Course Syllabus
Obiettivi
L'obiettivo dell'insegnamento della fisiologia umana è fornire agli studenti una solida base per comprendere il funzionamento normale del corpo umano, che è essenziale per riconoscere, diagnosticare e trattare le malattie nel loro futuro ruolo di medici. Durante il corso, gli studenti devono imparare a interpretare i dati fisiologici e correlare questi dati alle condizioni patologiche, sviluppando capacità analitiche e di pensiero critico e forniranno le basi necessarie per ulteriori studi in farmacologia, patologia, fisiopatologia e clinica medica e chirurgia. L'acquisizione di tecniche di misurazione e l’interpretazione di dati sperimentali sono cruciali per comprendere le funzioni fisiologiche in modo pratico. Inoltre, è importante che gli studenti acquisiscano la capacità di comunicare chiaramente e presentare dati fisiologici in modo comprensibile, così come l'abilità di risolvere problemi clinici attraverso l'applicazione delle conoscenze acquisite
Contenuti sintetici
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 delle cellule eccitabili e non eccitabili, dell’ apparato renale e gastroenterico.
Durante il corso, saranno enfatizzati gli effetti del processo di invecchiamento e delle differenze di genere sulla fisiologia umana.
Programma esteso
Fisiologia Cellulare. Scambi attraverso la membrana plasmatica, Vie di trasporto (diffusione, trasporti attivi e passivi). Trasportatori e canali ionici
Elettrofisiologia di base. Potenziale di membrana; caratteristiche elettriche della membrana cellulare; canali di membrana; scambi ionici, modello elettrico della membrana cellulare; potenziale di equilibrio di uno ione (legge di Nerst). Pompa sodio-potassio. 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.
Giunzione neuro-muscolare. Fisiologia della contrazione della muscolatura liscia e striata. Eventi della trasmissione sinaptica che portano alla contrazione del muscolo scheletrico. Accoppiamento eccitazione contrazione nel muscolo striato e nel muscolo cardiaco caratteristiche comuni e differenze tra i diversi tipi di tessuto muscolare.
Apparato renale
I compartimenti fluidi dell’organismo. Omeostasi idrico-salina. Ormone antidiuretico. Peptidi natriuretici. Equilibrio elettrolitico. Ruolo dell’aldosterone.
Funzioni dell’apparato renale. Controllo nervoso della funzionalità renale. Il nefrone. Il corpuscolo renale. Ultrastruttura dei capillari glomerulari. La filtrazione glomerulare. Coefficiente di filtrazione glomerulare. Forze di Starling nella filtrazione glomerulare. Velocità di Filtrazione Glomerulare.
Fattori che influenzano la velocità di filtrazione glomerulare. Controllo intrinseco della filtrazione glomerulare. Regolazione miogenica, Feedback tubulo-glomerulare.
Riassorbimento e funzioni tubulari.
Volume urinario minimo obbligatorio. Massima concentrazione delle urine. Meccanismo di moltiplicazione controcorrente. Generazione e mantenimento del gradiente iperosmolare midollare (perfusione della midollare, ricircolo dell’urea).
Clearance e funzionalità renale. Definizione di clearance. Calcolo della clearance per un determinato composto. Clearance dell’inulina. La clearance per valutare il flusso plasmatico renale (PAI). Clearance osmolare. Clearance dell’acqua libera.
Regolazione dell’equilibrio acido base. Equazione di Henderson-Hasselbach. Meccanismi di regolazione del pH contro gli squilibri acido-base. Sistemi di tampone chimico. Meccanismi renali: riasorbimento bicarbonato, escrezione idrogenioni, sistemi tampone nelle urine (fosfato e ammoniaca).
Apparato Digerente
Funzioni e caratteristiche generali. Struttura del tratto gastro-intestinale. Secrezione. Motilità. Controllo nervoso della funzione dell’apparato digerente. Sistema nervoso enterico. Elettrofisiologia delle cellule muscolari lisce del tratto gastrointestinale. Controllo ormonale della motilità del tratto gastrointestinale (gastrina, CCK, secretina)
La cavità orale. I sensi chimici del sapore: fisiologia del gusto e dell’olfatto.
Secrezione salivare. Stomaco e secrezione gastrica (composizione e sua regolazione)
Le secrezioni intestinali. Secrezioni proprie. Secrezione pancreatica (composizione e regolazione). Secrezione epatica (composizione e regolazione)
Digestione e assorbimento.
Prerequisiti
E' richiesto l'aver superato l'esame di Anatomia e Istologia Umana
Modalità didattica
Le 42 lezioni da 2 ore ciascuna saranno in presenza, a meno di emergenze. Inizieranno con una prima parte in cui verranno esposti i concetti (modalità erogativa) per poi aprirsi ad un'interazione con gli studenti che definisce la parte successiva della lezione in modalità interattiva.
I metodi di insegnamento includeranno lezioni frontali, video e discussioni in classe.
Materiale didattico
KLINKE, Fisiologia EdiSES
CONTI, Fisiologia Medica, EDIERMES
GUYTON & J.E. HALL, Fisiologia medica, Piccin
D’ANGELO, PERES, Fisiologia, EDIERMES
GRASSI, NEGRINI, PORRO Fisiologia Medica, POLETTO EDITORE
MC ARDLE, KATCH, KATCH, Fisiologia applicata allo sport, CEA
KANDELL, SCHWARTZ, JESSEL, Principi di Neuroscienze, CEA
Review o articoli scientifici consigliati dal docente durante le lezioni
Periodo di erogazione dell'insegnamento
Primo semestre
Modalità di verifica del profitto e valutazione
Per la modalità di verifica del profitto si rimanda al Syllabus generale dell'insegnamento
Orario di ricevimento
I docenti riceveranno gli studenti su appuntamento concordato via e-mail
ilaria.rivolta@unimib.it
antonio.zaza@unimib.it
Sustainable Development Goals
Aims
The objective of teaching human physiology is to provide students with a solid foundation to understand the normal functioning of the human body, which is essential for recognizing, diagnosing, and treating diseases in their future roles as physicians. During the course, students will learn to interpret physiological data and correlate these data with pathological conditions, developing analytical and critical thinking skills. This will provide the necessary basis for further studies in pharmacology, pathology, pathophysiology, and clinical medicine and surgery. Acquiring measurement techniques and interpreting experimental data are crucial for practical understanding of physiological functions. Furthermore, it is important for students to acquire the ability to communicate clearly and present physiological data in an understandable manner, as well as the skill to solve clinical problems through the application of acquired knowledge.
Contents
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, this module of the course will address the cellular physiology and the physiology of the renal and digestive systems.
During the course, the effects of the aging process and gender differences on human physiology will be emphasized.
Detailed program
Cellular physiology. Transport through the plasma membrane, diffusion, active and passive transports. Transport mediated by carriers and ion channels
Basis of electrophysiology. Membrane potential; electrical characteristics of the cell membrane; membrane channels; ion exchanges, electrical model of the cell membrane; equilibrium potential of an ion (Nerst's law). Sodium-potassium pump. Electrical events in excitable cells. Action potential; propagation of the nervous impulse. Synapses in the central nervous system. Electrical synapses and chemical synapses. Neurotransmitters. Post-synaptic potentials; facilitation and inhibition mechanisms; spatial and temporal summation.
Neuromuscular junction. Physiology of the contraction in smooth and striated muscles. Describes the events of synaptic transmission leading to contraction of skeletal muscle. Excitation-contraction coupling in the skeletal and cardiac muscle. Compare and contrast the basic types of muscle tissue.
Renal System
The fluid compartments of the organism. Electrolyte homeostasis. Antidiuretic hormone. Natriuretic peptides. Role of aldosterone.
Functions of the renal system.. Nerve control of renal function. The nephron. The renal corpuscle. Ultrastructure of the glomerular capillaries. Glomerular filtration. Glomerular filtration coefficient. Starling forces in glomerular filtration. Glomerular Filtration Rate. Regulation of the glomerular filtration rate. Myogenic regulation, tubulo-glomerular feedback (adenosine, renin)
Resorption and tubular functions. Minimum urinary volume required. Maximum concentration of urine. Countercurrent multiplication mechanism. Generation and maintenance of the medullary hyperosmolar gradient. Clearance and renal function. Definition of clearance. Calculation of the clearance for a given compound. Clearance of inulin. The clearance to evaluate renal plasma flow (PAI). Osmolar clearance. Clearance of free water.
Acid-base balance. Henderson-Hasselbach equation. Renal mechanisms for regulating blood pH Chemical buffer systems, bicarbonate reabsorption, hydrogen excretion, urine buffer systems (phosphate and ammonia).
Digestive System
Functions and general characteristics. Structure of the gastro-intestinal tract. Secretion. Motility. Nervous control of the digestive function. Enteric nervous system. Electrophysiology of smooth muscle cells of the gastrointestinal tract. Hormonal control of motility of the gastrointestinal tract (gastrin, CCK, secretin). The oral cavity. The chemical senses of taste: physiology of taste and smell. Salivary secretion. Stomach and gastric secretion (composition and regulation). Intestinal secretions. Pancreatic secretion (composition and regulation). Liver secretion (composition and regulation). Digestion and absorption.
Prerequisites
It is required to have passed the Human Anatomy and Histology exam
Teaching form
All the 42 lessons of 2 hours each will be in person, except in emergencies. They will begin with an initial part where concepts will be presented (lecture-based mode), followed by interaction with students that defines the subsequent part of the lesson in interactive mode.
Teaching methods will include lectures, videos, and class discussions.
Textbook and teaching resource
KLINKE, Fisiologia EdiSES
CONTI, Fisiologia Medica, EDIERMES
GUYTON & J.E. HALL, Fisiologia medica, Piccin
D’ANGELO, PERES, Fisiologia, EDIERMES
GRASSI, NEGRINI, PORRO Fisiologia Medica, POLETTO EDITORE
MC ARDLE, KATCH, KATCH, Fisiologia applicata allo sport, CEA
KANDELL, SCHWARTZ, JESSEL, Principi di Neuroscienze, CEA
Reviews or scientific papers recommended by the Professor During Lectures
Semester
First Semester
Assessment method
For the assessment method, please refer to the general course syllabus.
Office hours
The professors receive by appointment upon agreement by e-mail
ilaria.rivolta@unimib.it
antonio.zaza@unimib.it
