Course Syllabus
Obiettivi
Il modulo di Fisiologia respiratoria si propone di fornire allo studente le conoscenze fondamentali sui meccanismi fisiologici che regolano la ventilazione polmonare, gli scambi gassosi, il trasporto dei gas nel sangue e il mantenimento dell’equilibrio acido-base. Al termine del modulo, lo studente dovrà comprendere i principi che determinano i volumi e le capacità polmonari, la meccanica respiratoria, la diffusione alveolo-capillare, il rapporto ventilazione/perfusione e il trasporto di ossigeno e anidride carbonica. Lo studente dovrà inoltre essere in grado di interpretare, in chiave fisiologica, le principali alterazioni della funzione respiratoria, con riferimento a condizioni quali anemia, esposizione all’alta quota, esercizio fisico, intossicazione da monossido di carbonio, sindromi ostruttive e restrittive, edema polmonare e alterazioni dell’equilibrio acido-base.
Contenuti sintetici
Il modulo affronta i principi della fisiologia respiratoria, integrando gli aspetti meccanici, emodinamici, biofisici e metabolici della funzione polmonare. Saranno trattati i volumi polmonari e i metodi per la loro misura, la composizione dei gas respiratori, le leggi fisiche che regolano pressione parziale, solubilità e diffusione dei gas, la capacità diffusiva polmonare, il trasporto di ossigeno e anidride carbonica nel sangue e il ruolo dell’emoglobina. Verranno inoltre analizzati il rapporto ventilazione/perfusione, lo shunt, lo spazio morto, la meccanica del sistema toraco-polmonare, la compliance, le resistenze delle vie aeree, il lavoro respiratorio, il ruolo del tensioattivo polmonare, i meccanismi dell’equilibrio acido-base e le principali modificazioni fisiologiche e fisiopatologiche della funzione respiratoria.
Programma esteso
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.
Prerequisiti
Le propedeuticità da rispettare per sostenere l’esame di Fisiologia umana sono quelle indicate dal Regolamento Didattico di medicina e Chirurgia A.A. 2026/2027
Modalità didattica
Le lezioni da 2 ore ciascuna si svolgeranno in presenza. 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
Si rimanda al Syllabus generale dell'Insegnamento
Periodo di erogazione dell'insegnamento
Secondo anno, secondo semestre
Modalità di verifica del profitto e valutazione
Si rimanda al Syllabus generale dell'Insegnamento
Orario di ricevimento
Il docente riceverà gli studenti su appuntamento concordato via e-mail
egidio.beretta@unimib.it
Sustainable Development Goals
Aims
The Respiratory Physiology module aims to provide students with fundamental knowledge of the physiological mechanisms regulating pulmonary ventilation, gas exchange, blood gas transport and the maintenance of acid-base balance. By the end of the module, students are expected to understand the principles determining lung volumes and capacities, respiratory mechanics, alveolar-capillary diffusion, the ventilation/perfusion ratio, and oxygen and carbon dioxide transport. Students should also be able to interpret, from a physiological perspective, the main alterations in respiratory function, with reference to conditions such as anaemia, exposure to high altitude, physical exercise, carbon monoxide poisoning, obstructive and restrictive respiratory disorders, pulmonary oedema and acid-base disturbances.
Contents
The module covers the principles of respiratory physiology by integrating the mechanical, haemodynamic, biophysical and metabolic aspects of pulmonary function. Lung volumes and their measurement methods, the composition of respiratory gases, the physical laws governing partial pressure, solubility and gas diffusion, pulmonary diffusing capacity, oxygen and carbon dioxide transport in blood and the role of haemoglobin will be discussed. The ventilation/perfusion ratio, shunt, dead space, respiratory mechanics of the lung-chest wall system, compliance, airway resistance, respiratory work, the role of pulmonary surfactant, mechanisms of acid-base balance and the main physiological and pathophysiological changes in respiratory function will also be analysed.
Detailed program
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
Prerequisites
The prerequisite requirements to be fulfilled in order to sit the Human Physiology exam are those indicated in the Teaching Regulations of the Medicine and Surgery degree programme for the 2026/2027 academic year.
Teaching form
All lessons of 2 hours each will be in person. 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
Please refer to the general course syllabus.
Semester
Second year, second semester
Assessment method
Please refer to the general course syllabus.
Office hours
The professor receives by appointment upon agreement by e-mail
egidio.beretta@unimib.it
