FISIOLOGIA

Crediti: 
8
Sede: 
PARMA
Anno accademico di offerta: 
2021/2022
Responsabile della didattica: 
Semestre dell'insegnamento: 
Primo Semestre
Anno di corso: 
3
Lingua di insegnamento: 

Italiano

L'insegnamento è suddiviso nei seguenti moduli didattici: 

Obiettivi formativi

Il corso permetterà agli studenti di acquisire conoscenze aggiornate e critiche sulla tecnica elettrocardiografica, sulle sue applicazioni diagnostiche e prognostiche, e sui rapporti cuore-cervello, integrando nozioni di fisiologia cardiaca e neurofisiologia. Inoltre, il corso, permetterà la conoscenza dei meccanismi funzionali degli apparati corporei, quali muscolo, rene e polmone e la conoscenza della loro integrazione dinamica negli apparati ed i meccanismi generali di controllo funzionale in condizioni normali e patologiche.

Prerequisiti

Conoscenze di base di elettrofisiologia, fisica dei fluidi, leggi dei gas, chimica e anatomia.

Contenuti dell'insegnamento

ELETTROCARDIOGRAFIA
APPARATO RESPIRATORIO
FISIOLOGIA DEI LIQUIDI CORPOREI
APPARATO URINARIO
EQUILIBRIO ED ACIDO-BASE

Programma esteso

PROGRAMMA COMPLETO DEL CORSO DI FISIOLOGIA

FISIOLOGIA DELLA MEMBRANA CELLULARE (Giuseppe Luppino)
Membrana cellulare. Meccanismi di permeazione passiva. Permeabilità Selettiva. Diffusione semplice. Diffusione facilitata. Trasporti attivi. Osmosi. Filtrazione.
Fenomeni elettrici nelle membrane biologiche. Gradienti elettrochimici. Equazione di Nerst. Concetto di canale. Potenziale di azione. Proprietà e meccanismi di gating dei canali. Canali voltaggio dipendenti. Conduzione elettronica. Conduzione del potenziale di azione. Proprietà funzionali delle fibre nervose.

FISIOLOGIA DEL MUSCOLO (Giuseppe Luppino)
Struttura e caratteristiche funzionali della muscolatura striata. Struttura e caratteristiche funzionali della muscolatura liscia.

NEUROFISIOLOGIA (Giuseppe Luppino)
Principi di organizzazione anatomica e funzionale del Sistema Nervoso Centrale
Organizzazione gerarchica e in parallelo del sistema nervoso centrale; processi di integrazione sensori motoria. Modelli elementari di funzionamento dei circuiti neurali. Organizzazione anatomica e funzionale della corteccia cerebrale. Approcci metodologici per lo studio del sistema nervoso. Interazioni tra tessuti eccitabili. Sinapsi elettriche. Sinapsi chimiche: neurotrasmettitori e loro liberazione; recettori e trasportatori dei neurotrasmettitori; plasticità sinaptica. Fisiologia integrativa del sistema nervoso.
Organizzazione anatomica e funzionale del midollo spinale. Riflessi spinali. Shock spinale. Vie discendenti motorie. Organizzazione anatomica e funzionale del tronco dell’encefalo. Funzioni motorie del tronco: rigidità da decerebrazione. Apparato vestibolare e riflessi vestibolari. Controllo della postura e dell’equilibrio. Sistemi sensoriali: fisiologia generale della sensibilità; recettori e meccanismi di trasduzione. Somestesia: funzioni somestesiche; meccanismi periferici; meccanismi centrali. Dolore: classificazione; meccanismi periferici e centrali; meccanismi periferici e centrali di controllo del dolore. Visione: psicofisica della visione; ottica fisiologica; organizzazione della retina; le vie visive; lesioni delle vie visive; la corteccia visiva, le aree visive extra-striate; la via visiva dorsale e ventrale; stereopsi. Udito: psicofisica del suono; meccanismi periferici e centrali di analisi degli stimoli sonori. Controllo corticale del movimento: corteccia motoria e premotoria; corteccia parietale posteriore; circuiti parieto-frontali. Movimenti oculari. Cervelletto: organizzazione anatomica e funzionale; disturbi da lesioni cerebellari. Gangli della base: organizzazione anatomica e funzionale; disturbi da lesioni dei gangli della base. Plasticità cerebrale. Meccanismi di apprendimento e memoria. Dominanza emisferica. Linguaggio. Emozioni. Il ciclo sonno-veglia. L'elettroencefalogramma. Fisiologia del sistema nervoso autonomo e processi omeostatici
Sistema nervoso autonomo: sistema nervoso simpatico, parasimpatico, enterico. Riflessi vegetativi.

APPARATO CARDIOVASCOLARE (Stefano Rozzi, Roberto Tirindelli)
Principi fisici dell'emodinamica. Le proprietà fisiche del sangue. Le proprietà del miocardio: autoritmicità, conducibilità, eccitabilità, contrattilità. Elettrofisiologia cardiaca. Teorie ioniche del potenziale di membrana di riposo e d'azione. L'elettrocardiogramma: l'asse elettrico cardiaco ed il sistema di riferimento esassiale. Gli eventi meccanici del ciclo cardiaco: i toni cardiaci. La gettata sistolica ed il volume minuto cardiaco. Il lavoro ed il rendimento cardiaco.
La regolazione intrinseca ed estrinseca dell’attività cardiaca. Il sistema vasale. Proprietà' meccaniche passive. Muscolatura liscia vascolare. La regolazione nervosa ed umorale dei vasi. La pressione arteriosa: sistolica, diastolica, media e pulsatoria. Metodi di misura. La pressione venosa ed il ritorno del sangue nel cuore. La circolazione coronarica ed il metabolismo cardiaco. La circolazione attraverso regioni speciali: muscolature, cutanea, renale, epatica, splancnica. La circolazione cerebrale: regolazione chimica, nervosa e metabolica.

FISIOLOGIA DELLA NUTRIZIONE E DEL SISTEMA DIGERENTE (Stefano Rozzi)
Componenti e funzioni degli alimenti. Fabbisogni alimentari: fenomeni da carenza e da eccesso. Meccanismi di controllo nervoso ed ormonale delle funzioni gastrointestinali. Motilità del sistema digerente: masticazione, deglutizione, motilità gastrica e intestinale, defecazione. Secrezioni del sistema digerente: saliva, succo gastrico, succo pancreatico, bile. Digestione e assorbimento di glucidi, lipidi, proteine e vitamine. Fame e sazietà. Meccanismi di controllo del peso corporeo. Sete e meccanismi di controllo dell'assunzione di liquidi.

ELETTROCARDIOGRAFIA (Stefano Rozzi)
ECG: sua storia e principi di base di elettrofisiologia cardiaca. Onda P (elettrogenesi, rapporto con il ciclo cardiaco, morfologia, cenni di utilizzo per la diagnosi di cardiopatia atriale). Intervallo PR (elettrogenesi, rapporto con il ciclo cardiaco, morfologia, cenni di utilizzo per la diagnosi di cardiopatia del tessuto di conduzione). Complesso QRS (elettrogenesi, rapporto con il ciclo cardiaco, morfologia, cenni di utilizzo per la diagnosi di ipertrofia ed infarto). Segmento ST (elettrogenesi, rapporto con il ciclo cardiaco, morfologia, cenni di utilizzo per la diagnosi di ischemia). Onda T (elettrogenesi, rapporto con il ciclo cardiaco, morfologia, cenni di utilizzo per la diagnosi di sovraccarico). Onda U. Intervallo QTc (periodo refrattario ed assoluto e rischio aritmico). ECG come strumento prognostico (breve excursus sul significato prognostico delle onde "tradizionali" seguito da presentazione di misure "alternative/innovative" eseguibili sul tracciato: dispersioni delle onde in spazio e tempo, post-potenziali, ecc.). ECG per lo studio del Sistema nervoso autonomo. Variabilità della frequenza cardiaca, HRV (dominio tempo, dominio spettrale, cenni di "complexity"): metodologia di analisi ed implicazioni; Rapporti cuore-cervello. La Teoria Polivagale di Porges.

APPARATO RESPIRATORIO (Stefano Rozzi)
Le leggi fisiche dei gas. La gabbia toracica ed i muscoli respiratori. Ventilazione alveolare e ventilazione polmonare. I volumi e le capacità polmonari. Gli spazi morti anatomico e funzionale. La meccanica respiratoria. La pressione endopolmonare ed endopleurica. Le compliance. Le curve pressione-volume. Resistenze delle vie aeree. Il lavoro ed il rendimento della respirazione. L'aria inspirata, l'aria alveolare e l'aria espirata. Il polmone come scambiatore di gas: rapporti tra ventilazione e pressioni alveolari dei gas. Distribuzione della ventilazione. Gli scambi alveolo-capillari dei gas. Trasporto dell'ossigeno e dell'anidride carbonica nel sangue. La circolazione polmonare. Rapporti ventilazione-perfusione. I centri respiratori: genesi del ritmo respiratorio. La risposta respiratoria alle variazioni delle pressioni alveolari dell'ossigeno e dell'anidride carbonica. La regolazione della respirazione nelle sue componenti chimica e nervosa. Ipossie.

TERMOREGOLAZIONE (Roberto Tirindelli)
Omeotermia e poichilotermia. Principi della termodinamica. Distribuzione del calore nei diversi organi. Rilevamento della temperatura. Meccanismi fisici degli scambi termici. Meccanismi fisiologici della termoconservazione, termodispersione e termogenesi e loro controllo ormonale. Perspiratio insensibilis, sudorazione ed evaporazione. Bilancio termico. Adattamento al caldo ed al freddo. Febbre e colpo di calore. Centri termoregolatori.

METABOLISMO (Roberto Tirindelli)
Definizione di bilancio energetico. Ricambio energetico e sue misure. Considerazioni termodinamiche del bilancio energetico. Calorimetria diretta ed indiretta. Equivalente calorico dell'ossigeno per la combustione di grassi e glucidi. Consumo calorico proteico dedotto dall'azoto urinario. Calcolo del metabolismo basale e totale. Valore calorico degli alimenti. Legge dell’isodinamismo e azione dinamico specifica degli alimenti. Digiuno. Controllo ormonale del metabolismo. Ormoni sessuali e dell’asse ipotalamo-ipofisario

FISIOLOGIA DELL’ESERCIZIO MUSCOLARE (Roberto Tirindelli)
Ergometria. Consumo di ossigeno e produzione di anidride carbonica nel lavoro. Quoziente respiratorio.
Costo metabolico dell’esercizio fisico. Concetto di rendimento chimico e meccanico. Costo energetico rendimento nei diversi esercizi fisici. Lavoro muscolare esterno, interno e totale. Analisi della potenza muscolare aerobica ed anaerobica. Massimo consumo di ossigeno. Modificazioni delle funzioni organiche e dei parametri fisiologici durante l’esercizio fisico: risposte neuro-ormonali. I combustibili dell’esercizio fisico. Il lattato durante l’esercizio fisico anaerobico. Contrazione e pagamento del debito di ossigeno durante l’esercizio fisico. L’allenamento.

FISIOLOGIA DEI LIQUIDI CORPOREI (Roberto Tirindelli)
I liquidi corporei. Determinazione dei volumi dei compartimenti idrici corporei. Unità di misura per la concentrazione di un soluto. L’osmolarità e osmolalità. Analisi della osmolarità plasmatica in relazione alla sodiemia. Pressione colloido-osmotica. Equilibrio di Donnan. Scambi capillari. Regolazione neuro-ormonale del volume e dell’osmolarità dei liquidi corporei. Bilancio del sodio plasmatico. Iposodiemie ed ipersodiemie. Bilancio e controllo del potassio plasmatico. Ipopotassiemie ed iperpotassiemie. Calcio e fosforo plasmatico e loro regolazione.

APPARATO URINARIO (Roberto Tirindelli)
Funzioni renali: filtrazione, riassorbimento e secrezione. Concetti di carico filtrato, di carico escreto e carico riassorbito. Filtrazione glomerulare (GFR). Caratteristiche della barriera di filtrazione glomerulare. Fattori fisici che determinano l’ultrafiltrazione. Fattori neuro-ormonali che modulano l'ultrafiltrazione. Concetto di clearance. Determinazione della GFR, clearance dell'inulina, clearance della creatinina. Il flusso ematico e plasmatico renale; la clearance del PAI, la frazione di filtrazione. Controllo fisiologico della filtrazione glomerulare e del flusso ematico renale. Riassorbimento e secrezione tubulare e loro regolazione. La frazione di escrezione. Meccanismo di moltiplicazione controcorrente. Quantificazione della concentrazione e diluizione urinaria. Clearance osmolare e dell'acqua libera. Funzione dell’ormone antidiuretico. Trattamento renale di: glucosio, urea, sodio, potassio, cloro, calcio, fosforo, magnesio, anioni e cationi organici, bicarbonati ed idrogenioni. Il sistema Renina-Angiotensina-Aldosterone. Meccanismo di fuga dai mineralcorticoidi. Quantificazione della capacità acidificante del rene.

EQUILIBRIO ED ACIDO-BASE (Roberto Tirindelli)
Il sistema tampone e curve di titolazione. I sistemi tampone dell’organismo. Calcolo del pH. Curva di titolazione del sistema tampone del bicarbonato. Il diagramma pH-bicarbonato. Curva sangue-tampone. Deficit ed eccesso di base. Controllo respiratorio, renale e ormonale dell'equilibrio acido-base. Determinazione delle acidosi e alcalosi respiratorie e metaboliche e meccanismi di compenso. Gap anionico. Iperbarismi ed ipobarismi.

Bibliografia

FISIOLOGIA MEDICA a cura di Fiorenzo Conti, Ed. Edi-Ermes per i corsi Apparato Cardiovascolare e Respiratorio
BASI FISIOLOGICHE DELLA PRATICA MEDICA di West, Ed. Piccin per l'Apparato Urinario ed equilibrio idrico-salino, termmoregolazione, esercizio muscolare
L'ABC DELL' EQUILIBRIO ACIDO-BASE di Davenport, per l'equilibrio acido-base.
Slides disponibili online.
Dale Dubin, Interpretazione dell’ECG. Monduzzi, 2008.

Metodi didattici

Le lezioni si svolgeranno in presenza, nel rispetto degli standard di sicurezza, salvo ulteriori disposizioni dovute all’eventuale perdurare dell’emergenza sanitaria. Il materiale didattico sarà depositato sulla specifica piattaforma ad accesso riservato agli studenti (Elly) e comprenderà presentazioni iconografiche, audio-video di supporto o videoregistrazione delle lezioni.

Modalità verifica apprendimento

L’esame sarà orale.
Qualora a causa del perdurare dell'emergenza sanitaria fosse necessario adottare la modalità a distanza per gli esami di profitto, si procederà come segue:
interrogazioni orali a distanza, mediante la piattaforma Teams (guida http://selma.unipr.it/).
Gli Studenti con DSA/BSE devono preventivamente contattare Le Eli-che: supporto per studenti con disabilità, D.S.A., B.E.S. (https://sea.unipr.it/it/servizi/le-eli-che-supporto-studenti-con-disabil...)