Course Syllabus
Obiettivi
L'insegnamento è diviso in due parti. La prima parte si propone di fornire allo studente in biotecnologie i concetti base di fisiologia generale; la seconda parte si propone invece di fornire una panoramica sulla struttura (anatomia) e sui meccanismi che governano la funzione dei diversi sistemi organici.
In particolare, alla fine dell’insegnamento lo studente avrà acquisito le seguenti capacità.
Conoscenza e capacità di comprensione.
Essere in grado di traslare informazioni di fisiologia cellulare alla fisiologia d’organo
Capacità di applicare conoscenza e comprensione.
Essere in grado di applicare le leggi della fisiologia insieme a quelle della fisica e della biochimica per comprendere i meccanismi alla base di fenomeni complessi
Autonomia di giudizio
Essere in grado di valutare quanto appreso con grande senso critico
Abilità comunicative
comunicare in modo esaustivo con una corretta terminologia scientifica quanto appreso
Capacità di apprendere
Apprendere con senso critico gran parte della letteratura scientifica sulla fisiologia degli organismi superiori
Contenuti sintetici
La prima parte dell'insegnamento tratta argomenti di fisiologia cellulare con particolare attenzione ai trasporti transmembranari, ai segnali elettrici delle membrane cellulari, alla fisiologia della cellula nervosa e muscolare. La seconda parte dell'insegnamento illustra il funzionamento della maggior parte dei sistemi organici dell'uomo, quali il sistema nervoso sensoriale e motorio (somatico e vegetativo), endocrino, cardiovascolare, respiratorio, renale e digerente.
Programma esteso
Fisiologia cellulare
-Membrane plasmatiche, trasporti passivi ed attivi transmembranari. Canali ionici, struttura e funzione. Proprietà elettriche delle membrane cellulari, potenziale di membrana e proprietà passive delle membrane.
-Neuroni, struttura e funzione. Canali ionici voltaggio dipendenti, genesi e propagazione del potenziale d’azione. Sinapsi elettriche e chimiche, eccitatorie ed inibitorie. Giunzione neuromuscolare.
-Fibra muscolare striata scheletrica, struttura e funzione. Accoppiamento eccitazione-contrazione, confronto tra muscolo scheletrico e cardiaco.
-Muscolo liscio, struttura e funzione. Relazione endotelio-muscolo liscio.
Fisiologia dei Sistemi
-Sistema nervoso somatico: anatomia sistema sensoriale e motorio.
Neurone sensoriale: trasduzione, trasmissione e codifica dello stimolo sensoriale. Cenni sistema somatosensoriale. Fotorecettori, trasduzione del segnale luminoso e circuiti retinici. Orecchio, trasduzione del segnale sonoro.
Sistema motorio: programmazione ed esecuzione del movimento volontario; sistemi paralleli nel controllo del movimento volontario (cervelletto e nuclei della base). Riflessi spinali.
-Sistema limbico: comportamenti pulsionali. Termoregolazione
-Sistema nervoso autonomo: Ortosimpatico e Parasimpatico. Riflessi autonomici (barocettivo, chemiocettivo).
-Sistema Endocrino: Asse ipotalamo-ipofisi e relative ghiandole (tiroide, surrene, gonadi). Midollare del surrene.
-Sistema Cardiovascolare: Cuore: elettrofisiologia, funzione meccanica. Circolo arterioso e venoso. Scambi capillari. Omeostasi integrata di pressione arteriosa e volume intravascolare.
-Sistema respiratorio: Meccanica respiratoria. Scambi alveolo-capillare. Trasporto dei gas nel sangue. Circolo polmonare e sua regolazione.
-Sistema escretore: Organizzazione anatomo-funzionale del parenchima renale. Meccanismo di filtrazione glomerulare e sua regolazione. Meccanismi di riassorbimento e secrezione tubulare. Clearance dei soluti. Ruolo del rene nel bilancio acido/base. Controllo di volume, osmolarità e concentrazioni elettrolitiche.
-Sistema Digerente: Digestione (fasi cefalica, gastrica, intestinale). Pancreas esocrino. Fegato e formazione della bile. Assorbimento: zuccheri, aminoacidi, lipidi, acqua. Trasporto dei lipidi nel sangue.
Prerequisiti
Prerequisiti: conoscenze di biochimica e fisica.
Propedeuticità specifiche: nessuna.
Propedeuticità generali: lo studente può sostenere gli esami del terzo anno dopo aver superato tutti gli esami del primo anno di corso.
Modalità didattica
21 lezioni da 2 ore costituite da:
- una parte in modalità erogativa (didattica erogativa, DE) focalizzata sulla presentazione-illustrazione di contenuti, concetti, principi scientifici
- una parte in modalità interattiva (didattica interattiva, DI), che prevede interventi didattici integrativi come prove in itinere e discussione dei risultati.
Tutte le attività sono svolte in presenza.
L'insegnamento è tenuto in lingua italiana.
Materiale didattico
Il materiale presentato durante le lezioni (slide) è disponibile sulla piattaforma e-learning dell'insegnamento. Verranno inoltre fornite le videoregistrazioni delle lezioni.
Libri di testo suggeriti:
Fisiologia – Molecole, cellule e sistemi. A cura di D'Angelo E. e Peres A, Edi Ermes editore.
Periodo di erogazione dell'insegnamento
Primo semestre
Modalità di verifica del profitto e valutazione
Esame scritto + orale.
Esame scritto (35 min): un quiz di 30 domande multiple choice inerenti il programma svolto. Possono accedere all'orale gli studenti che raggiungano il punteggio minimo di 18/30; il voto della prova scritta concorre alla formulazione del voto finale.
Esame orale: domande su tutto il programma del corso al fine di verificare 1) l'acquisizione di concetti e metodologie di base oggetto dell’insegnamento, 2) la capacità dello studente di creare collegamenti e di applicarli a problemi specifici.
Non sono previste prove in itinere.
Orario di ricevimento
Ricevimento: su appuntamento, previa e-mail al docente.
Sustainable Development Goals
Aims
The course is divided into two parts. The first part aims to provide the biotechnology student with the basic concepts of general physiology; the second part aims to provide an overview of the structure (anatomy) and the mechanisms that govern the function of organic systems.
In particular, at the end of the course the student will have acquired the following skills:
Knowledge and understanding
To be able to translate cellular physiology information to organ physiology
Applied knowledge and understanding
To be able to apply the laws of physiology together with those of physics and biochemistry to understand the mechanisms underlying complex phenomena
Making judgments
To be able to evaluate what has been learned with great critical sense
Communication skills
To comprehensively communicate what has been learned with a correct scientific terminology
Learning skills
To learn critically a large part of the scientific literature on the physiology of higher organisms
Contents
The first part of the course deals with topics of cell physiology with particular attention to transmembrane transports, to the electrical signals of cell membranes, to the physiology of neurons and muscle cells. The second part of the course illustrates the functioning of most human organ systems, such as the somatic and vegetative nervous system, the endocrine, cardiovascular, respiratory, renal and digestive systems.
Detailed program
Cellular physiology
-Plasma membranes, passive and active transmembrane transports. Ion channels, structure and function. Electrical properties of the plasma membrane (membrane potential and passive properties of cell membranes).
-Neurons, structure and function. Voltage dependent ion channels, genesis and propagation of the action potential. Electrical and chemical synapses, excitatory and inhibitory synapses. Neuromuscular junction.
-Skeletal and cardiac muscle, structure and function. Excitation-contraction coupling, comparison between skeletal and cardiac muscle.
-Smooth muscle, structure and function. Endothelium-smooth muscle relationship.
System Physiology
-Somatic nervous system: sensory and motor system anatomy.
Sensory neuron: transduction, transmission and encoding of the sensory stimulus. Overview of somatosensory system. Photoreceptors, visual photo-transduction and retinal circuits. Ear, hair cells and mechano-electrical transduction of the sound signal.
Movement programming and execution. Parallel systems in movement control (cerebellum and basal nuclei). Spinal reflexes.
-Limbic System: Pulsional behaviors. Thermoregulation
-Autonomic nervous system: Sympathetic and parasympathetic system. Autonomic reflexes (baroceptors, chemoceptors).
-Endocrine system: Hypothalamus-hypophysis system and peripheral glands (thiroid, surrenal, gonads).
-Cardiovascular System: The heart: electrophysiology, mechanical function. Arteries, veins, capillary exchanges. Integrated homeostasis of pressure and volume.
-Respiratory System: Lung mechanics, alveolus -blood exchanges, gas transport in blood. Pulmonary circulation and its regulation.
-Excretory system: Anatomo-functional organization of the renal parenchyma. Glomerular filtration mechanism and its regulation. Reabsorption and tubular secretion mechanisms. Renal clearance. Role of the kidney in the acid / base balance. Volume, osmolarity and electrolyte concentrations control.
-Digestive system: Digestion phases: cefalic, gastric, intestinal. Esocrine pancreas. Liver and bile formation. Absorption: sugars, aminoacids, lipids, water. Lipid transport in blood.
Prerequisites
Background: basics of biochemistry and physics
Specific prerequisites: none.
General prerequisites: Students can take the exams of the third year after having passed all the exams of the first year of the course.
Teaching form
21 lectures (2 hours/each) composed by:
- a section of delivered didactics (Didattica erogativa, DE) focused on the presentation-illustration of contents by the lecturer.
- a section of interactive teaching (Didattica Interattiva, DI) including in itinere tests and discussion of the results
Didactic activities are conveyed by means of face-to-face lectures
Teaching language: italian.
Textbook and teaching resource
Learning material (slides of the lessons) is available at the e-learning platfrom of the course. Lesson's videos will be provided.
Recommended textbook:
"Fisiologia – Molecole, cellule e sistemi", D'Angelo E. & Peres A Eds, Edi Ermes.
Semester
First semester
Assessment method
Written test (quiz) + oral examination.
The written test (35 min): 30 multiple-choice questions concerning the whole course content. Students with sufficient mark (minimum: 18/30) can take the oral examination; the written examination mark does concurr to the final grade.
Oral examination: it is concerning the whole course content to verify 1) the acquisition of basic concepts and methodologies, 2) the student's ability to create links and apply his/her knowledge to specific problems.
The are no ongoing tests.
Office hours
Contact: on demand, upon request by mail to lecturer.
Sustainable Development Goals
Staff
-
Marcella Rocchetti
