Il corso fornisce nozioni indispensabili inerenti le funzioni vitali dell'uomo. Alla fine del corso lo studente deve dimostrare di aver compreso il funzionamento dei diversi organi del corpo umano, la loro integrazione negli apparati, i meccanismi generali di controllo di questi in condizioni normali. Il corso deve, inoltre, contribuire a conferire "atteggiamento scientifico" allo studente sulla base della conoscenza delle tecnologie sviluppate per lo studio delle funzioni cellulari e d’organo.
KANDEL, SCHWARTZ, JESSEL, SIEGELBAUM, HUDSPETH: Principi di neuroscienze - CEA
E. D’ANGELO, E. PERES. Fisiologia, Edi-Ermes, II edizione, 2011.
F. CONTI: Fisiologia Medica, Edi-Ermes, II edizione 2010.
BERNE, LEVY: Fisiologia, VI edizione, Casa Editrice Ambrosiana (CEI), 2010.
GUYTON e HALL: Fisiologia Medica, XII edizione Elsevier srl, 2012.
Obiettivi Formativi
Il corso fornisce nozioni indispensabili inerenti le funzioni vitali dell'uomo. Alla fine del corso lo studente deve dimostrare di aver compreso il funzionamento dei diversi organi del corpo umano, la loro integrazione negli apparati, i meccanismi generali di controllo di questi in condizioni normali. Il corso fornisce, inoltre, i principi per la misura dei principali parametri funzionali nell'uomo e deve contribuire a conferire "atteggiamento scientifico" allo studente.
Capacità di applicare conoscenza e comprensione: Il corso fornisce alcune nozioni pratiche per la misura di parametri funzionali di interesse clinico, per la valutazione dello stato di nutrizione e la preparazione di una dieta equilibrata.
Prerequisiti
Propedeuticità
Metodi Didattici
Lezioni frontali
Altre Informazioni
Materiale didattico e programma del corso disponibile su Didonline UNIFI.
Modalità di verifica apprendimento
Esame di profitto orale con verbalizzazione. La valutazione finale dell’insegnamento dopo Fisiologia III tiene conto dei risultati conseguiti nelle prove in itinere scritte (fisiologia I) e orali (Fisiologia II).
Le valutazioni ottenute nei colloqui di Fisiologia I e II peseranno per il 25% (ciascuna) sul voto dell’esame finale.
Programma del corso
FISIOLOGIA DELLA NUTRIZIONE (Programma esame finale)
Valutazione dello stato di nutrizione (indice di massa corporea e altri metodi). Determinazione della percentuale di grasso corporeo.
Bilancio energetico e materiale. Calorimetria diretta e indiretta. Quoziente respiratorio. Metabolismo di base (MB) e sua determinazione. Fattori che influenzano il MB.
I principi alimentari o nutrienti. Valore calorico e azione dinamico-specifica degli alimenti.
Peso corporeo ideale (sovrappeso e obesità). Dieta razionale ed equilibrata da un punto di vista quantitativo e qualitativo. Fabbisogno di energia e nutrienti: glicidi, lipidi, protidi, acqua, vitamine, acidi grassi essenziali, sali minerali e oligo-elementi, fibra alimentare; i LARN.
Fabbisogno di energia e nutrienti nelle varie condizioni fisiologiche.
Linee guida per una corretta alimentazione. Esempi di preparazione di una dieta equilibrata.
Endocrinologia generale – concetti generali su ormoni, meccanismi d’azione e di regolazione della secrezione degli ormoni
Endocrinologia sistematica - Struttura chimica, azioni, controllo della secrezione e cenni di fisiopatologia degli ormoni secreti da: IPOFISI e IPOTALAMO (vedi Neurofisiologia), GONADI maschili e femminili
Argomenti del I semestre del III anno
APPARATO CARDIOVASCOLARE (Programma esame finale)
Organizzazione dell'apparato circolatorio e principi fisici della circolazione. Distribuzione del flusso ematico nei vari distretti corporei. Circolazione nel feto e nel neonato. Emodinamica. Il principio di Pascal, la pressione idrostatica. La formula di Poiseuille, flusso, pressione, resistenza; la velocità. Flusso laminare e turbolento. La viscosità del sangue. La legge di Laplace e la distensibilità dei vasi. Natura della tensione delle pareti: tensione attiva critica di chiusura e pressione critica di chiusura. La misura dei principali parametri fisici.
Elettrofisiologia cardiaca. Potenziale di riposo e di azione nelle cellule del miocardio di lavoro. Inward rectifier (IK1) e principali correnti ioniche depolarizzanti (INa, ICaL) e ripolarizzanti (Ito IK) nel miocardio di lavoro. Cenni su altri meccanismi elettrogenici di membrana (pompe, scambiatori).
Potenziale pacemaker e auto-ritmicità del cuore. If e altre correnti pace-maker. Effetti del sistema nervoso autonomo e delle catecolamine sulla ritmicità cardiaca.
Sistema di conduzione e attivazione elettrica del cuore.
Elettrocardiogramma: principi teorici, derivazioni, vettore cardiaco istantaneo, tracciato nomale, asse elettrico.
Contrattilità del miocardio ed eventi meccanici del ciclo cardiaco: accoppiamento eccitazione-contrazione e processo contrattile nel miocardio, modulazione della contrattilità cardiaca, relazioni tensione-lunghezza e pressione-volume, legge e preparato cuore-polmoni di Starling, ciclo cardiaco nel diagramma di Wiggers e nel diagramma pressione-volume, gittata cardiaca e sua misura, lavoro ventricolare.
Circolazione sistemica: pressione, volume, resistenza e velocità nelle varie sezioni del circolo sistemico. Pressione circolatoria di riempimento e suo significato. Proprietà delle arterie. Pressione srteriosa: andamento, fattori determinanti, misura e registrazione diretta; misura indiretta; polso arterioso. Proprietà delle vene, pressione venosa centrale, polso venoso, ritorno venoso.
Microcircolazione: organizzazione della rete capillare, meccanismi degli scambi a livello dei capillari, drenaggio linfatico, controllo locale del flusso, autoregolazione.
Meccanismi di controllo cardiovascolare: generalità sui sistemi di controllo (feed-back negativo). Centri nervosi del controllo cardiovascolare. Controllo nervoso riflesso della pressione arteriosa (a breve termine), barocettori arteriosi, recettori atriali e dell'arteria polmonare, chemocettori, azioni del sistema nervoso vegetativo, controllo umorale, controllo renale (a lungo termine).
Gittata cardiaca e ritorno venoso. Metodi di misura della gittata cardiaca. Meccanismo di Franck - Starling e regolazione intrinseca della gittata cardiaca, regolazione estrinseca. Il gradiente pressorio del ritorno venoso. Curve della gittata cardiaca e del ritorno venoso in funzione della pressione atriale destra.
Circoli distrettuali: circolo coronarico, cerebrale, cutaneo, muscolare, epatosplancnico, renale.
TERMOREGOLAZIONE (Programma esame finale)
Gli effettori della termoregolazione e i fattori fisici implicati. Scambi termici con l’ambiente: il ruolo della circolazione cutanea.
APPARATO RESPIRATORIO (Programma esame finale)
Ventilazione
Meccanica della respirazione - Anatomia funzionale delle vie aeree. Volumi e capacità polmonari: metodi di misura. Muscoli della respirazione. Funzione dei muscoli delle prime vie respiratorie (laringe). Proprietà elastiche del polmone; pressione intrapleurica, curve pressione-volume, compliance, compliance specifica, tensione superficiale, surfactant polmonare. Proprietà elastiche della gabbia toracica: curva pressione-volume in rilasciamento del sistema toraco-polmonare. Compliance statica e dinamica. Resistenze al flusso nelle vie aeree: fattori determinanti. Sede principale delle resistenze delle vie aeree nell'uomo. Pressioni durante il ciclo respiratorio. Pressione transmurale. Compressione dinamica delle vie aeree. Lavoro respiratorio.
Ventilazione e gas respiratori - Ventilazione polmonare e ventilazione alveolare. Spazio morto anatomico e fisiologico: significato e metodi di misura. Pressione parziale dei gas nell'aria ambiente, inspirata, alveolare, espirata.
Perfusione e rapporto ventilazione/perfusione
Organizzazione, caratteristiche emodinamiche, meccanismi di regolazione e funzioni del circolo polmonare. Significato del rapporto ventilazione/perfusione. Rapporto "medio". Distribuzione della ventilazione, della perfusione e del loro rapporto nei polmoni. Cause e conseguenze di un alterato rapporto ventilazione/perfusione. Meccanismi fisiologici di compenso.
Diffusione e trasporto dei gas nel sangue
Fattori che controllano la diffusione alveolare dei gas (proprietà dei gas, caratteristiche geometriche della membrana alveolo-capillare). Capacità di diffusione polmonare per O2 (DLO2):
significato e metodi di misura.
Trasporto di O2 - Legge di Henry e curva di saturazione dell'emoglobina con l'ossigeno. Fattori che modificano l'affinità dell'emoglobina per l'ossigeno.
Trasporto di CO2 - Reazioni chimiche della CO2 nel sangue. Curva di dissociazione del sangue per l'anidride carbonica.
Respirazione tissutale - Apporto, estrazione e consumo di ossigeno da parte dei tessuti: meccanismi di regolazione.
Controllo del respiro
Genesi del ritmo respiratorio - Controllo bulbo-pontino della respirazione.
Meccanismi periferici - Fattori meccanici (recettori dei muscoli respiratori e relativi riflessi; recettori delle vie aeree e relativi riflessi; riflesso di Hering - Breuer; ansa ). Fattori chimici (chemocettori periferici ed effetti di PO2, PCO2 e pH). Altri fattori che regolano la respirazione (afferenze somatiche e viscerali; dolore; esercizio fisico; sonno).
Meccanismi centrali - Chemocettori centrali, cenni su influenze centrali "non chimiche".
LIQUIDI CORPOREI E FUNZIONE RENALE (Programma esame finale)
Funzioni endocrine del rene. Secrezione, azioni e controllo della secrezione di renina. Secrezione, azioni e controllo della secrezione di eritropoietina. Secrezione, azioni e controllo della secrezione di 1-25 di-idrossi-colecalciferolo.
Formazione dell'urina e depurazione del plasma Compartimenti liquidi dell'organismo e loro misura. Costituenti del liquido extracellulare e intracellulare. Circolo renale. Funzioni del nefrone. Concetto di "clearance plasmatica". La clearance dell'inulina come misura della velocità di filtrazione glomerulare. La clearance del PAI come misura del flusso plasmatico renale.
Filtrazione glomerulare. Velocità di filtrazione glomerulare (VFG). Determinanti e controllo dellaVFG. Autoregolazione renale e feed-back tubulo-glomerulare.
Trasporto tubulare. Meccanismi di riassorbimento e secrezione. Funzioni e principali meccanismi di trasporto del tubulo prossimale. Funzioni e principali meccanismi di trasporto dell’ansa di Henle. Funzioni e principali meccanismi di trasporto delle zone distali del nefrone.
Ruolo del rene nel controllo dell'osmolarità, del volume e della composizione del sangue e del liquido extracellulare - Controllo della concentrazione del Na+ nel liquido extracellulare. Meccanismi renali per la concentrazione e la diluizione dell'urina. Azione dell'ADH. Meccanismi renali per il controllo a lungo termine della volemia. Fattori che controllano l’escrezione del Na+ e azione dell’aldosterone. Controllo della concentrazione extracellulare di K+. Controllo della concentrazione extracellulare di altri ioni.
Regolazione dell'equilibrio acido-base - I sistemi tampone dei liquidi corporei. Regolazione respiratoria dell'equilibrio acido-base. Regolazione renale della concentrazione idrogenionica. Correzione dell'alcalosi e dell'acidosi ad opera del rene.
APPARATO DIGERENTE (Programma esame finale)
Innervazione del tratto gastro-intestinale: innervazione parasimpatica, simpatica e innervazione intrinseca o sistema nervoso enterico. I riflessi locali intramurali, i riflessi brevi o simpatici, i riflessi lunghi o vagali.
I peptidi gastrointestinali
Ormoni: gastrina, colecistochinina, secretina, GIP (peptide inibitore gastrico). Ormoni ipotizzati: motilina, polipeptide pancreatico, enteroglucagone. Peptidi neurocrini: VIP, bombesina o GRP, encefaline. Peptidi paracrini: somatostatina, istamina.
Motilità gastro-inestinale
Struttura del muscolo liscio e attività elettrica e contrattile delle cellule muscolari liscie intestinali.
L'attività motoria dell'apparato digerente. Tipi di movimenti: 1) propulsivi o peristaltici; 2) non propulsivi o di rimescolamento; 3) movimenti interdigestivi o complesso motorio emigrante.
Secrezioni gastro-intestinali
Secrezione salivare: composizione della saliva; funzioni della saliva, controllo della secrezione. Secrezione gastrica: il succo gastrico. Composizione ionica e ruolo della barriera della mucosa dello stomaco nella secrezione gastrica; le pepsine ed il fattore intrinseco. Il controllo della secrezione acida: fase cefalica, gastrica ed intestinale. Secrezione pancreatica: il succo pancreatico. Funzione degli enzimi pancreatici. Controllo della secrezione. Secrezione biliare: Composizione della bile; modificazioni della bile nella colecisti; svuotamento della colecisti. Funzioni della bile. Assorbimento intestinale degli acidi biliari e loro circolazione entero-epatica. Secrezioni intestinali: secreti duodenali, dell'intestino tenue e del colon.
Digestione e assorbimento
Introduzione e concetti generali sui meccanismi digestivi e di assorbimento della mucosa gastrica ed intestinale. Digestione ed assorbimento dei carboidrati; digestione ed assorbimento dei protidi; digestione ed assorbimento dei lipidi. Assorbimento dell'acqua, degli elettroliti e delle vitamine idrosolubili e liposolubili.
SISTEMA ENDOCRINO (Programma esame finale)
Endocrinologia generale – concetti generali su ormoni, meccanismi d’azione e di regolazione della secrezione degli ormoni
Endocrinologia sistematica - Struttura chimica, azioni, controllo della secrezione e cenni di fisiopatologia degli ormoni secreti da: IPOFISI e IPOTALAMO (vedi Neurofisiologia), GONADI maschili e femminili
Endocrinologia sistematica - Struttura chimica, azioni, controllo della secrezione e cenni di fisiopatologia degli ormoni secreti da: TIROIDE, PARATIROIDI, CORTICALE e MIDOLLARE del SURRENE, PANCREAS, e da strutture endocrine renali, cardiache e gastrointestinali (vedi anche apparato gastro-enterico e funzione renale).
Funzioni integrate con meccanismi ormonali:
Controllo della glicemia; controllo della calcemia; controllo della volemia; controllo dell'osmolarità plasmatica (vedi anche funzione renale).