PRESENTAZIONE

L’insegnamento si propone di fornire una comprensione avanzata dei principi fondamentali e degli argomenti di fisiologia generale al fine di consentire agli studenti di acquisire una conoscenza specializzata e comprendere i principali sistemi fisiologici.

OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI

L'insegnamento si propone di fornire i fondamenti di Fisiologia cellulare e generale per poter affrontare lo studio dei sistemi e degli apparati degli animali conoscendo le leggi e i meccanismi con cui i singoli componenti cellulari esercitano la loro funzione. Il laboratorio ha lo scopo di integrare i contenuti delle lezioni frontali con lo studio dei modelli sperimentali che costituiscono la rappresentazione concreta dei concetti e con l’apprendimento delle metodiche di valutazione dei parametri fisiologici

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

La partecipazione alle attività formative previste (lezioni frontali e laboratorio) consentirà agli studenti del Corso di Studi in Scienze Biologiche di acquisire le conoscenze generali e le nozioni fondamentali della Fisiologia che risultano necessarie per gli sbocchi professionali nell'ambito delle Scienze Biologiche.

L'insegnamento si propone di fornire una visione completa della Fisiologia generale, a partire dai meccanismi di funzionamento della cellula, fino alla Fisiologia integrata. Gli aspetti cellulari di cui si occupa la prima parte sono necessari per comprendere la Fisiologia degli organi e apparati che verrà affrontata nella seconda, sia dal punto di vista comparato che umano, con particolare riguardo ai meccanismi di regolazione e mantenimento della omeostasi.

Lo studente dovrà essere in grado di:

• Conoscere i meccanismi di base dei principali processi fisiologici;
• Comoscere i fondamenti della Fisiologia Molecolare e Cellulare;
• Acquisire le metodiche di base per la valutazione dei parametri fisiologici e dei marcatori delle frazioni cellulari;
• Comprendere il nesso tra struttura e funzione a diversi livelli dell'organizzazione della materia vivente dalle molecole al sistema integrato;
• Affrontare lo studio dei sistemi e degli apparati, conoscendo i meccanismi con cui i diversi tipi cellulari esercitano la propria funzione e, integrandosi, sostengono e regolano l’attività dei vari tessuti ed organi.

Capacità acquisite: Lo studente deve avere acquisito una visione generale dei meccanismi fisiologici, dal livello molecolare-cellulare fino a quello degli organi e dei sistemi. In particolare lo studente dovrà conoscere i meccanismi di regolazione che consentono ai diversi sistemi di lavorare in maniera coordinata all'interno dell'organismo, mantenendone lo stato di salute. Le attività teorico-pratiche sono mirate a far acquisire allo studente dimestichezza nelle procedure sperimentali e nell’utilizzo di strumentazioni tipiche di un laboratorio di Fisiologia. Le competenze acquisite renderanno possibile allo studente un’adeguata comprensione delle pubblicazioni internazionali sulla Fisiologia generale, la comprensione di un protocollo di laboratorio e la sua messa in atto.

PREREQUISITI

Conoscenza dei programmi di Fisica, Chimica, Biochimica.

Conoscenza dei principali aspetti della Biologia Generale con particolare riguardo alla struttura della cellula e alle sue componenti.

MODALITA' DIDATTICHE

L’insegnamento si compone di lezioni frontali e di esercitazioni di laboratorio teorico-pratico. La frequenza a lezioni ed esercitazioni di  laboratorio è fortemente consigliata.

La modalità didattica prevede almeno 32 lezioni frontali di 2 ore ciascuna. Le lezioni frontali in aula sono erogate mediante presentazioni multimediali.

Le esercitazioni di laboratorio prevedono attività pratica da svolgersi presso laboratori didattici completamente attrezzati del DISTAV e sono mirate all’approfondimento di alcune conoscenze teoriche acquisite durante le lezioni frontali e all’applicazione di alcune delle principali metodologie per la determinazione di parametri fisiologici. Per alcuni argomenti si organizzeranno esercizi a piccoli gruppi (3 studenti max).

Gli studenti che hanno una certificazione valida di disabilità fisica o di apprendimento depositata presso l'Ateneo e che desiderano discutere possibili agevolazioni o altre circostanze riguardanti lezioni, compiti e esami, dovrebbero parlare sia con il docente sia con la Professoressa Sara Ferrando (sara.ferrando@unige.it), referente del Dipartimento per le disabilità.

PROGRAMMA/CONTENUTO

Introduzione allo studio dellafisiologia.Gli ambienti intra ed extracellulare della cellula e degli organismi. Compartimenti liquidi degli organismi. Regolazione e conformità, concetto di omeostasi.

Trasporti di membrana.Diffusione e legge di Fick. Distribuzione ionica ed equilibrio di Gibbs-Donnan. Pressione osmotica e legge di Vant’off. Diffusione facilitata: simporto e antiporto. Trasporto attivo primario: pompa sodio/potassio, pompe per il calcio (SERCA e PMCA). Trasporto attivo secondario di zuccheri, aminoacidi, etc. Trasportatori del glucosio. Endocitosi ed esocitosi. Flussi di acqua.

Proprietà elettriche della membrana e fisiologia dei neuroni. Potenziale transmembranari: potenziale di riposo ed equazioni di Nerst e di Goldman. Potenziali graduati: iperpolarizzazione, depolarizzazione, sommazione spaziale e temporale. Canali ionici: classificazione e funzionamento dei principali canali ionici. Potenziale d'azione: caratteristiche (fasi, soglia, legge del tutto o nulla, refrattarietà). Genesi ionica del potenziale di azione. Propagazione del potenziale di azione. Morfologia e funzione del neurone. Classi funzionali dei neuroni: afferenti, efferenti, interneuroni. Cellule gliali. Trasmissione sinaptica. Sinapsi chimica ed elettrica. Potenziali postsinaptici eccitatori ed inibitori. Neurotrasmettitori: accumulo, rilascio, degradazione/re-uptake. Placca neuromuscolare: caratteristiche strutturali e funzionali; genesi e propagazione, del potenziale d’azione nelle cellule muscolari

Sistema nervoso.Organizzazione anatomo-funzionale: sistema nervoso centrale e periferico.

Fisiologia del muscolo.Organizzazione: tessuti muscolari scheletrico, liscio e cardiaco. Unità motoria della fibra muscolare scheletrica: miofibrille, sarcomero, miosina, actina, tropomiosina, troponina. Sarcolemma e tubuli trasversali. Reticolo sarcoplasmatico e tubuli longitudinali. Triade. Stimolazione della fibra muscolare e potenziale d‘azione. Accoppiamento eccitazione-contrazione. Teoria dello scorrimento dei filamenti. Ciclo chemio-meccanico dello scorrimento. Muscolo liscio: organizzazione e meccanismo molecolare della contrazione. Aspetti comparativi della contrazione muscolare: muscolo scheletrico, liscio e cardiaco.

Fisiologia sensoriale. Principi generali della ricezione, trasduzione ed elaborazione dei segnali sensoriali. Potenziale di recettore ed adattamento. Caratteristiche e classificazione dei sistemi sensoriali. Meccanorecezione. Recettori cutanei. Sensibilità termica. Sistema della linea laterale. Fisiologia del sistema uditivo. Principi di acustica: dalla vibrazione sonora al segnale nervoso. Trasduzione e codificazione nell’organo del Corti. Vie acustiche. Il sistema vestibolare: canali semicircolari, sacculo, utricolo. Vie vestibolari. Controllo vestibolare dell’equilibrio e della postura. Fotorecezione. Struttura dell’occhio: mezzi diottrici e fotorecettori retinici. Pigmenti visivi. Il processo della visione. Fotochimica della visione. Meccanismo molecolare della trasduzione foto-elettrica. Visione dei colori. Elaborazione del messaggio visivo. Chemorecezione. Chemorecettori della mucosa olfattiva e percezione degli odori. Chemorecettori della lingua e percezione dei sapori. Termocettori e nocicettori.

Fisiologia del Sistema Respiratorio. Respirazione Cellulare e Respirazione Esterna. Strutture deputate agli scambi gassosi: Branchie, Trachee e Polmoni. Respirazione cutanea. Sistema respiratorio umano. Fasi della respirazione. Meccanica della respirazione: inspirazione espirazione. Capacità polmonare. Controllo della respirazione. Scambi gassosi con sangue. Esempi di apparati respiratori in alcune specie animali.

Laboratorio:Preparazione dei principali tamponi fisiologici; tecniche di subfrazionamento cellulare e riconoscimento delle stesse mediante markers molecolari, utilizzo della centrifuga; estrazione, e quantificazione del DNA genomico; determinazione dell’attività enzimatica in frazioni cellulari; determinazione della concentrazione proteica di un campione.

TESTI/BIBLIOGRAFIA

Dee U. Silverthorn “Fisiologia Umana” - Pearson

C.L. Stanfield “Fisiologia” - EdiSES

L. Sherwood “Fondamenti di Fisiologia Umana” - PICCIN

M. Berne & M.N. Levy “Fisiologia” - Casa Editrice Ambrosiana

R. Klinke, H.-C. Pape, A. Kurtz, S. Silbernagl “ Fisiologia”-EDISES

A disposizione su Aula WEB materiale didattico fornito dai docenti.

DOCENTI E COMMISSIONI

LEZIONI

Orari delle lezioni

FISIOLOGIA CELLULARE ED ECCITABILITA'

ESAMI

MODALITA' D'ESAME

Test a multiscelta preliminare e prova orale.

L'ammissione all'esame orale avviene previo superamento di un test scritto con 30 domande a multiscelta (almeno 2/3 delle risposte esatte). Il risultato del test non influenza la votazione finale. La modalità di esame per la valutazione del raggiungimento da parte dello studente degli obiettivi prefissati avverrà con una verifica orale, e sarà sempre condotto da una Commissione costituita da almeno due docenti di ruolo (o in casi limitati da un docente di ruolo e da un cultore della materia designato tale dal CCS) ed ha una durata di almeno 30 minuti. La Commissione, nominata con queste modalità, è in grado di verificare con elevata accuratezza il raggiungimento degli obiettivi formativi dell'insegnamento.

La votazione finale verrà considerando complessivamente il raggiungimento degli obiettivi specifici dei due moduli. 

Prenotazione: https://servizionline.unige.it/studenti/esami/prenotazione

Saranno disponibili almeno 3 appelli nella sessione invernale (gennaio-febbraio) e 3 appelli nella sessione estiva (giugno, luglio, settembre).

MODALITA' DI ACCERTAMENTO

L'ammissione all'esame orale avviene previo superamento di un test scritto con 30 quitz a multiscelta.

La Commissione verifica con accuratezza il raggiungimento degli obiettivi formativi dell'insegnamento ponendo domande diversificate inerenti al programma effettivamente svolto durante le lezioni del corso. Per la valutazione finale dello studente la commissione valuterà i seguenti requisiti: livello di conoscenza degli argomenti oggetto delle domande, capacità di esposizione, capacità di ragionamento e di collegamento con altri argomenti del Corso di Studi. Nel caso in cui gli obiettivi formativi non risultino raggiunti, lo studente è invitato a verificare meglio le sue conoscenze ed eventualmente ad avvalersi di ulteriori spiegazioni contattando il docente titolare del corso di insegnamento.