Facoltà di - Corso di Laurea Magistrale a Ciclo Unico in Corso integrato: FISIOLOGIA UMANA 1 Disciplina: FISIOLOGIA UMANA Docente: Prof.ssa Daniela NEGRINI Recapito: daniela.negrini@uninsubria.it Orario ricevimento: Da concordare via email con il docente Programma: La Fisiologia studia le funzioni vitali dell'uomo e analizza come l'organismo vivente ottenga e mantenga l'omeostasi del suo mezzo interno a livello molecolare, cellulare e tissutale, nel contesto delle modificazioni dell'ambiente circostante. Attività formativa: lezioni frontali esercitazioni pratiche Introduzione alla Fisiologia Suddivisione compartimenti corporei Biofisica del sangue e dei liquidi corporei Elettrofisiologia cellulare Sistemi sensoriali Funzioni midollari Funzioni della corteccia cerebrale Controllo motorio e della postura Nuclei della base e cervelletto Ipotalamo Sistema limbico Sistema nervoso vegetativo Nel dettaglio: Elettrofisiologia cellulare Potenziale di membrana a riposo. Costante di tempo e spazio. Soglia, corrente sotto- e sovraliminare. Legge del tutto o nulla. Canali ionici Potenziale d azione. Refrattarietà assoluta e relativa. Propagazione del potenziale d azione in fibre mieliniche e amieliniche. Conduzione saltatoria; velocità di conduzione La funzione sinaptica. Proprietà delle sinapsi. Mediatori chimici. Conduzione unidirezionale: ritardo, eccitazione o inibizione. Accoppiamento tra potenziale d azione e liberazione del mediatori: ruolo del Ca ++. 1
Facoltà di - Corso di Laurea Magistrale a Ciclo Unico in Sistema nervoso Recettori postsinaptici. Potenziale postsinaptico eccitatorio (EPSP) ed inibitorio (IPSP). Giunzione neuromuscolare: la placca motrice. Codificazione neuronale. Integrazione dei segnali postsinaptici: sommazione temporale, convergenza e sommazione spaziale. Trasformazioni degli effetti postsinaptici in scariche ripetitive dei neuroni. Sistemi sensoriali Caratteri generali dei recettori sensitivi: potenziale generatore e potenziale di recettore. Adattamento dei recettori. Definizione di riflesso. Riflesso spinale. Riflessi monosinaptici e plurisinaptici. Significato fisiologico degli interneuroni. Caratteristiche generale dei riflessi: tempo latente, sommazione spaziale e temporale, frangia subliminare, occlusione, facilitazione. Circuiti inibitori. Proporzionalità tra stimolo e sensazione. Sensibilità tattile e cinestesica. Recettori tattili e articolari. Fusi neuromuscolari: innervazione afferente ed efferente. Circuito gamma. Organi muscolo-tendinei del Golgi. Via centrale della sensibilità tattile e cinestesica discriminata (lemnisco mediale) e indiscriminata (lemnisco spinale). Soglia tattile, discriminazione spaziale e temporale. Contributo dei diversi recettori alla percezione dello schema corporeo. Sensibilità termica. Recettori per il caldo e per il freddo. Vie centrali della sensibilità termica (tratto spino talamico). Sensibilità dolorifica. Tipi di dolore, recettori polimodali e nocicettori. Trasmissione centrale del dolore. Teoria del cancello, convergenze viscero-somatiche su neuroni di trasmissione (dolore riferito). Tratto neo-spino.-talamico e paleo-spino-talamico. Sistema antalgico centrale periaqueduttale e nuclei del rafe. Oppioidi endogeni. Apparato vestibolare. Recettori dei canali semicircolari: azione delle accelerazioni angolari della testa sui canali semicircolari. Recettori maculari: struttura delle macule e orientamento delle cellule recettoriali. Il riflesso vestibulo-oculare. Il nistagmo vestibolare. 2
Facoltà di - Corso di Laurea Magistrale a Ciclo Unico in Sensibilità acustica. Meccanismi di trasmissione e amplificazione pressoria del suono nell orecchio medio. Orecchio interno: vibrazione tonotopica della membrana basilare. Organo del Corti e recettori acustici. Meccanismo di trasduzione e sensibilità tonale dei recettori. Vie centrali della sensibilità acustica e sua organizzazione tonotopica. Stereofonia. Sensibilità visiva. L occhio ridotto e il suo potere diottrico. Formazione delle immagini sulla retina. Potere di accomodazione del cristallino. Difetti di rifrazione. Il riflesso pupillare. La retina: pigmenti visivi, trasduzione del segnale luminoso nei recettori. Curve di assorbimento luminoso di coni e bastoncelli. Adattamento al buio e alla luce. Connessioni funzionali tra recettori, cellule bipolari, cellule gangliari. Organizzazione retinotopica della via centrale visiva. Sensibilità neuronale per i colori. Sensibilità olfattiva e gustativa. Recettori gustativi specifici. Classe di sostanza odorose. Recettori olfattivi. Controllo motorio L unita neuromotoria: dimensioni, velocità di contrazione, forza di contrazione. Alterazioni reversibili (shock spinale) e irreversibili causate dalla sezione del midollo spinale: effetti somatici e vegetativi. I riflessi spinali: riflessi da stiramento in condizioni statiche e dinamiche. I fusi neuromuscolari durante contrazione. Riflesso flessorio ed estensorio crociato. Mantenimento della postura. Componente spinale: riflesso da stiramento e suo controllo sovraspinale. Componente vestibolare: proiezione vestibolo-spinale. Componente cervicale: riflessi tonici del collo. Componente visiva. Nistagmo optocinetico. Incongruenze tra informazioni visive, vestibolari ed artro-muscolari: cinetosi e vertigine. Coordinazione motoria. Vie afferenti, efferenti e circuiti corticali del cervelletto. Ruolo del cervelletto nella coordinazione del movimento e nell acquisizione di abilità e abitudini motorie. 3
Facoltà di - Corso di Laurea Magistrale a Ciclo Unico in Movimento volontario. Aree corticali motrici. Vie motrici cortico-spinali dirette e indirette. Omuncolo motorio. Corteccia cerebrale. Cenno all EEG. Specializzazione funzionale delle diverse aree corticali: dominanza emisferica; ruolo del corpo calloso. Centri del linguaggio, afasia motoria e afasia sensoriale. Lobo temporale mediale e l ippocampo. Diversi tipi di memoria. Gangli della base Organizzazione strutturale, effetti indotti da lesioni dei gangli; funzioni. Ipotalamo. Controllo nervoso delle funzioni viscerali. Sistema limbico Cenni funzionali. La barriera ematoencefalica Movimenti di fluido e soluti attraverso la parete dei capillari cerebrali. Proprietà di permeabilità della barriera nei confronti di soluti idro e liposolubili. Trasporto attivo di ioni, glucosio e aminoacidi e funzione di controllo omeostatico della composizione del liquido interstiziale del cervello. La barriera ematoliquorale. Meccanismo di formazione, circolazione e riassorbimento del liquor; sue funzioni meccaniche e di drenaggio. Sistema nervoso vegetativo. Cenni anatomo-funzionali. Mediatori chimici nel sistema nervoso vegetativo. Azione del sistema ortosimpatico e parasimpatico sui rispettivi organi effettori. Sangue Funzioni generali del sangue. Caratteristiche fisiche. Pressione osmotica. Velocità di sedimentazione. Ematocrito. Il plasma sanguigno: elettroliti, proteine ed altri composti organici. Le soluzioni fisiologiche. Elementi corpuscolati del sangue. Eritrociti: forma, dimensioni, conteggio, ciclo vitale, emolisi. Emometria. La coagulazione del sangue. 4
Facoltà di - Corso di Laurea Magistrale a Ciclo Unico in Obiettivi formativi: L obiettivo del corso sarà quello di fornire ai laureandi tutte le informazioni necessarie per comprendere le modalità di funzionamento, delle cellule eccitabili, del sistema nervoso centrale, del sistema nervoso vegetativo ed il loro ruolo di integrazione della funzione dei diversi organi ed apparati dell organismo umano in condizioni normali. Testi di riferimento: AA.VV. - Fisiologia medica - a cura di F. Conti - Casa Editrice Edi-Ermes, Milano R.M. Berne, M.N Levy - Fisiologia - Casa Editrice Ambrosiana, Milano Guyton & Hall - Fisiologia medica - Elsevier-Masson AA.VV. - Fisiologia e biofisica medica - a cura di F. Baldissera - Poletto Editore, Milano Monografie Kandel, Schwartz - Principles of neural science - Elsevier AA.VV. - Neuroscienze - a cura di D.Purves, Zanichelli Materiale fornito dal docente: Tutte le immagini mostrate e discusse durante le lezioni sono a disposizione (files in formato pdf) nel sito e- learning della pagina web di ateneo 5