattile è prodotta dal colpo di forza innescato dal ciclo dei ponti trasversali. Le componenti non contrattili nelle fibre muscolari forniscono stabilità agli elementi contrattili. La forza contrattile dipende dal livello di attivazione di ciascuna fibra muscolare e dalla sua lunghezza e velocità. L'attivazione ripetuta dele fibre muscolari causa affaticamento. Le proprietà elettriche dei motoneuroni determinano le loro risposte all'input sinaptico. I movimenti sono prodotti dal lavoro coordinato di molti muscoli che agiscono sulle articolazioni scheletriche. Malattie neurogene e miopatiche. I riflessi sono altamente adattabili e controllano i movimenti in modo mirato. Il riflesso di stiramento agisce per resistere all'allungamento di un muscolo. Il fuso neuromuscolare: i riflessi di stiramento rinforzano i comandi centrali per i movimenti. Organi tendinei del Golgi. Le reti neurali all'interno del midollo spinale generano l'attività alternata del ritmo in muscoli flessori ed estensori. Il movimento volontario è organizzato nella corteccia. L'attività nei singoli neuroni della corteccia motoria primaria è correlata alla forza muscolare.
Prerequisiti
Modalità didattica
Lezioni frontali. Quando possibile, saranno proposte analisi di casi clinici per la valutazione dei parametri fisiologici specifici.
Materiale didattico
Guyton & J.E. Hall, Textbook of Medical Physiology, Elsevier;
E.
R. Kandel, J. H. Schwartz, T. M. Jessel, S. A. Siegelbaum, A. J.
Hudspeth, Principles of neural science, Mc Graw Hill Medical;
Boron WF, Boulpaep EL, Medical Physiology, Ed. Elsevier.
Periodo di erogazione dell'insegnamento
Primo semestre
Modalità di verifica del profitto e valutazione
Non ci saranno test in itinere. L'esame consiste in una prova scritta. Verranno poste domande aperte allo studente per valutare la conoscenza generale degli argomenti. Inoltre, allo studente verrà chiesto di rispondere a domande che richiedono l'analisi di un fenomeno complesso, la sua razionalizzazione e l'applicazione di specifici principi di fisiologia e di risolvere semplici esercizi. Infine, può essere presentato un caso clinico che richiederà l'analisi delle interconnessioni tra diverse variabili fisiologiche alla luce dei paradigmi teorici evidenziati.
Orario di ricevimento
Su appuntamento, previa comunicazione da inviare a giulio.sancini@unimib.it
Aims
The course will provide the knowledge to understand the physiological concepts underlying locomotor system functions in order to provide bases for pharmacology, pathology, pathophysiology and clinics of the locomotor system. Describe the mechanisms and regulation of muscle function, the neurophysiology of motor function, from spinal reflexes to cerebral cortical control.
Contents
The structure of skeletal muscle. Molecular mechanism of contraction. Excitation-contraction coupling. Cross-bridge cycle. Force output and motor unit. The control of skeletal muscle contraction. Neuro-muscolar synaptic transmission. Spinal reflexes. The functional organization of movements. Muscle fiber types and properties.
Detailed program
The motor unit and muscle action. The contractile machinery of muscle
fibers is organized into sarcomeres and cross-bridges. Contractile force
is produced by cross-bridges. Non-contractile components in muscle
fibers provide stability for the contractile elements. Contractile force
depends on the level of activation of each muscle fiber and its length
and velocity. Repeated activation of muscle causes fatigue. The
electrical properties of motor neurons determine their responses to
synaptic input. Movements are produced by the coordinated work of many
muscles acting on skeletal joints. Neurogenic and myopathic diseases.
Reflexes are highly adaptable and control movements in a purposeful
manner. The stretch reflexe acts to resist the lenghtening of a muscle.
The neuromuscolar spindle: the stretch reflexes reinforce central commands for movements. Golgi
tendon organs. Neural networks within the spinal cord generate rytmic
alternating activity in flexor and extensor muscle. Voluntary movement
is organized in the cortex. Activity in individual neurons of the
primary motor cortex is related to muscle force.
Prerequisites
Basic knowledge of anatomy and biochemistry.
Teaching form
Lectures. Whenever possible, clinical case analyzes will be proposed for the evaluation of the specific physiological parameters.
Textbook and teaching resource
Guyton & J.E. Hall, Textbook of Medical Physiology, Elsevier;
E. R. Kandel, J. H. Schwartz, T. M. Jessel, S. A. Siegelbaum, A. J. Hudspeth, Principles of neural science, Mc Graw Hill Medical;
Boron WF, Boulpaep EL, Medical Physiology, Ed. Elsevier.
Semester
First semester
Assessment method
There will not be on going tests. The exam consists in a written 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 evidenced theoretical paradigms.
Office hours
Staff
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Giulio Alfredo Sancini