PRESENTAZIONE

Il corso di Fisiologia Umana II fornisce gli elementi per comprendere il funzionamento fisiologico dei sistemi di controllo della vita vegetativa e della vita di relazione, ovvero dei sistemi nervoso ed endocrino. A partire dai meccanismi di funzionamento della cellula neuronale e muscolare vengono forniti gli elementi per la comprensione delle funzioni del sistema motorio, i sistemi sensoriali, le funzioni superiori, il sistema nervoso vegetativo e il sistema endocrino.

OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI

Lo studente deve conoscere la fisiologia del sistema motorio, dei sistemi sensoriali, delle funzioni superiori, del sistema nervoso vegetativo e del sistema endocrino.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

Lo studente deve conoscere la fisiologia del sistema motorio, dei sistemi sensoriali, delle funzioni superiori, del sistema nervoso vegetativo e del sistema endocrino.

MODALITA' DIDATTICHE

Lezioni frontali di Fisiologia

Seminari di approfondimento

Attività didattiche interattive

PROGRAMMA/CONTENUTO

NEUROFISIOLOGIA CELLULARE

Biologia cellulare dei neuroni. Sviluppo ed evoluzione del sistema nervoso. I neuroni e le cellule gliali. Polarizzazione funzionale dei neuroni. Organizzazione subcellulare dei neuroni: citoscheletro, trasporto assonale. Crescita dell’assone e formazione dei contatti sinaptici. La barriera emato-encefalica.

La trasmissione sinaptica. Generalità ed aspetti anatomo-funzionali delle giunzione sinaptiche. Sinapsi elettriche e sinapsi chimiche. Neurotrasmettitori: e neuromodulatori classificazione, biosintesi, distribuzione   e metabolismo. Azione sinaptica, paracrina, endocrina. Vescicole sinaptiche: pools funzionali e ciclo eso- endocitotico. Meccanismi del processo di liberazione del neurotrasmettitore. Recettori ionotropi  e metabotropi. Trasduzione postsinaptica: proteine G, secondi messaggeri ed effettori ionici e metabolici. Messaggeri retrogradi. Le correnti sinaptiche e i potenziali post-sinaptici: sinapsi eccitatorie e sinapsi inibitorie. Integrazione sinaptica. Meccanismi di regolazione della trasmissione sinaptica (autorecettori, desensitizzazione, ipersensibilità da denervazione). Basi cellulari della plasticità sinaptica.

Fisiologia del sistema nervoso vegetativo. Caratteristiche anatomo-funzionali del sistema nervoso vegetativo. Caratteristiche del sistema simpatico e del sistema parasimpatico. neuroni pre- e post-gangliari, localizzazione dei gangli, innervazione degli effettori viscerali. Trasmissione sinaptica a livello gangliare. La sinapsi post-gangliare colinergica. La sinapsi post- gangliare noradrenergica. Isorecettori e azioni postsinaptiche. Interazioni tra innervazione simpatica e parasimpatica. Il sistema nervoso enterico.

IL SISTEMA MOTORIO

Il muscolo scheletrico. Proteine contrattili e meccanismo molecolare della contrazione. Eccitabilità del muscolo, potenziale di placca e potenziale d’azione. Accoppiamento eccitazione-contrazione: triadi, canali calcio voltaggio dipendenti, recettori per la rianodina, rilascio di calcio dai depositi intracellulari. Componente elastica e componente contrattile. Contrazione isometrica e contrazione isotonica. Curva forza- lunghezza e forza-velocità. Scossa semplice, subtetano e tetano muscolare. Tempo di contrazione e tempo di rilasciamento: muscoli lenti e muscoli rapidi. Lavoro muscolare: rendimento meccanico, debito di ossigeno, fatica muscolare, calore muscolare.

Controllo nervoso della contrazione muscolare. La giunzione neuro-muscolare. Le unità motorie. Modulazione nervosa della forza muscolare. Tono muscolare. Propriocettori muscolari: fusi neuromuscolari    e organi tendinei del Golgi: aspetti anatomo-funzionali e fibre  afferenti.

Organizzazione anatomo-funzionale del sistema motorio. Caratteristiche anatomo-funzionali dei sistemi coinvolti nel controllo motorio. Integrazione sensitivo-motoria. Organizzazione gerarchica del controllo motorio, strategie di programmazione ed esecuzione del movimento.

Il midollo spinale. Pools di motoneuroni. L’arco riflesso e gli elementi che lo compongono. I riflessi spinali: caratteristiche comuni ed evoluzione filogenetica. Caratteristiche dei riflessi e dei circuiti spinali (tempo riflesso totale, tempo riflesso centrale, divergenza, convergenza, sommazione, innervazione reciproca, gating, zona di scarica, facilitazione, occlusione, reclutamento, scarica postuma). Riflesso di flessione o nocicettivo.  I riflessi propriocettivi: vie afferenti dai recettori muscolari, integrazione e risposte dei riflessi miotatico e miotatico inverso. Integrazione, plasticità e controllo superiore dei riflessi propriocettivi. I motoneuroni gamma ed il controllo centrifugo dei fusi neuromuscolari. L’anello gamma-alfa ed il controllo del tono muscolare. Circuiti spinali che controllano la locomozione. Sindrome da sezione del midollo spinale.

Controllo tronco-encefalico dell’attività motoria. Controllo della postura, equilibrio e locomozione. Il sistema vestibolare (recettori labirintici, nuclei vestibolari, vie centrali, riflessi vestibolari posturali, oculomotori e neurovegetativi). Controllo del tono muscolare antigravitario: sistemi reticolo-spinali  facilitatori ed inibitori; sistema vestibolo-spinale facilitatorie; ruolo del cervelletto e dei centri motori superiori; rigidità da decerebrazione; decerebrazione anemica. Controllo posturale operato da sistemi a feed- back e feed-forward. Interazioni tra diversi meccanismi del controllo posturale e aggiustamenti posturali associati ai movimenti.

Controllo corticale dell’attività motoria. Anatomia funzionale della corteccia motoria e delle vie discendenti: citoarchitettonica della corteccia motoria, organizzazione somatotopica, via cortico-spinale e sistemi cortico-tronco-spinali. Funzioni del sistema piramidale. Organizzazione funzionale della corteccia motoria: area motoria primaria, corteccia premotoria, area motoria  supplementare.  Rappresentazione corticale del movimento: codificazione della direzione e forza del movimento. Ideazione, pianificazione ed esecuzione del movimento. Ruolo della corteccia associativa del lobo parietale. Fisiopatologia della lesione piramidale.

Il cervelletto. Anatomia e organizzazione funzionale del cervelletto. Citoarchitettonica della corteccia cerebellare e dei nuclei profondi; sistemi di input-output e circuiti neuronali. Funzioni delle diverse regioni cerebellari: vestibolo (archi) cervelletto, spino (paleo) cervelletto e cortico (neo) cervelletto. Partecipazione al controllo del tono muscolare, sinergia e pianificazione dei movimenti. Apprendimento motorio. Fisiopatologia delle lesioni cerebellari.

I gangli della base. Anatomia funzionale dei gangli della base: nuclei di input, nuclei di output, connessioni intranucleari. Funzioni motorie, oculomotorie e cognitive dei gangli della base. Caratteristiche motorie dei gangli della base: connessioni somatotopiche con la corteccia cerebrale, via diretta e via indiretta nel controllo del movimento. Sistemi neuronali a neurotrasmettitore noto nei circuiti dei gangli della base. Fisiopatologia delle lesioni dei gangli della base.

I SISTEMI SENSORIALI

Recettori e trasduzione sensoriale. Generalità sui recettori. Il campo recettivo. Il fenomeno  dell’adattamento. Codificazione ed elaborazione delle informazioni sensoriali: modalità, intensità, durata e localizzazione dello stimolo. Classificazione fisiologica dei recettori: meccanocettori, propriocettori, termocettori, nocicettori.

La sensibilità somatica. Organizzazione generale del sistema somato-sensoriale. Il tatto, il senso di  posizione e la sensibilità termica. Discriminazione e inibizione laterale. Sistemi ascendenti: il sistema delle colonne dorsali/lemnisco mediale ed il sistema antero-laterale. Organizzazione della corteccia sensitiva primaria e secondaria.

Dolore e analgesia. Caratteristiche fisiologiche dei nocicettori. Integrazione a  livello  spinale.  Vie dolorifiche. Modulazione centrale della trasmissione del dolore. I peptidi oppiacei endogeni.

I sensi speciali. Meccanismi di fototrasduzione e analisi delle informazioni visive nella retina. Il campo visivo. Organizzazione corticale della visione. L’udito. Meccanismi della trasmissione del suono. Recettori cocleari. Vie acustiche centrali. Gusto: recettori gustativi, gusti primari, vie gustative centrali. Olfatto: recettori olfattivi, classificazione degli odori, vie olfattive centrali.

LE FUNZIONI SUPERIORI

L’ipotalamo. Centri integrativi dell’ipotalamo. Controllo della temperatura, osmolarità, fame/sazietà, sete e secrezione endocrina. Stress, reazione di “attacco o fuga”. Ipotalamo e sistema nervoso autonomo.

Il sistema limbico. Funzioni del sistema limbico. Il sistema limbico ampliato secondo McLean. Funzioni  integrative del sistema limbico: stati motivazionali, emozioni, funzioni sessuali. Amigdala e ippocampo.  Cenni sull’epilettogenesi limbica.

La corteccia associativa e linguaggio. La corteccia associativa. Aree corticali del linguaggio. Meccanismi periferici della fonazione. Articolazione della parola. Cenni sui disturbi del linguaggio.

Plasticità neuronale, apprendimento, memoria. Plasticità a breve e lungo termine. Meccanismi cellulari della plasticità sinaptica. Basi neurofisiologiche dell’apprendimento e della memoria.

Attività elettrica corticale ed elettroencefalogramma. Tecnica di registrazione dell’EEG e basi elettrofisiologiche del tracciato EEG: vie afferenti alla corteccia cerebrale. Teoria del dipolo e sommazione spaziale dei dipoli. Caratteristiche del tracciato EEG fisiologico. Reazione di arresto. L’EEG patologico. La stimolazione luminosa intermittente e l’iperventilazione. L’epilessia.

Il ciclo sonno-veglia. Ontogenesi e filogenesi del sonno. Fasi del sonno: sonno lento e sonno paradosso o REM. L’istogramma del sonno. Il risveglio. Caratteristiche neurofisiologiche e vegetative del sonno lento e  del sonno REM. L’attività onirica. Aree cerebrali e sistemi neuronali responsabili delle fasi del sonno e della veglia. Il sistema reticolare attivatore ascendente. Fisiopatologia del sonno.

FISIOLOGIA DEL SISTEMA ENDOCRINO

Concetti generali del sistema endocrino. Trasmissione intercellulare autocrina, paracrina ed endocrina. Classificazione chimica degli ormoni: steroidi, amminoacidi, peptidi. Biosintesi, deposito, liberazione e trasporto plasmatico degli ormoni. Meccanismi d’azione degli ormoni: interazione ormone-recettore, trasduzione post-recettoriale ed effetti biologici delle varie classi di ormoni. Inattivazione, catabolismo ed escrezione degli ormoni. Meccanismi di controllo della secrezione degli ormoni: feed-back lungo, breve e ultrabreve. Ritmi secretivi.

Il sistema ipotalamo-ipofisario. L'ipotalamo e le sue funzioni neuroendocrine. L’asse ipotalamo-ipofisario ed il sistema portale ipotalamo-ipofisario. La neuroipofisi: sintesi, trasporto ed deposito degli ormoni nel sistema ipotalamo-neuroipofisario. Metabolismo neonatale: ossitocina e prolattina.  Ormoni del  lobo anteriore dell’ipofisi. Azioni trofiche e metaboliche delle tropine ipofisarie. L'asse ipotalamo-ipofisi-tiroide: sintesi, trasporto, meccanismo d'azione, funzione degli ormoni tiroidei. L'asse ipotalamo-ipofisi- corticosurrene: sintesi, trasporto, meccanismo d'azione, funzione degli ormoni glucocorticoidi. Altri  trasduttori neuroendocrini: epifisi, nucleo soprachiasmatico e secrezione di melatonina; ipofisi intermedia e ormone melanocita-stimolante. Ruolo degli ormoni e dei neuromodulatori nel controllo dell'assunzione  di cibo.

Il controllo integrato dell'accrescimento. Il ruolo dell'ormone somatotropo e delle somatomedine, degli ormoni tiroidei e sessuali. Periodi di crescita. Cartilagini di coniugazione e crescita ossea. Alterazioni della crescita.

Il controllo integrato del metabolismo di calcio e fosfato e del ricambio del tessuto osseo. Ruolo funzionale del calcio e del fosfato nel liquido extracellulare. Fisiologia dell’osso: osteosintesi ed osteolisi. Il bilancio del calcio e fosfato. Paratormone, calcitonina e vitamina D.

Il controllo integrato del volume e dell’osmolarità dei liquidi corporei. Il bilancio dell’acqua e del sodio. Osmocettori ipotalamici. Volocettori e pressocettori. Il controllo della secrezione di ADH. Il sistema renina- angiotensina-aldosterone. I peptidi natriuretici.

Il controllo integrato del metabolismo energetico. Organizzazione anatomo-funzionale delle isole di Langerhans. Azioni fisiologiche degli ormoni del pancreas endocrino: insulina, glucagone, somatostatina e polipeptide pancreatico. La midollare del surrene: adrenalina e noradrenalina. Sintesi, immagazzinamento, secrezione e catabolismo delle catecolamine. Regolazione della secrezione: controllo pregangliare  colinergico ed azione degli steroidi corticali. Azioni metaboliche e simpaticomimetiche delle catecolamine circolanti. Controllo integrato del metabolismo intermedio a riposo, in anabolismo e catabolismo.

Il controllo della fertilità e della riproduzione. Differenziamento sessuale. Sintesi, trasporto e metabolismo degli ormoni sessuali. L'asse ipotalamo-ipofisi-gonadi. Effetti fisiologici degli ormoni ovarici sullo sviluppo e mantenimento dei caratteri sessuali, sul ciclo ovarico (secrezione sequenziale di estrogeni e progestinici, ovulazione e luteogenesi) e sul ciclo endometriale (mestruazione e regolazione fisiologica della fertilità). Effetti fisiologici degli androgeni sullo sviluppo e mantenimento dei caratteri sessuali e sulla spermatogenesi. Pubertà e senescenza. Secrezione endocrina dell'unità fetoplacentare: gonadotropina e somatotropina corionica, estrogeni e progesterone, relaxina. Gli steroidi surrenalici.

Cenni di fisiopatologia del sistema endocrino.

TESTI/BIBLIOGRAFIA

NEUROFISIOLOGIA

Kandel et al.                            PRINCIPI DI NEUROSCIENZE                   CEA

Conti et al.                              FISIOLOGIA UMANA (N.E.; I vol.)               EdiErmes

Purves et al.                            NEUROSCIENZE                                         Zanichelli

ENDOCRINOLOGIA

Ganong                                   FISIOLOGIA MEDICA                                   Piccin

DOCENTI E COMMISSIONI

Commissione d'esame

ANNA FASSIO (Presidente)

PIERO RUGGERI (Presidente)

PIETRO BALDELLI

CARLA COGO

EMANUELA LUISA FAELLI

FABIO BENFENATI (Presidente e Coordinatore di corso integrato)

LAURA AVANZINO (Presidente Supplente)

MARCO BOVE (Presidente Supplente)

ANNA MARGHERITA CORRADI (Presidente Supplente)

LEZIONI

INIZIO LEZIONI

Secondo semestre (inizio marzo)

Orari delle lezioni

L'orario di questo insegnamento è consultabile all'indirizzo: Portale EasyAcademy

ESAMI

MODALITA' D'ESAME

Scritto + Orale

L’esame è orale e prevede tre domande di Fisiologia umana da parte di tre diversi docenti. Per accedere all’esame orale occorre superare una prova scritta costituita da 30 domande a risposta multipla. Per accedere all’orale occorre raggiungere il punteggio di 15 punti ( il punteggio viene così ripartito: punti 1 per ogni domanda giusta; punti: -0,25 per ogni domanda sbagliata; nessun punteggio alle domande non risposte).  In caso di non superamento della prova orale, occorre ripetere la prova scritta.

MODALITA' DI ACCERTAMENTO

Nell’interrogazione orale, la preparazione del candidato e il raggiungimento dei risultati di apprendimento relativi al programma vengono valutati dai docenti di Fisiologia. Il candidato dovrà dimostrare di aver acquisito le conoscenze sufficienti sulla fisiologia dei sistemi  e funzioni presenti nel programma.

ALTRE INFORMAZIONI

Su aulaweb sono disponibili le diapositive delle lezioni erogata dai docenti del corso.