Conoscere le leggi biofisiche che regolano il funzionamento dell'organismo
Conoscere la neurofisiologia di base, con particolare riferimento ai meccanismi di eccitabilità cellulare
Avere le basi teoriche per comprendere per le applicazioni di tali leggi alla pratica clinica
Lezioni frontali
Insegnamento cooperativo (studente-docente) tramite condivisione di materiale didattico e supporti media
LA CELLULA COME SISTEMA INTEGRATO
Equilibrio dinamico, compiti della cellula, la cellula come sistema termodinamico, concetti di energia ed entropia, la cellula come sistema chimico.
Scambi attraverso le membrane di gas e soluti (legge di Fick, diffusione passiva, diffusione facilitata, diffusione regolata, trasporto attivo primario e secondario).
Omeostasi, steady state, regolazione delle funzioni cellulari.
LEGGI DEI GAS E LORO APPLICAZIONI
Equazione dei gas perfetti, Legge di Boyle, Legge di Charles o di Gay-Lussac, seconda Legge di Gay-Lussac, Legge di Avogadro, Legge di Dalton, Legge di Graham, Legge di Henry, Legge di Laplace. Applicazioni fisiologiche e patologiche.
COMPARTIMENTI IDRICI ED OMEOSTASI
I grandi compartimenti idrici: il compartimento extracellulare e quello intracellulare. Loro dimensione volumetrica e metodi usati per la determinazione. Fonti ed eliminazione di liquidi dall’organismo. Il bilancio dell’acqua e dei sali.
Scambi di acqua e di elettroliti attraverso le membrane biologiche. Gradiente di concentrazione e gradiente elettrochimico. Le soluzioni fisiologiche, isotoniche ed isoosmotiche, ed il loro impiego. La pressione osmotica: definizione, unità di misura, valore plasmatico. Legge di van’t Hoff, Equilibrio di Gibbs-Donnan. La pressione idrostatica. La pressione colloidoosmotica e oncotica: valore plasmatico e sue oscillazioni. Conseguenze delle variazioni della pressione oncotica plasmatica. Legge di Starling e scambi capillari. Edema.
PRINCIPI DI EMODINAMICA ED EMOREOLOGIA
Considerazioni generali sulla circolazione. Entità e velocità del flusso nei vari distretti del sistema vascolare. Caratteristiche anatomo-funzionali generali dei vasi arteriosi, capillari e venosi.
Flusso ematico: Fattori fisici che influenzano il flusso ematico. Principio di Bernoulli. Pressione, resistenza e flusso: legge di Hagen-Poiseuille. Viscosità: relazione tra viscosità ed ematocrito. Turbolenza. Legge di Laplace applicata ai vasi.
Meccanismi di controllo nervoso, ormonale e umorale del tono vasale.
CANALI IONICI E POTENZIALE DI MEMBRANA
Eccitabilità cellulare: polarizzazione della membrana cellulare (distribuzione ionica ai due lati della membrana e sua genesi, misurazione della polarizzazione, conduttanza).
Canali ionici: canali ionici voltaggio-dip. per sodio, potassio, calcio, cloro (caratteristiche, funzioni, principali agonisti e antagonisti), patch clamp, canalopatie.
Potenziali: Potenziale di membrana, equilibrio elettrochimico, equazione di Nernst, equazione di Goldman. Potenziale d’azione: caratteristiche e genesi. Legge del “tutto o nulla”. Periodo refrattario. Ripolarizzazione della membrana. Potenziali graduati.
La conduzione dell’eccitamento lungo le membrane eccitabili. Velocità di propagazione. Propagazione punto a punto e conduzione saltatoria (guaina mielinica).
TRASMISSIONE SINAPTICA
Comunicazione tra elementi eccitabili. Sinapsi elettriche e sinapsi chimiche. Tipi di sinapsi. Neurotrasmettitori e neuro peptidi: sintesi, trasporto, liberazione e secrezione, ciclo del neurotrasmettitore, ciclo delle vescicole sinaptiche (trafficking).
Giunzione neuromuscolare. Potenziale di placca, Potenziale in miniatura, Rilascio quantico del neurotrasmettitore.
Integrazione e trasmissione sinaptica nel SNC (EPSP, IPSP, sommazione spaziale e temporale).
Recettori ionotropici e metabotrobici.
Plasticità sinaptica, legge di Hebb, plasticità breve e a lungo termine (long-term potentiation e long-term depression).
NEUROTRASMETTITORI e RECETTORI
CONTRAZIONE MUSCOLARE
IL SISTEMA NERVOSO: GENERALITÀ
Prova scritta ed esame orale