1.Docenza Docente: prof. DAVIDE LOVISOLO- LUCA MUNARON Dipartimento di Biologia Animale e dell Uomo Tel.: 011 6704668 (Lovisolo) 4667 (Munaron) Fax: 011 6704692 e-mail: davide.lovisolo@unito.it, luca.munaron@unito.it WEB: NOME CORSO FISIOLOGIA GENERALE A/B SSD: BIO/09 Numero codice:.. Collaboratori: dott Susanna Antoniotti, Dott. Alessandra Gilardino, Dott. Paolo Ariano Dipartimento di Biologia Animale e dell Uomo Tel.: 011 670 4669/4662/4663 Fax: 011 6704692 e-mail: WEB: 2.Finalità Il corso si propone di fornire agli studenti i fondamenti della fisiologia cellulare e generale, con alcuni riferimenti agli aspetti di fisiologia integrata che verrannoa ffronatati in un corso successivo. Vengono affronati gli scambi ai capi della membrana plasmatica, ntura e ruolo dei segnali bioelettrici, la comunicazione fra cellule e tessiuti, e vengono brevemente descritti alcuni dei principali tipi di cellule differenziate: cellule neuronali, recettori sensoriali, effettori (muscoli, cellule dell endotelio). 3. Obiettivi L allievo dovrà essere in grado di afforntare lo studio dei sistemi e degli apparati degli anaimali superiori conoscendo le leggi e i meccanismi con cui i singoli componenti cellulari esercitano la loro funzione e regolano la loro attività in base all interazione con altri elementi dell organismo 4. Pre-requisiti in ingresso e competenze minime in uscita Pre-requisiti (in ingresso) Conoscenze fondamentali di fisica, di chimica generale, di istologia e citologia, di chimica biologica Insegnamenti fornitori Fisica, chimica generale, chimica organica, istologia, citologia, chimica biologica Data emissione 16 gennaio 2004 - Rev. 00 Mod15 Pagina 1 di 5
competenze minime (in uscita) Conoscenza dei fondamenti di fisiologia della cellula Conoscenze di base di neurofisiologia, di fisiologia del muscolo e degli organi di senso Insegnamenti fruitori Fisiologia degli apparati Patologia generale, Anatomia Umana 5. Metodologia didattica La metodologia didattica impiegata consiste in: 34 ore di lezione frontale con l ausilio di audiovisivi (presentazione in PowerPoint) 14-15 ore di esercitazioni pratiche, suddivise in più turni, consistenti in simulazioni al computer, presentazione di filmati su tecniche sperimentali, esecuzione di semplici misurazioni su preparati sopravviventi (cuore embrionale di pollo), piu esercizi pratici. 6. Programma, articolazione e carico didattico Argomento Ore Lez. Ore Esercit. La membrana plasmatica: ambienti intra-ed extracellulari Trasporti attivi e passivi. Meccanismi di trasporto: canali ionici, carriers, pompe, acquaporine. Struttura e funzione dei trasportatori; esempi Totale Ore di Car. Didattico Data emissione 16 gennaio 2004 - Rev. 00 Mod15 Pagina 2 di 5
Flussi di acqua. Pressione osmotica. Epiteli assorbenti e secernenti. Trasporti transepiteliali Le leggi della diffusione e dell elettrodiffusione. Il potenziale di equilibrio di Nernst. La stazionarietà: l equazione di Goldman- Hodgkin-Katz I gradienti ionici ai capi della membrana plasmatica, il loro ruolo e x 10 l origine dei fenomeni bioelettrici 4turni Il potenziale di membrana a riposo. Selettività ionica delle membrane biologiche. Circuito equivalente della membrana plasmatica. Variazioni transienti del potenziale di membrana, generazione di segnali elettrici e regolazione di funzioni cellulari La comunicazione fra le cellule: modalità di comunicazione x 4 chimica. I recettori di membrana accoppiati a proteine G. Struttura e funzione delle proteine G trimeriche; Effettori: canali, enzimi. Le principali vie di secondi messaggeri attivate da recettori accoppiati a proteine G. Meccanismi di amplificazione del segnale. Recettori ad attività enzimatica. Il calcio come messaggero intracellulare. 1 turno Fisiologia sensoriale: principi generali di trasduzione sensoriale. Potenziale di recettore Meccanocezione. Sistema uditivo ed equilibrio. Propriocettori muscolari, tendinei, articolari Trasduzione sensoriale nei fotorecettori retinici Sensi chimici. Gusto ed olfatto. Sensibilità chimiche viscerali e del x4 turni 10 sistema circolatorio. Apparato iuxtaglomerulare La comunicazione nel sistema nervoso: le sinapsi. Sinapsi chimiche. Gli aspetti postsinaptici: i recettori per i neurotrasmettitori. Potenziali postsinaptici eccitatori ed inibitori: basi ioniche. Complessi recettore-canale e canali regolati da messaggeri intracellulari Propagazione dei potenziali postsinaptici: l integrazione neuronale. Le leggi della propagazione elettrotonica. I limiti per la propagazione a grandi distanze: i potenziali d azione. Il potenziale d azione e l ipotesi del sodio. Cenni sulla teoria di x 10 Hodgkin e Huxley. L eccitabilità elettrica e le sue basi molecolari: i canali voltaggio-dipendenti. Le cellule autoeccitabili (pacemaker) 4 turni La propagazione lungo gli assoni: fibre nervose mielinate e non mielinate. Propagazione continua e saltatoria. La conversione di segnali elettrici in segnali chimici. Sinapsi chimiche: gli aspetti presinaptici. Sintesi, trasporto e rilascio dei neurotrasmettitori. Ruolo degli eventi elettrici e del calcio. La comunicazione elettrica fra le cellule: gap junctions e sinapsi elettriche Elementi di fisiologia del muscolo. Il muscolo scheletrico dei vertebrati: le basi molecolari del meccanismo contrattile. Rilascio del calcio dal reticolo sarcoplasmatico ed accoppiamento x 4 turni x 1 turno + 2x 8 turni 10 20 Data emissione 16 gennaio 2004 - Rev. 00 Mod15 Pagina 3 di 5
eccitamento-contrazione. Meccanica della contrazione muscolare. Il muscolo cardiaco: accoppiamento eccitamento-contrazione e regolazione nervosa 3 ripasso generale Totale 34 55 89 7. Materiale per lezioni e esercitazioni: Strumentazione (indicare anche la localizzazione) Per le lezioni, si utilizzeranno i sistemi audiovisivi presnenti nelle aule di via Acc. Albertina 13. Per le esercitazioni, si utilizzera l aula-laboratorio di biochimica e fisiologia (via acc. Albertina 13, I piano) e le aule informatiche di via Acc. Albertina e Torino-Esposizioni Strumentazione: computer delle aule informatiche; microscopi dell aula laboratorio; I preparati di cuore embrionale verranno allestiti nella camera colture del laboratorio di fisiologia Materiale di consumo: mezzi di coltura, plasticheria, uova fecondate, neurotrasmettitori. 8. Materiale didattico Il materiale didattico presentato a lezione è disponibile presso: testi: biblioteca del Dip. di Biologia Animale materiale informatico: auletta informatica, via Acc. Albertina 13 I testi base consigliati per il corso sono: Munaron-Lovisolo, Fisiologia della cellula, Bollati Boringhieri, 2003 E fortemente consigliato l utilizzo del seguente materiale per approfondimenti e integrazioni: Randall-Bruggen-French. Fisiologia Animale, Zanichelli, 1999. Capitoli: 3-7, 9, 10 Alberts et al. Biologia molecolare della cellula. III ed. Zanichelli, 1996. Capitoli: 1,2,10-11,15-16. (puo essere sostituito da Alberts et al., L essenziale di Biologia Molecolare della cellula, Zanichelli. Capitoli 1,2, 11, 12, 15, 16) Nicholls-Martin-Wallace. Dai neuroni al cervello. Zanichelli, 1997. Capitoli: 1-5, 7-10, 14, 16. Kandel-Schwartz-Jessel. Fondamenti delle neuroscienze e del comportamento. Casa Ed. Ambrosiana, 1999, Capitoli 7-16, 20, 27 Infine sono di seguito indicati siti internet di interesse: pb010.anes.ucla.edu 9. Modalità di verifica/esame L'esame si svolge, di norma, come segue -non ci sono prove in itinere Data emissione 16 gennaio 2004 - Rev. 00 Mod15 Pagina 4 di 5
-si puo optare fra esame scritto o esame orale -prova scritta: domande aperte e domande a risposta multipla. Chi raggiunge la sufficienza può chiedere la registrazione del voto o di sostenere l orale; chi raggiunge almeno 15/30 può chiedere di sostenere l orale Data emissione 16 gennaio 2004 - Rev. 00 Mod15 Pagina 5 di 5