Academic year2021/22
CourseNATURAL AND ENVIRONMENTAL SCIENCES
Code374EE
Credits6
PeriodSemester 2
LanguageItalian
| Modules | Area | Type | Hours | Teacher(s) |
| FISIOLOGIA | BIO/09 | LEZIONI | 48 | |
Obiettivi di apprendimento
Conoscenze
- La conoscenza dei meccanismi che permettono ad un animale di regolare il proprio ambiente interno e di interagire con l’ambiente esterno è essenziale per comprendere uno dei temi centrali del corso di laurea, cioè i rapporti tra esseri viventi e il mondo in cui vivono.
- Il corso fornisce conoscenze fsiologiche allo scopo di individuare i meccanismi fondamentali attraverso i quali un organismo animale è in grado di interagire con l'ambiente in cui vive e di regolare il proprio ambiente interno. Risultati attesi Acquisizione di nozioni fondamentali circa meccanismi funzionali a livello di cellule, tessuti e organi; integrazione di conoscenze apprese in questo ed in altri corsi per una visione d'insieme dei meccanismi che regolano la vita di un organismo animale.
Knowledge
- The course gives basic physiologic knowledge of the main body functions. The students should develop an ability to detect the basic mechanisms allowing an animal to interact with the external environment and to regulate its internal milieu. The course also proposes specific themes for an in-depth study of specific functional issues. The students should acquire detailed knowledge of some functional mechanisms of basic importance.
- At the end of the course, the student will have acquired knowledge about the physiologic mechanisms at the cellular, tissue, and organ levels. The student will also be able to integrate the knowledge acquired in this course with that of other courses for a comprehensive view of the mechanisms regulating an animal’s life.
Modalità di verifica delle conoscenze
- La verifica delle conoscenze acquisite dallo studente durante il corso sarà effettuata al momento dell'esame finale.
Assessment criteria of knowledge
- The knowledge acquired by the student during the course will be assessed during the final examination.
Capacità
- Il bagaglio culturale acquisito sarà sufficiente per attività post-lauream indirizzate verso una professione presso centri di ricerca o verso una Laurea Magistrale.
Skills
- The acquired knowledge will be appropriate for post-degree activities toward an enrollment in a research center or toward a Master Degree.
Modalità di verifica delle capacità
- La verifica delle capacità acquisite dallo studente durante il corso sarà effettuata al momento dell'esame finale.
Assessment criteria of skills
- The skills acquired by the student during the course will be assessed during the final examination.
Prerequisiti (conoscenze iniziali)
- Citologia e Istologia, Biochimica
Prerequisites
- Cytology and Histology, Biochemistry
Indicazioni metodologiche
- Lezioni frontali con l'ausilio di presentazioni in Power Point
- Un link per scaricare il materiale didattico è disponibile sul sito elearning del corso
- Ricevimenti: contattare il docente per email (giovanni.casini@unipi.it)
Teaching methods
- Face to face delivery with Power Point presentations
- A link to download the presentations is available at the elearning site of the course
- For information and appointments, contact the teacher (giovanni.casini@unipi.it)
Programma (contenuti dell'insegnamento)
- Concetti di base: Omeostasi; feedback; Modello sperimentale; Unità funzionale.
- Trasporti attraverso la membrana plasmatica: Concetto di gradiente (chimico, elettrico ed elettrochimico); Trasporto attivo e trasporto passivo; La pompa sodio-potassio.
- Potenziale di membrana: Canali ionici a perdita; Equilibrio di Gibbs-Donnan; Potenziale di equilibrio di uno ione; Equazioni di Nernst e di Goldman.
- Potenziale di azione: Canali ionici a controllo di potenziale; Genesi del potenziale di azione.
- Conduzione del potenziale di azione: Conduzione elettrotonica; La guaina mielinica e la conduzione saltatoria.
- Sinapsi: Sinapsi elettriche e sinapsi chimiche; Sinapsi neuro-muscolare; Proteine G e secondi messaggeri.
- Neurotrasmettitori e neuromodulatori: Acetilcolina; recettori nicotinici e muscarinici; Glutamato, GABA e loro recettori; Neuropeptidi e neuromodulazione.
- Meccanismi di rilascio del trasmettitore: Natura quantica; Canali del calcio; Proteine del terminale presinaptico.
- Modulazione presinaptica e integrazione neuronale: Facilitazione e inibizione presinaptica; EPSP e IPSP; Integrazione temporale e spaziale, costanti di tempo e di spazio.
- Fisiologia sensoriale: Generalità: organi di senso, recettori sensoriali e organizzazione dei sistemi sensoriali; Retina e fototrasduzione; Coclea e trasduzione dello stimolo uditivo. Sensibilità tattile, termica e dolorifica; Il senso dell'equilibrio.
- Muscolatura volontaria: Contrazione muscolare e accoppiamento elettromeccanico.
- Riflessi: Recettori muscolari e riflessi spinali; Interneuroni inibitori.
- Il sistema endocrino: Ghiandole endocrine e ormoni; Meccanismi di controllo della sintesi e del rilascio di ormoni; Ipotalamo e ipofisi; Ormoni pancreatici e regolazione della glicemia; Ormoni tiroidei e regolazione del metabolismo.
- Sistema nervoso autonomo: Ortosimpatico e parasimpatico.
- Il cuore: Miocardio specifico e aspecifico; Elettrocardiogramma; Potenziali nelle cellule dei tessuti cardiaci; Regolazione nervosa della funzione cardiaca; Meccanismi sinaptici nella regolazione nervosa del cuore.
- Il sistema circolatorio: Arterie, capillari e vene; Pressione arteriosa e resistenze periferiche; Controllo nervoso della pressione arteriosa. Scambi di soluti a livello dei capillari; Il sistema venoso.
- Funzione respiratoria: Meccanica respiratoria; Regolazione della respirazione: chemocettori; Trasporto di O2 e CO2 nel sangue; Interazioni nel trasporto di O2 e CO2; Centri respiratori.
- Funzione renale: Nefrone; Filtrazione glomerulare; Riassorbimento e secrezione tubulari; Il sistema contro-corrente per il riassorbimento di acqua; Regolazione della composizione dei liquidi extracellulari.
- Funzione digestiva: Motilità del canale alimentare; Secrezione salivare, gastrica ed intestinale; Digestione nello stomaco; Digestione nel duodeno; Assorbimento intestinale; Il pancreas esocrino; Il fegato.
Syllabus
- Basic concepts: Homeostasis; feedback; Experimental model; Functional unit.
- Membrane transport mechanisms: Gradient (chemical, electric, and electrochemical); Active and passive transport; The sodium-potassium pump.
- Membrane potential: Non-gated ion channels; Gibbs-Donnan equilibrium; Equilibrium potential of an ion; Nernst and Goldman equations.
- Action potential: Voltage gated ion channels. Genesis of action potential.
- Action potential conduction: Electrotonic conduction; Myelin sheath and saltatory conduction.
- Synapse: Electric and chemical synapses; neuro-muscular synapse; G-proteins and second messengers.
- Neurotransmitters and neuromodulators: Acetylcholine; Nicotinic and muscarinic receptors; Glutamate, GABA and their receptors; Neuropeptides and neuromodulation.
- Mechanisms of neurotransmitter release: Quantic nature; Calcium channels; Proteins of the presynaptic terminal.
- Presynaptic modulation and neuronal integration: Presynaptic facilitation and inhibition; EPSP and IPSP; Temporal and spatial integration, time and space constants.
- Sensory physiology: Sense organs, sensory receptors and organization of sensory systems; Retina and phototransduction; Cochlea and auditory transduction; Somatosensory system; Pain; Equilibrium.
- Voluntary muscles: Muscle contraction and electromechanical coupling.
- Reflexes: Muscular receptors and spinal reflexes; Inhibitory interneurons.
- The endocrine system: Endocrine glands and hormones; Control mechanisms of hormone synthesis and release; Hypothalamus and Hypophisis; Pancreatic hormones and glycemic control; Thyroid hormones and metabolism regulation.
- Autonomic nervous system: Sympathetic and Parasympathetic nervous systems.
- The heart: Autorhythmic, conduction and contractile tissues of the heart; Electrocardiogram; Electric potentials in the heart tissues; Nervous regulation of cardiac function.
- Circulatory system: Arteries, capillaries and veins; arterial pressure and peripheral resistance; Nervous control of arterial pressure. Exchanges at the capillary level; The venous system.
- Respiratory function: Respiratory mechanics; Respiration regulation: chemoreceptors; O2 and CO2 transport in the blood; Interactions in the transport of O2 and CO2.
- The kidney: Nephron; Glomerular filtration; Tubular reabsorption and secretion; The counter-current mechanism for water reabsorption; Regulation of the extracellular fluid composition.
- Digestive function: Motility and secretion; Digestion in the stomach; Digestion in the duodenum; Intestinal absorption; The exocrine pancreas; The liver.
Bibliografia e materiale didattico
- D.U. Silverthorn "Fisiologia Umana" (2013), 6 ed., Pearson Italia.
- D. Purves, et al. "Neuroscienze" (2000). Zanichelli, Bologna.
- Power Point delle lezioni
Bibliography
- D.U. Silverthorn "Fisiologia Umana" (2013), 6 ed., Pearson Italia.
- D. Purves, et al. "Neuroscienze" (2000). Zanichelli, Bologna.
- Power Points
Indicazioni per non frequentanti
- Non ci sono particolari indicazioni per i non frequentanti. Per qualsiasi informazione o richiesta di chiarimenti (sull'organizzazione del corso o sui contenuti delle lezioni), contattare il docente (giovanni.casini@unipi.it).
Non-attending students info
- There are no particular indications for non-frequenting students. For information or elucidations (on the course organization or on lecture contents), please contact the teacher (giovanni.casini@unipi.it).
Modalità d'esame
- Prova orale. Tale prova consiste in un colloquio tra il candidato e il docente della durata approssimativa di 30 - 45 minuti. La prova orale non risulta superata se:
- il candidato mostra di non essere in grado di esprimersi in modo chiaro e di usare la terminologia corretta
- il candidato mostra di non essere capace di cogliere almeno gli aspetti fondamentali degli argomenti trattati nel corso.
Assessment methods
- Oral exam. This exam consists of a conversation between the student and the examiner of approximately 30 – 45 minutes. This exam is not passed if:
- the student does not speak clearly and using appropriate terminology.
- the student cannot pick at least the fundamental aspects of the issues discussed during the course.
Updated: 20/01/2022 11:20
