Course Syllabus
Obiettivi
Il corso
fornisce allo studente le nozioni indispensabili inerenti le funzioni vitali
dell'uomo, con particolare riferimento alle funzioni di cui il Fisioterapista è
tenuto ad avere una specifica conoscenza. Analizza i meccanismi inerenti
l’eccitabilità cellulare, l’interazione tra cellule eccitabili. Analizza la fisiologia dei sistemi sensoriali e motorio.
Il corso analizza le funzioni di controllo motorio a livello centrale con particolare riferimento alla comprensione del comportamento fisiologico e dell’eziologia di vari disturbi neuromotori. Un particolare approfondimento delle nozioni inerenti il controllo neuromotorio è finalizzato alla comprensione delle conoscenze fisiopatologiche e cliniche necessarie all’esercizio della professione. Il Corso, organizzato in un unico semestre, si articola in lezioni frontali, esercitazioni e in attività seminariali.
Contenuti sintetici
• Struttura e funzione della membrana plasmatica: i canali ionici, il potenziale di membrana di riposo
• Genesi e propagazione del potenziale d’azione, il potenziale recettoriale, la trasmissione sinaptica
• Risposte mediate dai recettori sensoriali, modalità, localizzazione, intensità, durata.
• Percezione del dolore - nocicettori: distribuzione anatomica, meccanismi di attivazione e sensibilizzazione
• Organizzazione del sistema motorio
• Il controllo posturale• Il controllo del tronco encefalico e del midollo spinale da parte dei motoneuroni superiori
• La modulazione del movimento da parte dei gangli della base
• La modulazione del movimento da parte del cervelletto
• I movimenti oculari e l’integrazione motoria sensoriale
Programma esteso
Eccitabilità
cellulare, membrana plasmatica, eccitazione e conduzione. Permeabilità,
diffusione, osmosi, trasporti attivi e passivi attraverso la membrana.
Canali ionici. Equilibrio elettrochimico ed equazione di Nernst.
Potenziale di membrana a riposo, equazione di Goldman. La pompa Na+/K+.
Proprietà elettriche passive della membrana. Potenziale d’azione: genesi, basi
ioniche e proprietà. Conduzione del potenziale d'azione nelle fibre nervose
amieliniche e mieliniche. Classificazione delle fibre nervose. Interazioni
elementari tra cellule eccitabili. La sinapsi. Concetti generali sulla
trasmissione sinaptica. La giunzione neuromuscolare. La sinapsi centrale.
Eventi elettrici nei neuroni postsinaptici. Integrazione neuronale degli input
sinaptici: sommazione spaziale e temporale. Neurotrasmettitori, agonisti e
antagonisti nel Sistema Nervoso Centrale.
Struttura
dell’apparato contrattile. Il sarcomero: proteine contrattili e proteine
regolatrici. Accoppiamento eccitazione-contrazione: ruolo dello ione Ca2+. Basi
molecolari della contrazione. Meccanica della contrazione. Scossa e tetano.
Contrazione isotonica ed isometrica. Relazioni tensione-lunghezza e
forza-velocità. Classificazione delle fibre muscolari scheletriche. Definizione e classificazione delle unità motorie. Regolazione della produzione
di forza mediante variazione della frequenza di scarica e reclutamento delle
unità motorie. Il muscolo liscio. Accoppiamento tra cellule muscolari lisce:
muscolo unitario e multiunitario.
I
recettori sensoriali: definizione e classificazione dei recettori. Trasduzione
e codificazione del segnale. Stimolo adeguato. Adattamento. Campi recettivi.
Dimensioni della sensazione: modalità, localizzazione, intensità, durata.
Sensibilità somatica: tatto, propriocezione, termocezione, dolore
Il
mantenimento dell’equilibrio. I riflessi posturali. Meccanismi di controllo a
feedback e feed-forward. Movimenti ritmici e locomozione. Organizzazione del
sistema motorio: livello spinale, tronco dell'encefalo e corteccia cerebrale.
Cervelletto e Nuclei della base: generalità sull’organizzazione funzionale e
ruolo nel controllo motorio. L’organizzazione anatomica del cervelletto. Le
proiezioni al cervelletto. Le proiezioni dal cervelletto. I circuiti intrinseci
del cervelletto. I circuiti cerebellari e la coordinazione dei movimenti in
corso di esecuzione. Conseguenze delle lesioni cerebellari. Le proiezioni ai
gangli della base. Le proiezioni dai gangli della base ad altre regioni
cerebrali. I circuiti intrinseci dei gangli della base, il ruolo della
dopamina. I disturbi del movimento: l’ipocinesi e l’ipercinesi. I sistemi
mediale e laterale nel controllo motorio. Funzioni motorie del midollo spinale:
riflessi spinali; fuso neuromuscolare e riflesso miotatico diretto; riflesso
miotatico inverso; riflessi flessori; il preparato spinale. Funzioni motorie
del tronco dell'encefalo e della corteccia: controllo sovraspinale del riflesso
miotatico; postura e suo mantenimento. Riflessi vestibolari e cervicali. I
movimenti oculari e l’integrazione motoria sensoriale. Controllo corticale del
movimento. Aree motorie della corteccia e loro ruolo funzionale. Mediatori
chimici. Organizzazione dei riflessi vegetativi. Funzioni vegetative del tronco
encefalico. Centri nervosi di controllo delle funzioni viscerali. Livello di
approfondimento: Elevato o intermedio a seconda della rilevanza degli argomenti
Prerequisiti
Conoscenze
propedeutiche necessarie: Fondamenti di fisica, biochimica, istologia e
anatomia del sistema nervoso centrale e periferico
Modalità didattica
Lezioni frontali, esercitazioni, seminari
Materiale didattico
Bossi et al., FISIOLOGIA UMANA ELEMENTI, edi-ermes
Belfiore et al., FISIOLOGIA UMANA FONDAMENTI, edi-ermes
DALE PURVE et al., Neuroscienze, Zanichelli
A.C. GUYTON & J.E. HALL, Fisiologia medica, Piccin W.J.
KLINKE, PAPE, KURTZ, SILBERNAGEL, Fisiologia, EdiSes
M. BERNE & M. N. LEVY Fisiologia, Un approccio integrato, Casa Editrice Ambrosiana
Periodo di erogazione dell'insegnamento
Primo semestre
Modalità di verifica del profitto e valutazione
Prova scritta: domande aperte tese a valutare la comprensione degli argomenti trattati, in un contesto di valutazione clinica dei principali parametri fisiologici con particolare riferimento alle relazioni e alle interazioni fra le funzioni degli organi, apparati e sistemi.
Orario di ricevimento
Su appuntamento, previa comunicazione da inviare a giulio.sancini@unimib.it
Aims
The course provides the student with the essential knowledge concerning the
functions of which the Physiotherapist is required to have a specific
knowledge. It analyzes the mechanisms of the cell excitability, the interaction
between excitable cells and the physiology of the motor
and sensory systems. The course
provides the student with the essential knowledge concerning the functions of
which the Physiotherapist is required to have a specific knowledge. It analyzes
the mechanisms of the cell excitability, the interaction between excitable
cells, cell motility and the physiology of the motor and sensory systems. A
deep knowledge of the neuromotor control is aimed at understanding the most
common physio-pathological clinical issues. The course, organized in a single
semester, consists of lectures, exercises and seminars.
Contents
• Structure and function of the plasma membrane: ion channels, resting
membrane potential • Genesis and propagation of the action potential, the receptor potential,
the synaptic transmission • Responses mediated by sensory receptors – mode of action, intensity,
localization and duration of the applied stimulus. • Pain perception - nociceptors: anatomic distribution and function • The motor system and the motor unit activation
• Control of the spinal cord by the upper motor neurons
• The modulation of movement by the basal ganglia
• The modulation of the movement by the cerebellum
• Eye movements and sensory motor integration
Detailed program
Cell excitability - plasma membrane. Permeability, diffusion, osmosis,
active and passive transport through the membrane. Ionic channels.
Electrochemical equilibrium and Nernst equation. Resting membrane potential.
The Na + / K + pump. Passive electrical properties of the membrane. The action
potential: genesis, ionic bases and properties. Conduction of the action
potential in the myelinated and unmyelinated nerve fibers. Classification of
nerve fibers. Elementary interactions between excitable cells. The synapse.
General concepts on synaptic transmission. The neuromuscular junction. The central
synapse. Electrical events in postsynaptic neurons. Neuronal integration of
synaptic inputs: spatial and temporal integration. Neurotransmitters in the
Central Nervous System.
Sensory
system: organization and general mechanisms. Sensory receptors: definition and
classification of receptors. Signal transduction and coding. Appropriate
stimulation. Adaptation. Receptive fields’ dimensions: stimulus location,
intensity, duration. Somatic sensitivity: touch, proprioception, pain.
Ascending pathways of somatic sensitivity. Somatosensory cortex. Pain.
Nociceptors: anatomic distribution, activation and sensitization mechanisms,
somatic, deep and visceral nociceptors.
Maintaining equilibrium: the postural reflexes. Feedback and feedforward control mechanisms. Rhythmic movements and locomotion. The organization of the motor system. Cerebellum and Basal Ganglia: general information on the functional organization and their roles in the motor control. The anatomical organization of the cerebellum. Projections to the cerebellum. Projections from the cerebellum. The intrinsic circuits of the cerebellum. The cerebellar circuits and the coordination of the in progress movements. Consequences of most common cerebellar lesions. Projections to the basal ganglia. Projections from the basal ganglia to other brain regions. The intrinsic circuits of the basal ganglia, the role of dopamine. Movement disorders: hypokinesis and hypercinesi. Medial and lateral systems in motor control. Motor functions of the spinal cord: spinal reflexes; muscle spindle and myotatic reflex; the reverse myotatic reflex; flexor reflexes, the supra-spinal control of the myotatic reflex; posture and its control. Vestibular and cervical reflexes. Eye movements and sensory motor integration. Cortical control of the movement. Motor areas of the cortex and their functional role, neurochemical mediators. Organization of vegetative reflexes. Vegetative functions of the midbrain, medulla and pons. Nerve centers for visceral function control. Level of study: High or intermediate depending on the relevance of the topics.
Prerequisites
Required preliminary knowledge: Foundations of physics, biochemistry, histology and anatomy of the nervous system, anatomy of the musculoskeletal system.
Teaching form
Lectures, exercises and seminars
Textbook and teaching resource
Bossi et al., FISIOLOGIA UMANA ELEMENTI, edi-ermes
Belfiore et al., FISIOLOGIA UMANA FONDAMENTI, edi-ermes
DALE PURVE et al., Neuroscienze, Zanichelli
A.C. GUYTON & J.E. HALL, Fisiologia medica, Piccin W.J.
KLINKE, PAPE, KURTZ, SILBERNAGEL, Fisiologia, EdiSes
M. BERNE & M. N. LEVY Fisiologia, Un approccio integrato, Casa Editrice Ambrosiana
Semester
First semester
Assessment method
Written
test: open questions aimed at assessing the understanding of the topics
covered, in a context of clinical evaluation of the main physiological
parameters with particular reference to the relationships and the interactions
between the functions of the organs, apparatuses and systems