ECTS - University of Pisa
Lo studente che completa con successo il corso avrà acquisito le conoscenze per la comprensione dei meccanismi fisiologici di base, delle cause e dei meccanismi generali che sono alla base delle loro alterazioni e dei processi patologici che ne derivano. Lo studente avrà inoltre acquisito nozioni di base inerenti le difese immuntarie e gli effetti delle loro alterazioni.
The student who successfully completes the course will be able to demonstrate a solid basic knowledge for the understanding of the main physiological mechanisms and functions of various organs and systems of human body. He or she will acquire basic knowledge for understanding the causes and the mechanisms underlying pathological processes and the immune response. The adequate preparation of the student on these aspects is a precondition for a correct clinical approach.
Lo studente sarà valutato in base alla sua dimostrata capacità di discutere i principali contenuti del corso utilizzando la terminologia appropriata pertinente alla Fisiologia ed alla Patologia Generale.
The student will be assessed on his/her demonstrated ability to discuss the main course contents using the appropriate terminology of Physiology and Pathology.
Un’adeguata preparazione in Fisiologia e Patologia Generale costituisce il prerequisito per un corretto approccio alle successive discipline cliniche, in quanto fornisce gli aspetti generali e fondamentali necessari alla comprensione dei meccanismi patogenetici nell'uomo.
An adequate preparation in Physiology and Pathology is the prerequisite for a correct approach to subsequent clinical disciplines.
Saranno valutate positivamente le capacità di esposizione e di sintesi che saranno verificate in sede di esame orale.
The demonstration of good presentation and summary skills will be evaluated positively. Skills will be tested primarily during the oral examination.
Il corso integrato si propone di favorire lo sviluppo di un approccio critico ed attento rispetto ai meccanismi di base sottesi alle manifestazioni patologiche.
The course aims to encourage the development of a critical approach to the basic mechanisms underlying pathological manifestations.
Sarà valutata positivamente la partecipazione alla discussione in aula degli argomenti trattati. La partecipazione verrà verificata mediante firme di frequenza.
Participation in discussion topics in the classroom will be positively evaluated. Signatures will be collected to verify class attendance.
È fortemente consigliata una buona conoscenza dei fondamenti dell'anatomia umana, dell'istologia e della biochimica, essenziale sia per trarre il massimo profitto dalle lezioni che per il superamento dell'esame.
A basic knowledge of human anatomy, histology and biochemistry is strongly recommended, both to be able to follow the course and to pass the exam.
Le lezioni sono tenute in italiano con la modalità di lezione frontale e l'ausilio di proiezioni PowerPoint.
Gran parte del materiale didattico presentato a lezione e materiale integrativo è messo a disposizione sulla pagina di Teams dedicata al corso integrato.
Per ricevere chiarimenti su specifici argomenti descritti nel corso delle lezioni viene consigliato l’uso dello strumento dei ricevimenti con i docenti.
The lectures will be held in Italian and attendance is mandatory. Educational material is presented in form of slides (PowerPoint presentations).
Much of the teaching material presented in class and supplementary material is made available on
the Teams page dedicated to the course.
Modulo di Fisiologia
Concetto di omeostasi
Cellule eccitabili: genesi e conduzione del potenziale d’azione. Fibre mieliniche e amieliniche. Sinapsi chimiche ed elettriche.
Sistema nervoso centrale: Organizzazione funzionale della corteccia cerebrale. Metodi di studio dell’attività corticale. Morte cerebrale. Circolazione cerebrale, barriera ematoencefalica. Ciclo sonno-veglia
Percezione soggettiva e oggettiva. Soglia psicofisica. Recettori e loro adattamento, vie di conduzione, rappresentazione corticale e sua plasticità. Somestesia, nocicezione e dolore. Controllo cognitivo del dolore. Cenni a: sistema visivo, acustico, olfattivo/gustativo
Organizzazione generale del sistema motorio. Aree motorie della corteccia cerebrale. Connessioni tra aree Vie discendenti sovraspinali. Riflessi spinali. Shock spinale. Cenni al ruolo del cervelletto e dei nuclei della base. Generalità su postura e locomozione.
Ipotalamo: sistema nervoso autonomo ( generalità) e controllo del sistema ormonale (generalità) Termoregolazione
Cuore e circolo. Genesi del potenziale d’azione nel miocardio specifico e del miocardio comune. Accoppiamento elettromeccanico nel cuore. Eventi meccanici del ciclo cardiaco: movimenti delle valvole e variazioni della pressione e del volume del sangue negli atri e nei ventricoli. Ritorno venoso e gittata sistolica: il meccanismo di Frank-Starling. Vasi linfatici. Controllo nervoso e ormonale del cuore. Cenni alla genesi e interpretazione dell’ elettrocardiogramma. Flusso, pressione e resistenza nel sistema circolatorio. Controllo a breve termine della pressione arteriosa.
Rene. Funzioni glomerulari e tubulari. Formazione del filtrato glomerulare. Velocità di filtrazione e clearance plasmatica. Regolazione renale del volume e del pH, concentrazione dell’urina. Ormoni renali. Sete. Minzione. Controllo a lungo termine della pressione arteriosa
Apparato respiratorio. Funzioni delle vie aeree superiori. Volumi e capacità polmonari, spazio morto. Meccanica respiratoria. Ventilazione polmonare e ventilazione alveolare. Trasporto dell’ossigeno e dell’anidride carbonica nel sangue, curva di dissociazione dell’emoglobina. Regolazione del respiro. Riflessi respiratori. Meccanismi di compenso renali e respiratori nei disturbi dell’equilibrio acido-base.
Apparato gastro-intestinale. Masticazione e deglutizione. Cenni a motilità, secrezione, digestione e assorbimento nei vari tratti. Defecazione.
Modulo di Patologia
INTRODUZIONE
Natura e scopi della patologia, concetti di normalità, salute, malattia, omeostasi e sue alterazioni; riserva funzionale, compenso e scompenso.
SISTEMA IMMUNITARIO
Caratteristiche generali del sistema immunitario
Immunità innata: barriere contro le infezioni: fisiche, fisiologiche o biochimiche, microbiologiche; meccanismi di difesa solubili (complemento, citochine, interferoni), e di difesa cellulare (fagociti, cellule dendritiche, NK).
Immunità adattativa: caratteristiche generali della risposta umorale e cellulo-mediata. Concetto di antigene, epitopo, aptene.
Cellule della risposta adattativa: linfociti B e T e loro recettori per l’antigene; altre cellule del sistema immunitario. Organi linfatici primari e secondari.
Immunità umorale: anticorpi (struttura, classi, le basi della variabilità del riconoscimento anticorpale) Risposta primaria e secondaria.
Il complesso maggiore di istocompatibilità di classe I e II, il concetto di restrizione MHC e la processazione dell’antigene.
Lo sviluppo della risposta immunitaria adattativa: regolazione da parte delle cellule T helper. Funzioni effettrici degli anticorpi. Funzioni effettrici delle cellule T helper e dei linfociti T citotossici.
Cenni sulle immunodeficienze.
INFIAMMAZIONE
Il concetto di infiammazione acuta e cronica.
Infiammazione acuta: segni cardinali dell’infiammazione acuta e loro meccanismi. Reazione dei vasi sanguigni e dei leucociti agli stimoli infiammatori. Tipi morfologici dell’infiammazione acuta: sierosa, fibrinosa, purulenta. Mediatori chimici dell’infiammazione di derivazione cellulare e plasmatica. Manifestazioni sistemiche di infiammazione acuta. Esiti dell’infiammazione acuta.
Infiammazione cronica: cause e caratteristiche morfologiche: diffusa e granulomatosa.
Guarigione delle ferite: rigenerazione e riparazione. Riparazione delle ferite epidermiche come modello; guarigione di prima e seconda intenzione. La riparazione nel SNC. Aspetti patologici della guarigione delle ferite. La fibrosi.
Immunopatologia: reazioni di ipersensibilità con esempi. Cenni sulla eziopatogenesi delle malattie autoimmuni con esempi (Sindrome di Guillain-Barré, Sclerosi multipla, Miastenia gravis).
EZIOLOGIA GENERALE
Patologia Ambientale. Cause di natura fisica: radiazioni ionizzanti ed eccitanti; ustioni e congelamenti. Cause di natura chimica: meccanismi generali del danno da sostanze chimiche; sintesi protettive e letali; neurotossicità dei metalli pesanti (piombo, mercurio, arsenico). L'ipossia. Il danno da radicali liberi: definizione e caratteristiche chimiche, formazione nelle cellule e difese contro il danno da radicali liberi.
Cause di malattia genetiche, ambientali, multifattoriali. Definizione di malattie ereditarie e congenite; richiami sulle tipologie di malattie genetiche (autosomiche dominanti, recessive e legate al cromosoma X). Esempi di patologie su base genetica: eziopatogenesi di fenilchetonuria, anemia falciforme, distrofia muscolare di Duchenne. Aberrazioni cromosomiche: eziologia di sindrome di Down, sindrome di Klinefelter, sindrome di Turner. Cause e lessico delle malformazioni congenite.
RISPOSTE CELLULARI A STRESS E STIMOLI DANNOSI
Adattamenti classici della crescita e del differenziamento cellulare: ipertrofia, iperplasia, atrofia e metaplasia: cause e meccanismi. La displasia.
Danno cellulare reversibile e irreversibile: cause, meccanismi e alterazioni morfologiche. La degenerazione idropica e la steatosi. Cenni su patologie associate ad accumuli intracellulari.
Morte cellulare. La necrosi e le sue variati: coagulativa, colliquativa e caseosa. L’apoptosi: cause, alterazioni morfologiche e meccanismi.
NEOPLASIE
Definizioni di tumore e caratteristiche generali dello sviluppo neoplastico. La cellula neoplastica: anomalie morfologiche, biochimiche e metaboliche. Tumori benigni e maligni: differenziazione, tasso di crescita, invasione e metastasi. Criteri di nomenclatura e classificazione istogenetica delle neoplasie. Stadiazione dei tumori secondo il sistema TNM.
Principi di epidemiologia dei tumori. Etiologia dei tumori: cause ambientali e genetiche. Cancerogeni chimici, radiazioni e virus oncogeni. Concetto di iniziazione e promozione neoplastica.
Geni oncosoppressori ed oncogeni.
The course will provide knowledge to understand the main mechanisms regulating cellular functions and excitability; to understand the functions of the different organs of the human body, their dynamic integration in the apparatus and the general homeostatic mechanisms. The course will also provides notions on the four aspects of a disease process that form the core of Pathology: the cause (etiology), the mechanisms of its development (pathogenesis), the structural alterations induced in the cells and organs of the body (morphologic changes), and the functional consequences of the morphologic changes (clinical significance).
Physiology module
Homeostasis concept Excitable cells: genesis and conduction of the action potential. Myelinated and unmyelinated fibers. Chemical and electrical synapses. Central nervous system: functional organization of the cerebral cortex. Methods of studying cortical activity. Brain death. Cerebral circulation, blood brain barrier. Sleep-wake cycle Subjective and objective perception. Psychophysical threshold. Receptors and their adaptation, conduction pathways, cortical representation and its plasticity. Somesthesia, nociception and pain. Cognitive control of pain. Outline of: visual, acoustic, olfactory / gustatory system General organization of the motor system. Motor areas of the cerebral cortex. Connections between areas Supraspinal descending pathways. Spinal reflexes. Spinal shock. Notes on the role of the cerebellum and the nuclei of the base. General information on posture and locomotion. Hypothalamus: autonomic nervous system (general) and control of the hormonal system (general) Thermoregulation Heart and circle. Genesis of the action potential in the specific myocardium and in the common myocardium. Electromechanical coupling in the heart. Mechanical events of the cardiac cycle: movements of the valves and changes in blood pressure and volume in the atria and ventricles. Venous return and systolic output: the Frank-Starling mechanism. Lymphatic vessels. Nervous and hormonal control of the heart. Notes on the genesis and interpretation of the electrocardiogram. Flow, pressure and resistance in the circulatory system. Short-term control of blood pressure. Kidney. Glomerular and tubular functions. Formation of glomerular filtrate. Filtration rate and plasma clearance. Renal regulation of volume and pH, urine concentration. Kidney hormones. Thirst. Urination. Long-term control of blood pressure Respiratory system. Functions of the upper airways. Lung volumes and capacities, dead space. Respiratory mechanics. Pulmonary ventilation and alveolar ventilation. Transport of oxygen and carbon dioxide in the blood, hemoglobin dissociation curve. Breath regulation. Respiratory reflexes. Renal and respiratory compensation mechanisms in acid-base balance disorders. Gastro-intestinal system. Chewing and swallowing. Outline of motility, secretion, digestion and absorption in the various tracts. Defecation.
General Pathology module
INTRODUCTION
Nature and aims of the pathology, concepts of normality, health, disease, homeostasis and its alterations; functional reserve, compensation and decompensation.
IMMUNE SYSTEM
General characteristics of the immune system Innate immunity: barriers against infections: physical, physiological or biochemical, microbiological; soluble defense mechanisms (complement, cytokines, interferons), and cellular defense mechanisms (phagocytes, dendritic cells, NK). Adaptive immunity: general characteristics of the humoral and cell-mediated response. Concept of antigen, epitope, hapten. Adaptive response cells: B and T lymphocytes and their antigen receptors; other cells of the immune system. Primary and secondary lymphatic organs. Humoral immunity: antibodies (structure, classes, the basis of the variability of antibody recognition) Primary and secondary response. The major histocompatibility complex of class I and II, the concept of MHC restriction and antigen processing. The development of the adaptive immune response: regulation by T helper cells. Effector functions of antibodies. Effector functions of T helper cells and cytotoxic T lymphocytes. Basic principles of immunodeficiency.
INFLAMMATION
The concept of acute and chronic inflammation. Acute inflammation: cardinal signs of acute inflammation and their mechanisms. Reaction of blood vessels and leukocytes to inflammatory stimuli. Morphological types of acute inflammation: serous, fibrinous, purulent. Chemical mediators of cell and plasma-derived inflammation. Systemic manifestations of acute inflammation. Outcomes of acute inflammation. Chronic inflammation: causes and morphological characteristics: diffuse and granulomatous. Wound healing: regeneration and repair. Skin wound repair as a model; first and second intention healing. Pathological aspects of wound healing. Immunopathology: hypersensitivity reactions. Basic principles of autoimmune diseases (Guillain-Barre syndrome, Multiple sclerosis, Myasthenia gravis).
GENERAL ETIOLOGY
Environmental Pathology. Causes of a physical nature: ionizing and exciting radiation; burns and frostbites. Causes of a chemical nature: general mechanisms of damage from chemicals; protective and lethal syntheses; heavy metals neurotoxicity. Free radicals: definition and chemical characteristics; formation of free radicals in cells; defenses against free radical damage.
Genetic, environmental, multifactorial causes of disease. Definition of hereditary and congenital diseases. Genetic diseases: autosomal dominant, recessive and X-linked with examples (phenylketonuria, sickle-cell anemia, Duchenne muscular dystrophy). Chromosomal aberrations (Down syndrome, Klinefelter syndrome, Turner syndrome). Causes and terminology of congenital malformations.
CELLULAR RESPONSE TO STRESS AND HARMFUL STIMULI
Adaptations of cell growth and differentiation: hypertrophy, hyperplasia, atrophy and metaplasia: causes and mechanisms. Dysplasia. Outline of intracellular accumulations. Reversible and irreversible cell damage: causes, mechanisms and morphological alterations. Fatty and hydropic degeneration. Cell death. Necrosis and its variations: coagulative, colliquative and caseous. Apoptosis: causes, morphological alterations and mechanisms.
NEOPLASIA
Definitions of tumor and general characteristics of neoplastic development. The neoplastic cell: morphological, biochemical and metabolic anomalies. Benign and malignant tumors: differentiation, growth rate, invasion and metastasis. Nomenclature criteria and histogenetic classification of neoplasms. Staging of tumors according to the TNM system. Principles of tumor epidemiology. Etiology of tumors: environmental and genetic causes. Chemical carcinogens, radiation and oncogenic viruses. Concept of initiation and neoplastic promotion. Tumor suppressor and oncogenes genes.
FISIOLOGIA (uno dei seguenti)
Silverthorn- Fisiologia Umana
Schmidt- Fisiologia umana
PATOLOGIA GENERALE (uno dei seguenti)
G.M. Pontieri. "Elementi di Patologia Generale", Ed. Piccin, IV ed.
M. Parola. "Patologia Generale", Ed. EdiSES.
Recommended textbook for Physiology (one of the following)
Silverthorn- Human Physiology
Schmidt- Human Physiology
Recommended textbook for General Pathology (one of the following)
G.M. Pontieri. "Elementi di Patologia Generale", Ed. Piccin, IV ed.
M. Parola. "Patologia Generale", Ed. EdiSES.
Textbooks are widely available in university libraries, bookshops, etc. Teaching material related to the topics of the lessons (i.e., slide presentations in a PDF format) is provided to the students by the teacher.
Non esistono indicazioni per non frequentanti, poiché la frequenza al corso ai sensi del regolamento didattica del Corso di Studio è obbligatoria.
There are no indications for non-attending students, since attendance at the course is compulsory.
L’esame finale è in forma orale (Fisiologia) e scritto (Patologia) e relativo ad argomenti presentati durante le lezioni. Saranno valutati i contenuti delle risposte, la capacità di espressione, l’appropriatezza lessicale e terminologica.
The final exam is oral (Physiology) and written (General Pathology) and is related to topics presented during the lessons. The contents of the answers, the ability to express themselves, the lexical and terminological appropriateness will be evaluated.
