Insegnamento INQUINAMENTO E FUNZIONI VITALI
| Nome del corso di laurea | Scienze della terra e dell'ambiente |
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| Codice insegnamento | A004573 |
| Curriculum | Comune a tutti i curricula |
| Docente responsabile | Antonio Michelucci |
| Docenti |
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| Ore |
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| CFU | 6 |
| Regolamento | Coorte 2024 |
| Erogato | Erogato nel 2026/27 |
| Settore | BIO/09 |
| Anno | 3 |
| Periodo | Secondo Semestre |
| Tipo insegnamento | Opzionale (Optional) |
| Tipo attività | Attività formativa monodisciplinare |
| Lingua insegnamento | ITALIANO |
| Contenuti | Il corso introduce i principi fondamentali della fisiologia generale necessari alla comprensione delle funzioni vitali degli organismi e delle alterazioni indotte dagli inquinanti ambientali. Verranno affrontati i concetti di omeostasi, organizzazione funzionale della cellula, struttura e proprietà delle membrane biologiche, trasporti di membrana, diffusione, osmosi, trasporto attivo e passivo, canali ionici e potenziale di membrana. Saranno inoltre trattati i meccanismi dell'eccitabilità cellulare, della trasmissione dell'impulso nervoso e della comunicazione cellulare, con particolare riferimento ai recettori e alle principali vie di trasduzione del segnale. Verranno illustrati i principi fisiologici del tessuto muscolare e dei principali sistemi di regolazione dell'organismo, con approfondimenti sul sistema endocrino, cardiovascolare e respiratorio. Nella parte finale del corso saranno analizzati i principali meccanismi attraverso cui gli inquinanti ambientali possono alterare le funzioni cellulari e sistemiche, con esempi riguardanti neurotossicità, interferenza endocrina, effetti dell'inquinamento atmosferico sulla funzione respiratoria e cardiovascolare e alterazioni dell'omeostasi. |
| Testi di riferimento | Testi di riferimento: D’Angelo E., Peres A., Fisiologia, Edi-Ermes, ultima edizione disponibile. Stanfield C.L., Fisiologia, EdiSES, ultima edizione disponibile. Materiale integrativo: le slide delle lezioni costituiscono parte integrante del materiale didattico. Ulteriore materiale bibliografico, articoli scientifici e documentazione selezionata dal docente saranno forniti durante il corso per l'approfondimento dei meccanismi fisiologici e delle interazioni tra inquinamento ambientale e funzioni vitali. |
| Obiettivi formativi | Il corso fornisce le basi della fisiologia generale necessarie per comprendere i meccanismi attraverso i quali gli inquinanti ambientali interferiscono con le funzioni vitali degli organismi. Verranno affrontati i principi dell'omeostasi, della comunicazione cellulare e del funzionamento dei principali sistemi fisiologici, con particolare attenzione agli effetti biologici e fisiopatologici dei contaminanti ambientali. |
| Prerequisiti | Il corso presuppone le conoscenze di base di biologia cellulare, molecolare e dei tessuti acquisite nel primo anno. In particolare, si richiede la conoscenza della struttura e dell'organizzazione della cellula, delle principali biomolecole, dei processi di comunicazione cellulare e dell'organizzazione generale dei principali tessuti e apparati dei vertebrati. Non sono richieste conoscenze pregresse di fisiologia, poiché i principi fondamentali del funzionamento cellulare e sistemico verranno introdotti durante il corso. |
| Metodi didattici | Le attività didattiche saranno erogate prevalentemente tramite lezioni frontali. La trattazione teorica sarà integrata dall'analisi e discussione di casi studio e di articoli scientifici relativi agli effetti degli inquinanti ambientali sui sistemi fisiologici. |
| Altre informazioni | Le presentazioni utilizzate durante le lezioni e il materiale didattico integrativo saranno resi disponibili agli studenti attraverso la piattaforma Unistudium unipg. Durante il corso verranno forniti articoli scientifici e materiale di approfondimento selezionato dalla letteratura internazionale, utili per la preparazione del seminario e per l'approfondimento degli argomenti trattati. La frequenza alle lezioni, pur non essendo obbligatoria, è fortemente consigliata in considerazione dell'approccio interdisciplinare del corso e delle attività di discussione di casi studio e articoli scientifici. Il docente è disponibile per chiarimenti e approfondimenti negli orari di ricevimento pubblicati sul sito istituzionale del Dipartimento. Per informazioni sui servizi di supporto agli studenti con disabilità e/o DSA visita la pagina http://www.unipg.it/disabilita-e-dsa |
| Modalità di verifica dell'apprendimento | La verifica dell'apprendimento si articola in due momenti: 1. Presentazione orale/seminario individuale (70–80% della valutazione finale) Lo studente dovrà presentare un approfondimento su un inquinante ambientale e sui suoi effetti a livello cellulare, tissutale o sistemico. La presentazione avrà una durata indicativa di 15 minuti, seguiti da una breve discussione. L'esposizione dovrà includere: - descrizione della struttura e della funzione fisiologica del tessuto, organo o sistema considerato; - caratteristiche dell'inquinante e principali vie di esposizione; - meccanismi cellulari e fisiologici coinvolti nell'alterazione funzionale; - possibili conseguenze per la salute umana e/o ambientale. Saranno valutate la correttezza scientifica dei contenuti, la capacità di sintesi, l'utilizzo della letteratura scientifica e le capacità espositive. 2. Colloquio orale (20–30% della valutazione finale) Il colloquio è finalizzato ad accertare la comprensione dei principi fondamentali della fisiologia generale e la capacità di correlare i meccanismi fisiologici agli effetti degli inquinanti ambientali. Valutazione finale Il voto finale sarà determinato dalla combinazione dei risultati ottenuti nella presentazione/seminario e nel colloquio orale. |
| Programma esteso | PARTE I – Fondamenti di fisiologia generale 1 - Cos’è la Fisiologia: Fisiologia come studio delle funzioni vitali; relazione tra ambiente e organismo, concetto di omeostasi. 2 - Cellula e membrane biologiche: struttura della cellula; membrana plasmatica e sue funzioni. 3 - Diffusione e legge di Fick; trasporto di membrana (trasporti passivi e attivi); canali ionici, carrier e pompe di membrana. 4 - Trasporto dell’acqua: osmosi e regolazione del volume cellulare. 5 - Comunicazione cellulare: ligandi e recettori; recettori di membrana e intracellulari; affinità recettoriale e costante di dissociazione; principali vie di trasduzione del segnale. PARTE II – Eccitabilità cellulare 1 - Eccitabilità cellulare: biofisica della membrana plasmatica; genesi e mantenimento del potenziale di membrana; gradienti elettrochimici; biofisica delle correnti elettrotoniche. 2 - Il neurone: struttura e funzione; potenziali graduati e potenziale d’azione; concetto di sinapsi elettriche e chimiche; propagazione dell’impulso nervoso; mielina e conduzione saltatoria trasmissione sinaptica e principali neurotrasmettitori. 3 - Trasmissione sinaptica: sinapsi elettriche e chimiche; principali neurotrasmettitori; integrazione sinaptica. PARTE III – Tessuto muscolare 1 - Muscolo scheletrico: organizzazione strutturale e funzionale della fibra muscolare; sistema sarcotubulare e triade; accoppiamento eccitazione-contrazione; scossa semplice, sommazione e tetano; tipi di fibre muscolari e unità motoria 2 - Muscolo liscio: organizzazione strutturale e funzionale; meccanismi della contrazione; ruolo fisiologico. PARTE IV – Sistemi di regolazione e apparati 1 - Sistema endocrino: principi di endocrinologia; asse ipotalamo-ipofisi-ghiandola bersaglio; regolazione della glicemia e della calcemia. 2 - Sistema cardiovascolare: proprietà strutturali e funzionali del muscolo cardiaco; funzioni del cuore; ciclo cardiaco; sistema vascolare 3 - Sistema respiratorio: struttura funzionale dei polmoni; alveoli e barriera alveolo-capillare; ruolo del surfactante; scambi gassosi alveolari e tissutali PARTE V – Inquinamento e funzioni vitali 1 - Inquinamento ambientale e salute: principali classi di inquinanti ambientali; vie di esposizione; stress ossidativo e infiammazione come meccanismi generali di danno biologico. 2 - Ricerca bibliografica e analisi di casi studio: approfondimento guidato di un inquinante ambientale; analisi dei meccanismi di alterazione della funzione cellulare, tissutale o sistemica; presentazione e discussione dei casi studio da parte degli studenti |