Unit HUMAN PHYSIOLOGY 2

HUMAN PHYSIOLOGY - MOD. 3

Code	A001244
CFU	2
Learning activities	Base
Area	Funzioni biologiche integrate di organi, sistemi e apparati umani
Academic discipline	BIO/09
Type of study-unit	Obbligatorio (Required)

Cognomi A-L

CFU

2

Teacher

Alessandro Tozzi

Teachers

• Alessandro Tozzi

Hours

• 25 ore - Alessandro Tozzi

Language of instruction

Italian

Contents

FISIOLOGIA II
SISTEMA CIRCOLATORIO
• Organizzazione e principi fondamentali della funzione circolatori.
•Principi di emodinamica.
•Cuore: elettrofisiologia e meccanica cardiaca.
•Circolazione, microcircolo e sistema linfatico.
•Controllo locale del flusso ematico.
•Regolazione nervosa della circolazione:
•Meccanismi di regolazione della pressione arteriosa.
•Regolazione a lungo termine della pressione arteriosa.
•Ritorno venoso e Gittata cardiaca.
•Circolazioni distrettuali.
•Adattamenti cardiocircolatorio nell’esercizio fisico.
SISTEMA RESPIRATORIO
Introduzione alla funzione del sistema respiratorio.
•Meccanica respiratoria.
•Meccanica respiratoria dinamica.
•Volumi e capacità polmonari e loro determinazione.
•La circolazione polmonare e bronchiale.
•Accoppiamento ventilazione-perfusione.
•Scambi gassosi a livello polmonare.
•Trasporto dei gas respiratori.
•Ritmogenesi e regolazione della respirazione.

IL SISTEMA URINARIO
•Elementi della funzione renale.
•Funzioni renali di filtrazione, riassorbimento e secrezione. Clearance renale.
•Funzioni del glomerulo.
•Funzioni tubulari.
•Controllo dell'osmolarità e del volume dei liquidi corporei.

•Omeostasi di potassio, calcio, magnesio e fosfato.
•Equilibrio acido-base e sua regolazione.
•Minzione.

APPARATO DIGERENTE
•Funzioni del tratto gastro intestinale e struttura generale della mucosa.
•La muscolatura liscia.
•Controllo nervoso della funzione gastro intestinale.
•Movimenti del tratto gastro-intestinale.
•Assunzione di cibo.
•Funzioni dello stomaco.
•Motilità dell’intestino.
•Funzioni secretorie nel tratto intestinale: secrezioni salivari, esofagee e gastriche.
•Secrezione del pancreas esocrino e biliare.
•Secrezioni intestinali.
•Digestione e assorbimento.
•Controllo dell’alimentazione.

Extended program

FISIOLOGIA II
SISTEMA CIRCOLATORIO
•Cenni generali. Considerazioni generali sul sistema cardiocircolatorio: organizzazione morfologica e principi fondamentali della funzione circolatori. Caratteristiche fisiche della circolazione.
•Principi di emodinamica. Equazione del flusso. Il flusso nel sistema circolatorio, (gittata cardiaca e ritorno venoso). Flusso ed energia cinetica. Modello semplificato della creazione della differenza pressoria nel sistema circolatorio. Distribuzione del volume di sangue nei diversi distretti e pressione di riempimento del sistema in assenza di flusso. Compliance vasale. Diversità tra arterie e vene. Resistenze vascolari. Pressioni nei vari distretti in presenza di attività cardiaca.
La pressione idrostatica: effetti sul circolo in posizione ortostatica. Pressione transmurale. Velocità di scorrimento del sangue e relazione flusso-velocità. Relazione pressione-velocità (Bernoulli): influenza sulla circolazione coronaria e sulle stenosi. Moto laminare e turbolento, numero di Reynold. Stenosi e turbolenza.
La legge di Hagen-Poiseuille. Parametri che determinano le resistenze vascolari. Caduta pressoria lungo il letto circolatorio. Resistenze in serie e in parallelo. Effetti della pressione sulle resistenze vascolari, relazione pressione flusso in vasi passivi (polmonare) e reattivi (cerebrale, renale). Viscosità. Effetto dell'ematocrito sulla viscosità del sangue. Velocità di scorrimento e viscosità del sangue. Influenza della scrematura del plasma e del calibro del vaso sulla viscosità del sangue. La viscosità del sangue nel microcircolo.
Riepilogo delle caratteristiche funzionalmente più salienti del letto circolatorio: distribuzione del volume ematico nelle diverse porzioni del letto circolatorio, area della sezione trasversa complessiva nei diversi distretti e velocità di scorrimento, resistenza e pressioni. Distribuzione percentuale del flusso nei diversi distretti e principi che regolano la distribuzione: controllo spaziale e temporale.
•Cuore. Caratteristiche funzionali del miocardio contrattile, del tessuto nodale e del tessuto di conduzione.
•Elettrofisiologia cardiaca. Automatismo cardiaco (cuore isolato) e sua natura miogena. Basi morfologiche della conduzione del potenziale d'azione (gap junction, sincizio funzionale). Comportamento elettrico dei diversi tessuti cardiaci. Potenziali d'azione lenti, di minore ampiezza e potenziali rapidi e di maggiore ampiezza.
Potenziale d'azione nei miociti comuni. Basi ioniche della depolarizzazione, plateau e ripolarizzazione. Significato funzionale del plateau. Rapporto temporale tra fenomeno elettrico e contrattile. Correnti Na, itO, Ca, iK, iK1 rettificante.
Concetto di pacemaker cardiaco. Gerarchia dei pacemaker (legature di Stannius). Fisiologia del tessuto nodale. Nodo seno-atriale. Basi ioniche della genesi spontanea del potenziale d'azione nelle cellule del nodo seno-atriale. Correnti ioniche: if sodio, calcio T, calcio L e Na, K. Inattivazione della corrente di base del K. Controllo della frequenza cardiaca, azione del sistema nervoso autonomo: parasimpatico e simpatico. Direzione della depolarizzazione. Nodo atrio-ventricolare, meccanismi alla base del ritardo atrio-ventricolare: fasci prenodali. Conduzione del potenziale nel fascio di Hiss-Purkinje. Identificazione della sequenza temporale di attivazione elettrica delle varie regioni del cuore e della velocità di conduzione nelle diverse parti del sistema di conduzione. Extrasistole. Fenomeno del rientro.
Elettrocardiogramma. Definizione e caratteristiche. Relazione esistente tra eventi elettrici dell'eccitazione cardiaca e le onde dell'ECG. Basi fisiologiche dell'ECG. Concetto di volume conduttore, concetto di dipolo equivalente (salto di potenziale) e di vettore elettrico istantaneo. Considerazioni sui potenziali registrati alla superficie di un volume conduttore. Le derivazioni elettrocardiografiche. Le derivazioni bipolari e triangolo di Einthoven. Relazione tra posizione dell'elettrodo esplorante e potenziale registrato. Le derivazioni unipolari di Goldberger e Wilson. Correlazione tra progressione dell'eccitamento nel cuore e tracciato ECG. Interpretazione a fini diagnostici dell'ECG. L'asse elettrico medio ventricolare. Registrazione ECG.
•Meccanica cardiaca. Accoppiamento eccitazione-contrazione nella fibra cardiaca, funzione degli ioni Ca2+ e dei tubuli trasversi. Meccanismi di espulsione del Ca2+ (pompa Ca2+, scambiatore Ca2+/Na+) Concetto di contrattilità. Effetto della noradrenalina ed acetilicolina sulla contrattilità (inotropismo) e sul rilasciamento muscolare. Effetto dei gangliosidi cardiaci.
Contrazione isometrica e isotonica, relazione lunghezza-tensione nella fibra cardiaca. Concetto di precarico e postcarico. Curve pressione volume e modificazioni al variare del precarico, postcarico e contrattilità. La legge di Laplace applicata al cuore.
Ciclo cardiaco, pressioni atriali, ventricolari e arteriose nelle varie fasi. Eventi cardiaci nel tempo (Wiggers). Differenze tra ventricolo sinistro e destro. Fisiologia delle valvole e toni cardiaci (Ecodoppler). Il lavoro cardiaco: lavoro statico (pressorio) e dinamico (volumetrico). Consumo di ossigeno e rendimento. Gittata cardiaca e indice cardiaco. Metodi di misura della Gittata cardiaca, Principio di Fick, della diluizione, Ecodoppler, flussimetria elettromagnetica.
Meccanismi di controllo della Gittata cardiaca. Controllo della frequenza cardiaca, ruolo del sistema nervoso parasimpatico e simpatico. Riflesso di Bambridge. Controllo della Gittata sistolica: La legge di Frank-Starling e ruolo del controllo eterometrico nel mantenere la gittata costante in caso di aumento del precarico e post-carico. Controllo della contrattilità, effetti della stimolazione del simpatico e controllo omeometrico. Valutazione della contrattilità cardiaca.
•Circolazione. Fisiologia del sistema arterioso. Compliance vasale, compliance ritardata. Determinanti della pressione arteriosa. Pressione arteriosa media. Pressione arteriosa di polso. Misurazione della pressione arteriosa. Onda sfigmica. Modificazioni del polso arterioso lungo l'albero arterioso e velocità di flusso. Flussimetria.
•Il microcircolo e il sistema linfatico. Fisiologia del microcircolo. Proprietà funzionali dei capillari. Scambi sangue liquido interstiziale: diffusione (legge di Fick). Filtrazione ed equilibrio di Starling. Alterazioni dell'equilibrio idrostatico-osmotico. Formazione della linfa. Ruolo del sistema linfatico nel controllo della concentrazione delle proteine, del volume e della pressione del liquido interstiziale. Flusso linfatico e pressione interstiziale. Edema e fattori determinanti.
•Controllo locale del flusso ematico. Regolazione metabolica, sostanze vasodilatatrici. Regolazione mediata dall'endotelio, fattori di rilasciamento endoteliale (ruolo dell'ossido nitrico). Autoregolazione, Byliss: regolazione miogenica. Regolazione umorale della circolazione. Agenti vasocostrittori (Catecolamine, Angiotensina, ADH). Agenti vasodilatatori (Istamina, Bradichinina, Prostglandine).
•Regolazione nervosa della circolazione: Sistema nervoso simpatico e innervazione dei vasi. Centro vasomotore: centro vasocostrittore e vasodilatatore. Tono basale e di riposo della muscolatura vasale, ruolo differente nei vari distretti circolatori. Sistema vasodilatatore simpatico. Sincope vaso-vagale. Sistema vasodilatatore parasimpatico.
•Meccanismi di regolazione della pressione arteriosa. una visione d'insieme sui meccanismi a breve, medio e lungo termine. Gli over-driving controls nella reazione di difesa e nell'esercizio fisico. Ruolo del sistema nervoso nel controllo rapido della Pressione arteriosa, meccanismi riflessi nel mantenimento della pressione arteriosa. Sistema di controllo dei barocettori. La funzione dei barocettori durante i cambiamenti di posizione del corpo. Adattamento dei barocettori. Controllo della pressione arteriosa da parte dei chemocettori. Riflessi atriali nella regolazione della pressione arteriosa. Risposta ischemica del sistema nervoso centrale. La reazione di Cushing.
•Regolazione a lungo termine della pressione arteriosa. Ruolo del rene: il sistema reni-liquidi corporei. Curva dell'eliminazione renale. Assunzione di liquidi e sale. Punto di equilibrio e pressione arteriosa. Spostamenti della curva di eliminazione e di assunzione come determinanti della modificazione pressoria a lungo termine. L'importanza del cloruro di sodio nel rapporto reni-liquidi corporei. Il sistema renina-angiotensina, ruolo nel controllo della pressione e nell'ipertensione. Curva della funzione renale sotto carico di sodio. Sommario del sistema integrato multifattoriale per la regolazione della pressione arteriosa.
•Ritorno venoso. Pressione media di riempimento ed effetto sul ritorno venoso. Influenze delle valvole negli arti inferiori, della pompa muscolare, delle pressioni addominali, intratoracica e aspirazione durante il ciclo cardiaco. La curva del ritorno venoso. Effetto delle modificazioni di volemia e tono simpatico sulla pressione media di riempimento ed effetto sulla curva del ritorno venoso. Resistenza al ritorno venoso, effetto sulla curva di ritorno venoso.
•Ritorno venoso e Gittata cardiaca. Valutazione combinata delle curve di funzionalità cardiaca e del ritorno venoso. Significato della pressione atriale destra. Fattori ausiliari che influenzano sistema venoso e gittata cardiaca (gravità, effetti circolatori dell'attività respiratoria). Meccanismi di compenso in ortostatismo.
Circolazioni distrettuali: Circolazione coronaria, circolazione polmonare, circolazione cutanea, circolazione nel muscolo scheletrico, circolazione cerebrale.
Adattamenti cardiocircolatorio nell’esercizio fisico


SISTEMA RESPIRATORIO
Introduzione alla funzione del sistema respiratorio, le basi morfologiche della respirazione, vie aeree, innervazione dei bronchi, condizioni per lo scambio gassoso alveolare, unità funzionale alveolo-capillare
•Meccanica respiratoria. Meccanismi di modificazione del volume polmonare. Movimenti di aria e pressioni che lo determinano, muscolatura inspiratoria ed espiratoria, movimenti delle coste e del diaframma. Ripartizione dei volumi polmonari. Misura dei volumi polmonari, spirometro e spirometria. Tecniche per la misurazione della capacità funzionale residua, volume residuo e capacità polmonare totale. Ripartizione dei volumi polmonari. Misura dei volumi polmonari, spirometro e spirometria. Tecniche per la misurazione della capacità funzionale residua, volume residuo e capacità polmonare totale (principio della diluizione di elio).
Polmone, retrazione elastica del polmone, Accoppiamento toraco-polmonare, pressione intrapleurica, misura delle variazioni della pressione intrapleurica, pneumotorace. Andamento temporale della pressione intrapleurica, intrapolmonare, del flusso e del volume respiratorio durante il ciclo respiratorio. Misura delle relazioni volume-pressione in condizioni statiche, curve di rilasciamento, relazione P/V e concetto di compliance. Relazione P/V del polmone isolato. Tensione superficiale. Legge di Laplace applicata all'alveolo. Tensioattivo. Relazione P/V del polmone in vivo. Relazione P/V della sola parete toracica, relazione P/V del sistema toraco-polmonare, compliance del sistema toraco-polmonare, relazione P/V del sistema toraco-polmonare durante massimo sforzo. Modificazioni della compliance in alcune patologie di tipo restrittivo.
•Meccanica respiratoria dinamica. Resistenza al flusso aereo, flusso laminare, turbolento e di transizione. Localizzazione delle resistenze nel sistema respiratorio. Regolazione neuroumorale della resistenza delle vie aeree. Fattori fisici che influenzano la resistenza delle vie aeree. Compressione dinamica delle vie aeree. Relazione flusso-volume. Compliance dinamica del polmone e della gabbia toracica, diagramma pressione volume durante il ciclo respiratorio, contributo delle resistenze elastiche e viscose. Costanti di tempo e compliance dinamica, concetto di alveolo lento. Effetti della diminuzione di compliance e dell'aumento delle resistenze delle vie aeree sulla ventilazione di unità polmonari rispetto alla norma. Il lavoro respiratorio. Modificazioni dei tracciati in caso di patologie restrittive od ostruttive.
•Volumi e capacità polmonari e loro determinazione. Ripartizione dei volumi polmonari. Misura dei volumi polmonari, spirometro e spirometria, Tecniche per la misurazione della capacità funzionale residua, volume residuo e capacità polmonare totale (principio della diluizione di elio). Ventilazione alveolare ed equazione della ventilazione alveolare. Spazio morto anatomico e fisiologico, misura dello spazio morto (Equazione di Bohr e metodo di Fowler o dell'azoto). Volume minuto respiratorio, ventilazione polmonare, alveolare e dello spazio morto. Tecniche di differenziazione dei disturbi della meccanica respiratoria, capacità vitale forzata, determinazione del volume massimo espirato al secondo. Effetto della gravità sulla ventilazione alveolare.
•La circolazione polmonare e bronchiale. Emodinamica polmonare. Flusso, pressione, resistenza e curve pressione-flusso. Distribuzione del flusso sanguigno: vasi alveolari ed extraalveolari. Effetto della gravità sul flusso. Le zone di West. Regolazione del flusso sanguigno polmonare: regolazione passiva ed attiva, regolazione delle resistenze polmonari, effetto dell'ipossia vasocostrizione ipossica, effetti del trombassano e della prostaciclina sul flusso. Bilancio idrico nel polmone, ruolo dei linfatici, fattori che determinano edema polmonare. Shunt anatomici e fisiologici, misura dello shunt, equazione dello shunt.
•Accoppiamento ventilazione-perfusione. Rapporto ventilazione-perfusione. Distribuzione regionale della ventilazione e della perfusione. Distribuzione regionale del rapporto ventilazione/perfusione.
•Scambi gassosi a livello polmonare. Composizione dell'aria atmosferica, inspirata ed alveolare, pressioni parziali nell'aria atmosferica e nella miscela alveolare, equazione dell'aria alveolare. Principi fisici degli scambi gassosi: diffusione dell'ossigeno e dell'anidride carbonica attraverso la membrana respiratoria. Legge di Fick della diffusione. Fattori che influenzano la velocità di diffusione dei gas, coefficiente di diffusione, area della superficie di scambio, spessore della membrana respiratoria, capacità di diffusione polmonare. Transfer gassoso, transfer a diffusione limitata, transfer del CO ed a perfusione limitata, transfer del N2O, transfer dell'O2. Misura della capacità do diffusione polmonare. Scambi gassosi e pressioni parziali con rapporto ventilazione perfusione normale ed alterato. Compensazione degli squilibri ventilazione-perfusione. Misurazione dell'emogas arterioso, valori dell'emogas arterioso.
•Trasporto dei gas respiratori. Trasporto dell'ossigeno. Ossigeno disciolto ed ossigeno legato. Combinazione ossigeno-emoglobina. Curva di dissociazione dell'ossiemoglobina, analisi della curva e significato fisiologico della parte associativa e dissociativa della curva. Fattori che influenzano la curva di dissociazione dell'ossiemoglobina, effetto della temperatura, del 2,3-DPG, del pH e della pCO2. Effetto Bohr e suo significato fisiologico, misurazione della saturazione in O2. Trasporto dell'anidride carbonica, anidride carbonica disciolta e legata, anidride carbonica in forma di bicarbonato e legata alle proteine, Curva di dissociazione dell'anidride carbonica, Effetto Haldane e suo significato fisiologico.
Metabolismo cellulare e fabbisogno di ossigeno. Il quoziente respiratorio. Apporto di O2 ai tessuti ed utilizzazione dell'ossigeno nei diversi organi, modello di scambio gassoso nei tessuti (cilindro di tessuto di Krogh). Effetti dell'ischemia, ipossia arteriosa e anemia sull'apporto di O2 ai tessuti, ipossia tissutale ischemica, ipossia arteriosa, ipossia tissutale anemica. Ossigenoterapia.
•Ritmogenesi e regolazione della respirazione. Centro respiratorio bulbare, gruppo respiratorio ventrale e dorsale, neuroni respiratori e caratteristiche di scarica, centro apneustico e pneumotassico. Basi della ritmogenesi, ruolo delle afferenze vagali. Controllo della respirazione da parte dei recettori polmonari e della parete toracica, riflessi da stiramento polmonare (di Hering-Breuer), di deflazione (di Head), riflesso I (iuxtacapillare, ruolo nell'edema polmonare). Regolazione chimica della respirazione, il sistema chemocettivo centrale e periferico. Ventilazione in risposta alla CO2, pH ed O2, effetti combinati delle variazioni di pCO2, pH e pO2 sulla ventilazione alveolare. Effetti respiratori dell'alta quota. Adattamenti respiratori durante l'esercizio fisico. Insufficienza respiratoria. Ritmi respiratori anormali. il respiro di Cheyne-Stokes, il respiro di Biot, il respiro di Kussmaul. Regolazione del respiro durante il sonno.
IL SISTEMA URINARIO
•Elementi della funzione renale. Visione d'insieme, le funzioni del rene nell'omeostasi. I liquidi corporei e la funzione renale, assunzione ed escrezione di liquidi, i compartimenti dei liquidi corporei, intracellulare, extracellulare, il volume ematico. Determinazione dei volumi dei compartimenti idrici corporei. Introduzione di liquidi iso, ipo o iperosmolari.
•Funzioni renali di filtrazione, riassorbimento e secrezione. Clearance renale.
•Funzioni del glomerulo. Filtrazione glomerulare, composizione dell'ultrafiltrato glomerulare. Caratteristiche della barriera di filtrazione glomerulare, VFG e suoi determinanti. Forze di Starling attraverso i capillari glomerulari, pressione netta di ultrafiltrazione, VFG e clearance dell'inulina, clearance della creatinina. Il flusso ematico renale: fattori che lo determinano, la clearance del PAI e flusso plasmatico renale, la frazione di filtrazione. Controllo fisiologico della filtrazione glomerulare e del flusso ematico renale. Autoregolazione della VFG e del flusso ematico renale: meccanismo miogenico, feedback tubulo-glomerulare, ruolo del simpatico e dei diversi fattori umorali. Natriuresi e diuresi pressori.
•Funzioni tubulari. Il riassorbimento e la secrezione nei tubuli renali, misura del riassorbimento e della secrezione tubulare in base alla clearance renale, carico filtrato, carico escreto e carico riassorbito o secreto. Meccanismi attivi e passivi, principi generali del trasporto trans-epiteliale di acqua e soluti, concetto di trasporto massimo, il riassorbimento e la secrezione nei diversi tratti del nefrone, la regolazione del riassorbimento tubulare, bilancio tubulo-glomerulare. Riassorbimento del glucosio come esempio di riassorbimento con Tm, soglia renale per il glucosio, curva di titolazione del glucosio, glicosuria. Urea un esempio di riassorbimento passivo, il PAI un esempio di secrezione. Il trasporto di acqua e soluti lungo il nefrone. Riassorbimento lungo il nefrone di NaCl, soluti ed acqua. Regolazione del riassorbimento di acqua e NaCl.
•Controllo dell'osmolarità e del volume dei liquidi corporei. Concentrazione e diluizione delle urine. Quantificazione della capacità renale di diluire e concentrare l'urina: la clearance dell'acqua libera e la clearance osmolare. Volume urinario obbligatorio. Meccanismi renali per la diluizione e concentrazione dell'urina. Il meccanismo di moltiplicazione controcorrente. Ruolo del tubulo distale e dotto collettore nell'escrezione di urina concentrata, contributo dell'urea all'iperosmolarità della midollare, lo scambio controcorrente nei vasa recta, ADH, controllo osmotico della secrezione di ADH, controllo emodinamico della secrezione di ADH. Azioni dell'ADH sul rene. Meccanismo della sete. Controllo del volume del liquido extracellulare e regolazione dell'escrezione renale di NaCl. Concetto di volume circolante effettivo (VCE). Recettori di volume (nei distretti vascolari a bassa pressione, nei distretti vascolari ad alta pressione, recettori epatici, sensori del sodio nel sistema nervoso centrale). Segnali che controllano l'escrezione renale di acqua e NaCl: nervi simpatici renali, sistema renina-angiotensina-aldosterone, peptide atriale natriuretico. Controllo dell'escrezione di sodio in condizioni di normale VCE, in condizioni di espansione e di riduzione del volume.
•Omeostasi di potassio, calcio, magnesio e fosfato. Escrezione urinaria del potassio e sua regolazione. Visione d'insieme dell'omeostasi del calcio e fosfato, azione integrata di PTH, calcitriolo e calcitonina, omeostasi del magnesio.
•Equilibrio acido-base e sua regolazione. Le difese contro le variazioni del pH, i sistemi tampone (il sistema tampone bicarbonato, tampone fosfato, proteine). L'equazione di Henderson-Hasselbach, curva di titolazione del sistema tampone del bicarbonato. Regolazione respiratoria dell'equilibrio acido-base. Il controllo renale dell'equilibrio acido-base (secrezione degli ioni idrogeno e riassorbimento degli ioni bicarbonato), tamponamento tubulare (il sistema tampone del fosfato e altri ioni, sistema tampone dell'ammoniaca), quantificazione della capacità acidificante del rene. Disturbi dell'equilibrio acido-base, acidosi ed alcalosi, respiratorie e metaboliche, determinazioni ed analisi cliniche dei disturbi dell'equilibrio acido-base, meccanismi di compenso respiratori e renali.
•Minzione. Riempimento della vescica e tono vescicale. Il riflesso della minzione, controllo da parte dei centri superiori.

APPARATO DIGERENTE
•Funzioni del tratto gastro intestinale e struttura generale della mucosa.
•La muscolatura liscia. Muscolo liscio unitario e multiunitario. Funzione. Fattori stimolanti la contrazione. Potenziale d’azione del muscolo liscio, fattori ormonali, paracrini e stiramento. Onde lente, tono miogeno. Potenziali pace-maker. Accoppiamento elettro-meccanico. Ciclo dei ponti trasversi. Contrazione fasica e tonica. Relazione lunghezza-tensione, curva forza velocità.
•Controllo nervoso della funzione gastro intestinale. Controllo autonomo. Innervazione parasimpatica e simpatica. Controllo nervoso della parete intestinale. Fibre afferenti sensoriali. Riflessi gastro-intestinali. Controllo ormonale del tratto gastro-intestinale.
•Movimenti del tratto gastro-intestinale. Motilità dell'esofago, sfinteri esofagei superiore ed inferiore, motilità dello stomaco, controllo della motilità gastrica, motilità dell'intestino, defecazione. Flusso sanguigno nel tratto gastro-intestinale.
•Assunzione di cibo. Masticazione. Deglutizione. Il riflesso della deglutizione. Funzione dello sfintere esofageo superiore.
•Funzioni dello stomaco. Mucosa gastrica. Centro pacemaker dello stomaco e onde lente. Svuotamento gastrico. Riflessi entero-gastrici. Controllo neuronale e ormonale dello svuotamento gastrico.
•Motilità dell’intestino. Peristalsi nell’intestino tenue. Complesso motorio migrante (MMC). Funzioni della valvola ileo-cecale. Peristalsi nell’intestino crasso.
•Funzioni secretorie nel tratto intestinale. Meccanismi di base per la secrezione, Attività del SNA. Secrezione di sostanze organiche. Secrezione di acqua ed elettroliti. Funzioni del muco.
•Secrezione salivare. Controllo nervoso e regolazione della secrezione salivare.
•Secrezioni esofagee e gastriche. Ghiandole ossintiche, componenti della secrezione gastrica, meccanismo di produzione dell'HCl, barriera mucosa gastrica, controllo della secrezione gastrica. Riflessi corti e lunghi nello stomaco.
•Secrezione del pancreas esocrino. Componenti della secrezione pancreatica esocrina, produzione di bicarbonato, controllo della secrezione di bicarbonato, controllo della secrezione enzimatica.
•Secrezione biliare. Componenti della bile, acidi biliari, bilirubina, controllo della secrezione di bile.
•Secrezioni intestinali.
•Digestione e assorbimento. Basi anatomiche. Digestione e assorbimento dei carboidrati, dei lipidi e delle proteine. Gestione dei lipidi, calcio, ferro, vitamina B12.
•Controllo dell’alimentazione. Meccanismi di controllo della fame e della sazietà, fattori che alterano i controlli fisiologici, controllo dell'alimentazione a lungo termine.

Cognomi M-Z

CFU

2

Teacher

Alessandro Tozzi

Teachers

• Alessandro Tozzi

Hours

• 25 ore - Alessandro Tozzi

Language of instruction

Italian

Contents

FISIOLOGIA II
SISTEMA CIRCOLATORIO
• Organizzazione e principi fondamentali della funzione circolatori.
•Principi di emodinamica.
•Cuore: elettrofisiologia e meccanica cardiaca.
•Circolazione, microcircolo e sistema linfatico.
•Controllo locale del flusso ematico.
•Regolazione nervosa della circolazione:
•Meccanismi di regolazione della pressione arteriosa.
•Regolazione a lungo termine della pressione arteriosa.
•Ritorno venoso e Gittata cardiaca.
•Circolazioni distrettuali.
•Adattamenti cardiocircolatorio nell’esercizio fisico.
SISTEMA RESPIRATORIO
Introduzione alla funzione del sistema respiratorio.
•Meccanica respiratoria.
•Meccanica respiratoria dinamica.
•Volumi e capacità polmonari e loro determinazione.
•La circolazione polmonare e bronchiale.
•Accoppiamento ventilazione-perfusione.
•Scambi gassosi a livello polmonare.
•Trasporto dei gas respiratori.
•Ritmogenesi e regolazione della respirazione.

IL SISTEMA URINARIO
•Elementi della funzione renale.
•Funzioni renali di filtrazione, riassorbimento e secrezione. Clearance renale.
•Funzioni del glomerulo.
•Funzioni tubulari.
•Controllo dell'osmolarità e del volume dei liquidi corporei.

•Omeostasi di potassio, calcio, magnesio e fosfato.
•Equilibrio acido-base e sua regolazione.
•Minzione.

APPARATO DIGERENTE
•Funzioni del tratto gastro intestinale e struttura generale della mucosa.
•La muscolatura liscia.
•Controllo nervoso della funzione gastro intestinale.
•Movimenti del tratto gastro-intestinale.
•Assunzione di cibo.
•Funzioni dello stomaco.
•Motilità dell’intestino.
•Funzioni secretorie nel tratto intestinale: secrezioni salivari, esofagee e gastriche.
•Secrezione del pancreas esocrino e biliare.
•Secrezioni intestinali.
•Digestione e assorbimento.
•Controllo dell’alimentazione.

Extended program

FISIOLOGIA II
SISTEMA CIRCOLATORIO
•Cenni generali. Considerazioni generali sul sistema cardiocircolatorio: organizzazione morfologica e principi fondamentali della funzione circolatori. Caratteristiche fisiche della circolazione.
•Principi di emodinamica. Equazione del flusso. Il flusso nel sistema circolatorio, (gittata cardiaca e ritorno venoso). Flusso ed energia cinetica. Modello semplificato della creazione della differenza pressoria nel sistema circolatorio. Distribuzione del volume di sangue nei diversi distretti e pressione di riempimento del sistema in assenza di flusso. Compliance vasale. Diversità tra arterie e vene. Resistenze vascolari. Pressioni nei vari distretti in presenza di attività cardiaca.
La pressione idrostatica: effetti sul circolo in posizione ortostatica. Pressione transmurale. Velocità di scorrimento del sangue e relazione flusso-velocità. Relazione pressione-velocità (Bernoulli): influenza sulla circolazione coronaria e sulle stenosi. Moto laminare e turbolento, numero di Reynold. Stenosi e turbolenza.
La legge di Hagen-Poiseuille. Parametri che determinano le resistenze vascolari. Caduta pressoria lungo il letto circolatorio. Resistenze in serie e in parallelo. Effetti della pressione sulle resistenze vascolari, relazione pressione flusso in vasi passivi (polmonare) e reattivi (cerebrale, renale). Viscosità. Effetto dell'ematocrito sulla viscosità del sangue. Velocità di scorrimento e viscosità del sangue. Influenza della scrematura del plasma e del calibro del vaso sulla viscosità del sangue. La viscosità del sangue nel microcircolo.
Riepilogo delle caratteristiche funzionalmente più salienti del letto circolatorio: distribuzione del volume ematico nelle diverse porzioni del letto circolatorio, area della sezione trasversa complessiva nei diversi distretti e velocità di scorrimento, resistenza e pressioni. Distribuzione percentuale del flusso nei diversi distretti e principi che regolano la distribuzione: controllo spaziale e temporale.
•Cuore. Caratteristiche funzionali del miocardio contrattile, del tessuto nodale e del tessuto di conduzione.
•Elettrofisiologia cardiaca. Automatismo cardiaco (cuore isolato) e sua natura miogena. Basi morfologiche della conduzione del potenziale d'azione (gap junction, sincizio funzionale). Comportamento elettrico dei diversi tessuti cardiaci. Potenziali d'azione lenti, di minore ampiezza e potenziali rapidi e di maggiore ampiezza.
Potenziale d'azione nei miociti comuni. Basi ioniche della depolarizzazione, plateau e ripolarizzazione. Significato funzionale del plateau. Rapporto temporale tra fenomeno elettrico e contrattile. Correnti Na, itO, Ca, iK, iK1 rettificante.
Concetto di pacemaker cardiaco. Gerarchia dei pacemaker (legature di Stannius). Fisiologia del tessuto nodale. Nodo seno-atriale. Basi ioniche della genesi spontanea del potenziale d'azione nelle cellule del nodo seno-atriale. Correnti ioniche: if sodio, calcio T, calcio L e Na, K. Inattivazione della corrente di base del K. Controllo della frequenza cardiaca, azione del sistema nervoso autonomo: parasimpatico e simpatico. Direzione della depolarizzazione. Nodo atrio-ventricolare, meccanismi alla base del ritardo atrio-ventricolare: fasci prenodali. Conduzione del potenziale nel fascio di Hiss-Purkinje. Identificazione della sequenza temporale di attivazione elettrica delle varie regioni del cuore e della velocità di conduzione nelle diverse parti del sistema di conduzione. Extrasistole. Fenomeno del rientro.
Elettrocardiogramma. Definizione e caratteristiche. Relazione esistente tra eventi elettrici dell'eccitazione cardiaca e le onde dell'ECG. Basi fisiologiche dell'ECG. Concetto di volume conduttore, concetto di dipolo equivalente (salto di potenziale) e di vettore elettrico istantaneo. Considerazioni sui potenziali registrati alla superficie di un volume conduttore. Le derivazioni elettrocardiografiche. Le derivazioni bipolari e triangolo di Einthoven. Relazione tra posizione dell'elettrodo esplorante e potenziale registrato. Le derivazioni unipolari di Goldberger e Wilson. Correlazione tra progressione dell'eccitamento nel cuore e tracciato ECG. Interpretazione a fini diagnostici dell'ECG. L'asse elettrico medio ventricolare. Registrazione ECG.
•Meccanica cardiaca. Accoppiamento eccitazione-contrazione nella fibra cardiaca, funzione degli ioni Ca2+ e dei tubuli trasversi. Meccanismi di espulsione del Ca2+ (pompa Ca2+, scambiatore Ca2+/Na+) Concetto di contrattilità. Effetto della noradrenalina ed acetilicolina sulla contrattilità (inotropismo) e sul rilasciamento muscolare. Effetto dei gangliosidi cardiaci.
Contrazione isometrica e isotonica, relazione lunghezza-tensione nella fibra cardiaca. Concetto di precarico e postcarico. Curve pressione volume e modificazioni al variare del precarico, postcarico e contrattilità. La legge di Laplace applicata al cuore.
Ciclo cardiaco, pressioni atriali, ventricolari e arteriose nelle varie fasi. Eventi cardiaci nel tempo (Wiggers). Differenze tra ventricolo sinistro e destro. Fisiologia delle valvole e toni cardiaci (Ecodoppler). Il lavoro cardiaco: lavoro statico (pressorio) e dinamico (volumetrico). Consumo di ossigeno e rendimento. Gittata cardiaca e indice cardiaco. Metodi di misura della Gittata cardiaca, Principio di Fick, della diluizione, Ecodoppler, flussimetria elettromagnetica.
Meccanismi di controllo della Gittata cardiaca. Controllo della frequenza cardiaca, ruolo del sistema nervoso parasimpatico e simpatico. Riflesso di Bambridge. Controllo della Gittata sistolica: La legge di Frank-Starling e ruolo del controllo eterometrico nel mantenere la gittata costante in caso di aumento del precarico e post-carico. Controllo della contrattilità, effetti della stimolazione del simpatico e controllo omeometrico. Valutazione della contrattilità cardiaca.
•Circolazione. Fisiologia del sistema arterioso. Compliance vasale, compliance ritardata. Determinanti della pressione arteriosa. Pressione arteriosa media. Pressione arteriosa di polso. Misurazione della pressione arteriosa. Onda sfigmica. Modificazioni del polso arterioso lungo l'albero arterioso e velocità di flusso. Flussimetria.
•Il microcircolo e il sistema linfatico. Fisiologia del microcircolo. Proprietà funzionali dei capillari. Scambi sangue liquido interstiziale: diffusione (legge di Fick). Filtrazione ed equilibrio di Starling. Alterazioni dell'equilibrio idrostatico-osmotico. Formazione della linfa. Ruolo del sistema linfatico nel controllo della concentrazione delle proteine, del volume e della pressione del liquido interstiziale. Flusso linfatico e pressione interstiziale. Edema e fattori determinanti.
•Controllo locale del flusso ematico. Regolazione metabolica, sostanze vasodilatatrici. Regolazione mediata dall'endotelio, fattori di rilasciamento endoteliale (ruolo dell'ossido nitrico). Autoregolazione, Byliss: regolazione miogenica. Regolazione umorale della circolazione. Agenti vasocostrittori (Catecolamine, Angiotensina, ADH). Agenti vasodilatatori (Istamina, Bradichinina, Prostglandine).
•Regolazione nervosa della circolazione: Sistema nervoso simpatico e innervazione dei vasi. Centro vasomotore: centro vasocostrittore e vasodilatatore. Tono basale e di riposo della muscolatura vasale, ruolo differente nei vari distretti circolatori. Sistema vasodilatatore simpatico. Sincope vaso-vagale. Sistema vasodilatatore parasimpatico.
•Meccanismi di regolazione della pressione arteriosa. una visione d'insieme sui meccanismi a breve, medio e lungo termine. Gli over-driving controls nella reazione di difesa e nell'esercizio fisico. Ruolo del sistema nervoso nel controllo rapido della Pressione arteriosa, meccanismi riflessi nel mantenimento della pressione arteriosa. Sistema di controllo dei barocettori. La funzione dei barocettori durante i cambiamenti di posizione del corpo. Adattamento dei barocettori. Controllo della pressione arteriosa da parte dei chemocettori. Riflessi atriali nella regolazione della pressione arteriosa. Risposta ischemica del sistema nervoso centrale. La reazione di Cushing.
•Regolazione a lungo termine della pressione arteriosa. Ruolo del rene: il sistema reni-liquidi corporei. Curva dell'eliminazione renale. Assunzione di liquidi e sale. Punto di equilibrio e pressione arteriosa. Spostamenti della curva di eliminazione e di assunzione come determinanti della modificazione pressoria a lungo termine. L'importanza del cloruro di sodio nel rapporto reni-liquidi corporei. Il sistema renina-angiotensina, ruolo nel controllo della pressione e nell'ipertensione. Curva della funzione renale sotto carico di sodio. Sommario del sistema integrato multifattoriale per la regolazione della pressione arteriosa.
•Ritorno venoso. Pressione media di riempimento ed effetto sul ritorno venoso. Influenze delle valvole negli arti inferiori, della pompa muscolare, delle pressioni addominali, intratoracica e aspirazione durante il ciclo cardiaco. La curva del ritorno venoso. Effetto delle modificazioni di volemia e tono simpatico sulla pressione media di riempimento ed effetto sulla curva del ritorno venoso. Resistenza al ritorno venoso, effetto sulla curva di ritorno venoso.
•Ritorno venoso e Gittata cardiaca. Valutazione combinata delle curve di funzionalità cardiaca e del ritorno venoso. Significato della pressione atriale destra. Fattori ausiliari che influenzano sistema venoso e gittata cardiaca (gravità, effetti circolatori dell'attività respiratoria). Meccanismi di compenso in ortostatismo.
Circolazioni distrettuali: Circolazione coronaria, circolazione polmonare, circolazione cutanea, circolazione nel muscolo scheletrico, circolazione cerebrale.
Adattamenti cardiocircolatorio nell’esercizio fisico


SISTEMA RESPIRATORIO
Introduzione alla funzione del sistema respiratorio, le basi morfologiche della respirazione, vie aeree, innervazione dei bronchi, condizioni per lo scambio gassoso alveolare, unità funzionale alveolo-capillare
•Meccanica respiratoria. Meccanismi di modificazione del volume polmonare. Movimenti di aria e pressioni che lo determinano, muscolatura inspiratoria ed espiratoria, movimenti delle coste e del diaframma. Ripartizione dei volumi polmonari. Misura dei volumi polmonari, spirometro e spirometria. Tecniche per la misurazione della capacità funzionale residua, volume residuo e capacità polmonare totale. Ripartizione dei volumi polmonari. Misura dei volumi polmonari, spirometro e spirometria. Tecniche per la misurazione della capacità funzionale residua, volume residuo e capacità polmonare totale (principio della diluizione di elio).
Polmone, retrazione elastica del polmone, Accoppiamento toraco-polmonare, pressione intrapleurica, misura delle variazioni della pressione intrapleurica, pneumotorace. Andamento temporale della pressione intrapleurica, intrapolmonare, del flusso e del volume respiratorio durante il ciclo respiratorio. Misura delle relazioni volume-pressione in condizioni statiche, curve di rilasciamento, relazione P/V e concetto di compliance. Relazione P/V del polmone isolato. Tensione superficiale. Legge di Laplace applicata all'alveolo. Tensioattivo. Relazione P/V del polmone in vivo. Relazione P/V della sola parete toracica, relazione P/V del sistema toraco-polmonare, compliance del sistema toraco-polmonare, relazione P/V del sistema toraco-polmonare durante massimo sforzo. Modificazioni della compliance in alcune patologie di tipo restrittivo.
•Meccanica respiratoria dinamica. Resistenza al flusso aereo, flusso laminare, turbolento e di transizione. Localizzazione delle resistenze nel sistema respiratorio. Regolazione neuroumorale della resistenza delle vie aeree. Fattori fisici che influenzano la resistenza delle vie aeree. Compressione dinamica delle vie aeree. Relazione flusso-volume. Compliance dinamica del polmone e della gabbia toracica, diagramma pressione volume durante il ciclo respiratorio, contributo delle resistenze elastiche e viscose. Costanti di tempo e compliance dinamica, concetto di alveolo lento. Effetti della diminuzione di compliance e dell'aumento delle resistenze delle vie aeree sulla ventilazione di unità polmonari rispetto alla norma. Il lavoro respiratorio. Modificazioni dei tracciati in caso di patologie restrittive od ostruttive.
•Volumi e capacità polmonari e loro determinazione. Ripartizione dei volumi polmonari. Misura dei volumi polmonari, spirometro e spirometria, Tecniche per la misurazione della capacità funzionale residua, volume residuo e capacità polmonare totale (principio della diluizione di elio). Ventilazione alveolare ed equazione della ventilazione alveolare. Spazio morto anatomico e fisiologico, misura dello spazio morto (Equazione di Bohr e metodo di Fowler o dell'azoto). Volume minuto respiratorio, ventilazione polmonare, alveolare e dello spazio morto. Tecniche di differenziazione dei disturbi della meccanica respiratoria, capacità vitale forzata, determinazione del volume massimo espirato al secondo. Effetto della gravità sulla ventilazione alveolare.
•La circolazione polmonare e bronchiale. Emodinamica polmonare. Flusso, pressione, resistenza e curve pressione-flusso. Distribuzione del flusso sanguigno: vasi alveolari ed extraalveolari. Effetto della gravità sul flusso. Le zone di West. Regolazione del flusso sanguigno polmonare: regolazione passiva ed attiva, regolazione delle resistenze polmonari, effetto dell'ipossia vasocostrizione ipossica, effetti del trombassano e della prostaciclina sul flusso. Bilancio idrico nel polmone, ruolo dei linfatici, fattori che determinano edema polmonare. Shunt anatomici e fisiologici, misura dello shunt, equazione dello shunt.
•Accoppiamento ventilazione-perfusione. Rapporto ventilazione-perfusione. Distribuzione regionale della ventilazione e della perfusione. Distribuzione regionale del rapporto ventilazione/perfusione.
•Scambi gassosi a livello polmonare. Composizione dell'aria atmosferica, inspirata ed alveolare, pressioni parziali nell'aria atmosferica e nella miscela alveolare, equazione dell'aria alveolare. Principi fisici degli scambi gassosi: diffusione dell'ossigeno e dell'anidride carbonica attraverso la membrana respiratoria. Legge di Fick della diffusione. Fattori che influenzano la velocità di diffusione dei gas, coefficiente di diffusione, area della superficie di scambio, spessore della membrana respiratoria, capacità di diffusione polmonare. Transfer gassoso, transfer a diffusione limitata, transfer del CO ed a perfusione limitata, transfer del N2O, transfer dell'O2. Misura della capacità do diffusione polmonare. Scambi gassosi e pressioni parziali con rapporto ventilazione perfusione normale ed alterato. Compensazione degli squilibri ventilazione-perfusione. Misurazione dell'emogas arterioso, valori dell'emogas arterioso.
•Trasporto dei gas respiratori. Trasporto dell'ossigeno. Ossigeno disciolto ed ossigeno legato. Combinazione ossigeno-emoglobina. Curva di dissociazione dell'ossiemoglobina, analisi della curva e significato fisiologico della parte associativa e dissociativa della curva. Fattori che influenzano la curva di dissociazione dell'ossiemoglobina, effetto della temperatura, del 2,3-DPG, del pH e della pCO2. Effetto Bohr e suo significato fisiologico, misurazione della saturazione in O2. Trasporto dell'anidride carbonica, anidride carbonica disciolta e legata, anidride carbonica in forma di bicarbonato e legata alle proteine, Curva di dissociazione dell'anidride carbonica, Effetto Haldane e suo significato fisiologico.
Metabolismo cellulare e fabbisogno di ossigeno. Il quoziente respiratorio. Apporto di O2 ai tessuti ed utilizzazione dell'ossigeno nei diversi organi, modello di scambio gassoso nei tessuti (cilindro di tessuto di Krogh). Effetti dell'ischemia, ipossia arteriosa e anemia sull'apporto di O2 ai tessuti, ipossia tissutale ischemica, ipossia arteriosa, ipossia tissutale anemica. Ossigenoterapia.
•Ritmogenesi e regolazione della respirazione. Centro respiratorio bulbare, gruppo respiratorio ventrale e dorsale, neuroni respiratori e caratteristiche di scarica, centro apneustico e pneumotassico. Basi della ritmogenesi, ruolo delle afferenze vagali. Controllo della respirazione da parte dei recettori polmonari e della parete toracica, riflessi da stiramento polmonare (di Hering-Breuer), di deflazione (di Head), riflesso I (iuxtacapillare, ruolo nell'edema polmonare). Regolazione chimica della respirazione, il sistema chemocettivo centrale e periferico. Ventilazione in risposta alla CO2, pH ed O2, effetti combinati delle variazioni di pCO2, pH e pO2 sulla ventilazione alveolare. Effetti respiratori dell'alta quota. Adattamenti respiratori durante l'esercizio fisico. Insufficienza respiratoria. Ritmi respiratori anormali. il respiro di Cheyne-Stokes, il respiro di Biot, il respiro di Kussmaul. Regolazione del respiro durante il sonno.
IL SISTEMA URINARIO
•Elementi della funzione renale. Visione d'insieme, le funzioni del rene nell'omeostasi. I liquidi corporei e la funzione renale, assunzione ed escrezione di liquidi, i compartimenti dei liquidi corporei, intracellulare, extracellulare, il volume ematico. Determinazione dei volumi dei compartimenti idrici corporei. Introduzione di liquidi iso, ipo o iperosmolari.
•Funzioni renali di filtrazione, riassorbimento e secrezione. Clearance renale.
•Funzioni del glomerulo. Filtrazione glomerulare, composizione dell'ultrafiltrato glomerulare. Caratteristiche della barriera di filtrazione glomerulare, VFG e suoi determinanti. Forze di Starling attraverso i capillari glomerulari, pressione netta di ultrafiltrazione, VFG e clearance dell'inulina, clearance della creatinina. Il flusso ematico renale: fattori che lo determinano, la clearance del PAI e flusso plasmatico renale, la frazione di filtrazione. Controllo fisiologico della filtrazione glomerulare e del flusso ematico renale. Autoregolazione della VFG e del flusso ematico renale: meccanismo miogenico, feedback tubulo-glomerulare, ruolo del simpatico e dei diversi fattori umorali. Natriuresi e diuresi pressori.
•Funzioni tubulari. Il riassorbimento e la secrezione nei tubuli renali, misura del riassorbimento e della secrezione tubulare in base alla clearance renale, carico filtrato, carico escreto e carico riassorbito o secreto. Meccanismi attivi e passivi, principi generali del trasporto trans-epiteliale di acqua e soluti, concetto di trasporto massimo, il riassorbimento e la secrezione nei diversi tratti del nefrone, la regolazione del riassorbimento tubulare, bilancio tubulo-glomerulare. Riassorbimento del glucosio come esempio di riassorbimento con Tm, soglia renale per il glucosio, curva di titolazione del glucosio, glicosuria. Urea un esempio di riassorbimento passivo, il PAI un esempio di secrezione. Il trasporto di acqua e soluti lungo il nefrone. Riassorbimento lungo il nefrone di NaCl, soluti ed acqua. Regolazione del riassorbimento di acqua e NaCl.
•Controllo dell'osmolarità e del volume dei liquidi corporei. Concentrazione e diluizione delle urine. Quantificazione della capacità renale di diluire e concentrare l'urina: la clearance dell'acqua libera e la clearance osmolare. Volume urinario obbligatorio. Meccanismi renali per la diluizione e concentrazione dell'urina. Il meccanismo di moltiplicazione controcorrente. Ruolo del tubulo distale e dotto collettore nell'escrezione di urina concentrata, contributo dell'urea all'iperosmolarità della midollare, lo scambio controcorrente nei vasa recta, ADH, controllo osmotico della secrezione di ADH, controllo emodinamico della secrezione di ADH. Azioni dell'ADH sul rene. Meccanismo della sete. Controllo del volume del liquido extracellulare e regolazione dell'escrezione renale di NaCl. Concetto di volume circolante effettivo (VCE). Recettori di volume (nei distretti vascolari a bassa pressione, nei distretti vascolari ad alta pressione, recettori epatici, sensori del sodio nel sistema nervoso centrale). Segnali che controllano l'escrezione renale di acqua e NaCl: nervi simpatici renali, sistema renina-angiotensina-aldosterone, peptide atriale natriuretico. Controllo dell'escrezione di sodio in condizioni di normale VCE, in condizioni di espansione e di riduzione del volume.
•Omeostasi di potassio, calcio, magnesio e fosfato. Escrezione urinaria del potassio e sua regolazione. Visione d'insieme dell'omeostasi del calcio e fosfato, azione integrata di PTH, calcitriolo e calcitonina, omeostasi del magnesio.
•Equilibrio acido-base e sua regolazione. Le difese contro le variazioni del pH, i sistemi tampone (il sistema tampone bicarbonato, tampone fosfato, proteine). L'equazione di Henderson-Hasselbach, curva di titolazione del sistema tampone del bicarbonato. Regolazione respiratoria dell'equilibrio acido-base. Il controllo renale dell'equilibrio acido-base (secrezione degli ioni idrogeno e riassorbimento degli ioni bicarbonato), tamponamento tubulare (il sistema tampone del fosfato e altri ioni, sistema tampone dell'ammoniaca), quantificazione della capacità acidificante del rene. Disturbi dell'equilibrio acido-base, acidosi ed alcalosi, respiratorie e metaboliche, determinazioni ed analisi cliniche dei disturbi dell'equilibrio acido-base, meccanismi di compenso respiratori e renali.
•Minzione. Riempimento della vescica e tono vescicale. Il riflesso della minzione, controllo da parte dei centri superiori.

APPARATO DIGERENTE
•Funzioni del tratto gastro intestinale e struttura generale della mucosa.
•La muscolatura liscia. Muscolo liscio unitario e multiunitario. Funzione. Fattori stimolanti la contrazione. Potenziale d’azione del muscolo liscio, fattori ormonali, paracrini e stiramento. Onde lente, tono miogeno. Potenziali pace-maker. Accoppiamento elettro-meccanico. Ciclo dei ponti trasversi. Contrazione fasica e tonica. Relazione lunghezza-tensione, curva forza velocità.
•Controllo nervoso della funzione gastro intestinale. Controllo autonomo. Innervazione parasimpatica e simpatica. Controllo nervoso della parete intestinale. Fibre afferenti sensoriali. Riflessi gastro-intestinali. Controllo ormonale del tratto gastro-intestinale.
•Movimenti del tratto gastro-intestinale. Motilità dell'esofago, sfinteri esofagei superiore ed inferiore, motilità dello stomaco, controllo della motilità gastrica, motilità dell'intestino, defecazione. Flusso sanguigno nel tratto gastro-intestinale.
•Assunzione di cibo. Masticazione. Deglutizione. Il riflesso della deglutizione. Funzione dello sfintere esofageo superiore.
•Funzioni dello stomaco. Mucosa gastrica. Centro pacemaker dello stomaco e onde lente. Svuotamento gastrico. Riflessi entero-gastrici. Controllo neuronale e ormonale dello svuotamento gastrico.
•Motilità dell’intestino. Peristalsi nell’intestino tenue. Complesso motorio migrante (MMC). Funzioni della valvola ileo-cecale. Peristalsi nell’intestino crasso.
•Funzioni secretorie nel tratto intestinale. Meccanismi di base per la secrezione, Attività del SNA. Secrezione di sostanze organiche. Secrezione di acqua ed elettroliti. Funzioni del muco.
•Secrezione salivare. Controllo nervoso e regolazione della secrezione salivare.
•Secrezioni esofagee e gastriche. Ghiandole ossintiche, componenti della secrezione gastrica, meccanismo di produzione dell'HCl, barriera mucosa gastrica, controllo della secrezione gastrica. Riflessi corti e lunghi nello stomaco.
•Secrezione del pancreas esocrino. Componenti della secrezione pancreatica esocrina, produzione di bicarbonato, controllo della secrezione di bicarbonato, controllo della secrezione enzimatica.
•Secrezione biliare. Componenti della bile, acidi biliari, bilirubina, controllo della secrezione di bile.
•Secrezioni intestinali.
•Digestione e assorbimento. Basi anatomiche. Digestione e assorbimento dei carboidrati, dei lipidi e delle proteine. Gestione dei lipidi, calcio, ferro, vitamina B12.
•Controllo dell’alimentazione. Meccanismi di controllo della fame e della sazietà, fattori che alterano i controlli fisiologici, controllo dell'alimentazione a lungo termine.

HUMAN PHYSIOLOGY - MOD. 4

Code	A001245
CFU	3
Learning activities	Base
Area	Funzioni biologiche integrate di organi, sistemi e apparati umani
Academic discipline	BIO/09
Type of study-unit	Obbligatorio (Required)

Cognomi A-L

CFU

3

Teacher

Alessandro Tozzi

Teachers

• Alessandro Tozzi

Hours

• 37.5 ore - Alessandro Tozzi

Language of instruction

Italian

Contents

FISIOLOGIA II
SISTEMA CIRCOLATORIO
• Organizzazione e principi fondamentali della funzione circolatori.
•Principi di emodinamica.
•Cuore: elettrofisiologia e meccanica cardiaca.
•Circolazione, microcircolo e sistema linfatico.
•Controllo locale del flusso ematico.
•Regolazione nervosa della circolazione:
•Meccanismi di regolazione della pressione arteriosa.
•Regolazione a lungo termine della pressione arteriosa.
•Ritorno venoso e Gittata cardiaca.
•Circolazioni distrettuali.
•Adattamenti cardiocircolatorio nell’esercizio fisico.
SISTEMA RESPIRATORIO
Introduzione alla funzione del sistema respiratorio.
•Meccanica respiratoria.
•Meccanica respiratoria dinamica.
•Volumi e capacità polmonari e loro determinazione.
•La circolazione polmonare e bronchiale.
•Accoppiamento ventilazione-perfusione.
•Scambi gassosi a livello polmonare.
•Trasporto dei gas respiratori.
•Ritmogenesi e regolazione della respirazione.

IL SISTEMA URINARIO
•Elementi della funzione renale.
•Funzioni renali di filtrazione, riassorbimento e secrezione. Clearance renale.
•Funzioni del glomerulo.
•Funzioni tubulari.
•Controllo dell'osmolarità e del volume dei liquidi corporei.

•Omeostasi di potassio, calcio, magnesio e fosfato.
•Equilibrio acido-base e sua regolazione.
•Minzione.

APPARATO DIGERENTE
•Funzioni del tratto gastro intestinale e struttura generale della mucosa.
•La muscolatura liscia.
•Controllo nervoso della funzione gastro intestinale.
•Movimenti del tratto gastro-intestinale.
•Assunzione di cibo.
•Funzioni dello stomaco.
•Motilità dell’intestino.
•Funzioni secretorie nel tratto intestinale: secrezioni salivari, esofagee e gastriche.
•Secrezione del pancreas esocrino e biliare.
•Secrezioni intestinali.
•Digestione e assorbimento.
•Controllo dell’alimentazione.

Extended program

FISIOLOGIA II
SISTEMA CIRCOLATORIO
•Cenni generali. Considerazioni generali sul sistema cardiocircolatorio: organizzazione morfologica e principi fondamentali della funzione circolatori. Caratteristiche fisiche della circolazione.
•Principi di emodinamica. Equazione del flusso. Il flusso nel sistema circolatorio, (gittata cardiaca e ritorno venoso). Flusso ed energia cinetica. Modello semplificato della creazione della differenza pressoria nel sistema circolatorio. Distribuzione del volume di sangue nei diversi distretti e pressione di riempimento del sistema in assenza di flusso. Compliance vasale. Diversità tra arterie e vene. Resistenze vascolari. Pressioni nei vari distretti in presenza di attività cardiaca.
La pressione idrostatica: effetti sul circolo in posizione ortostatica. Pressione transmurale. Velocità di scorrimento del sangue e relazione flusso-velocità. Relazione pressione-velocità (Bernoulli): influenza sulla circolazione coronaria e sulle stenosi. Moto laminare e turbolento, numero di Reynold. Stenosi e turbolenza.
La legge di Hagen-Poiseuille. Parametri che determinano le resistenze vascolari. Caduta pressoria lungo il letto circolatorio. Resistenze in serie e in parallelo. Effetti della pressione sulle resistenze vascolari, relazione pressione flusso in vasi passivi (polmonare) e reattivi (cerebrale, renale). Viscosità. Effetto dell'ematocrito sulla viscosità del sangue. Velocità di scorrimento e viscosità del sangue. Influenza della scrematura del plasma e del calibro del vaso sulla viscosità del sangue. La viscosità del sangue nel microcircolo.
Riepilogo delle caratteristiche funzionalmente più salienti del letto circolatorio: distribuzione del volume ematico nelle diverse porzioni del letto circolatorio, area della sezione trasversa complessiva nei diversi distretti e velocità di scorrimento, resistenza e pressioni. Distribuzione percentuale del flusso nei diversi distretti e principi che regolano la distribuzione: controllo spaziale e temporale.
•Cuore. Caratteristiche funzionali del miocardio contrattile, del tessuto nodale e del tessuto di conduzione.
•Elettrofisiologia cardiaca. Automatismo cardiaco (cuore isolato) e sua natura miogena. Basi morfologiche della conduzione del potenziale d'azione (gap junction, sincizio funzionale). Comportamento elettrico dei diversi tessuti cardiaci. Potenziali d'azione lenti, di minore ampiezza e potenziali rapidi e di maggiore ampiezza.
Potenziale d'azione nei miociti comuni. Basi ioniche della depolarizzazione, plateau e ripolarizzazione. Significato funzionale del plateau. Rapporto temporale tra fenomeno elettrico e contrattile. Correnti Na, itO, Ca, iK, iK1 rettificante.
Concetto di pacemaker cardiaco. Gerarchia dei pacemaker (legature di Stannius). Fisiologia del tessuto nodale. Nodo seno-atriale. Basi ioniche della genesi spontanea del potenziale d'azione nelle cellule del nodo seno-atriale. Correnti ioniche: if sodio, calcio T, calcio L e Na, K. Inattivazione della corrente di base del K. Controllo della frequenza cardiaca, azione del sistema nervoso autonomo: parasimpatico e simpatico. Direzione della depolarizzazione. Nodo atrio-ventricolare, meccanismi alla base del ritardo atrio-ventricolare: fasci prenodali. Conduzione del potenziale nel fascio di Hiss-Purkinje. Identificazione della sequenza temporale di attivazione elettrica delle varie regioni del cuore e della velocità di conduzione nelle diverse parti del sistema di conduzione. Extrasistole. Fenomeno del rientro.
Elettrocardiogramma. Definizione e caratteristiche. Relazione esistente tra eventi elettrici dell'eccitazione cardiaca e le onde dell'ECG. Basi fisiologiche dell'ECG. Concetto di volume conduttore, concetto di dipolo equivalente (salto di potenziale) e di vettore elettrico istantaneo. Considerazioni sui potenziali registrati alla superficie di un volume conduttore. Le derivazioni elettrocardiografiche. Le derivazioni bipolari e triangolo di Einthoven. Relazione tra posizione dell'elettrodo esplorante e potenziale registrato. Le derivazioni unipolari di Goldberger e Wilson. Correlazione tra progressione dell'eccitamento nel cuore e tracciato ECG. Interpretazione a fini diagnostici dell'ECG. L'asse elettrico medio ventricolare. Registrazione ECG.
•Meccanica cardiaca. Accoppiamento eccitazione-contrazione nella fibra cardiaca, funzione degli ioni Ca2+ e dei tubuli trasversi. Meccanismi di espulsione del Ca2+ (pompa Ca2+, scambiatore Ca2+/Na+) Concetto di contrattilità. Effetto della noradrenalina ed acetilicolina sulla contrattilità (inotropismo) e sul rilasciamento muscolare. Effetto dei gangliosidi cardiaci.
Contrazione isometrica e isotonica, relazione lunghezza-tensione nella fibra cardiaca. Concetto di precarico e postcarico. Curve pressione volume e modificazioni al variare del precarico, postcarico e contrattilità. La legge di Laplace applicata al cuore.
Ciclo cardiaco, pressioni atriali, ventricolari e arteriose nelle varie fasi. Eventi cardiaci nel tempo (Wiggers). Differenze tra ventricolo sinistro e destro. Fisiologia delle valvole e toni cardiaci (Ecodoppler). Il lavoro cardiaco: lavoro statico (pressorio) e dinamico (volumetrico). Consumo di ossigeno e rendimento. Gittata cardiaca e indice cardiaco. Metodi di misura della Gittata cardiaca, Principio di Fick, della diluizione, Ecodoppler, flussimetria elettromagnetica.
Meccanismi di controllo della Gittata cardiaca. Controllo della frequenza cardiaca, ruolo del sistema nervoso parasimpatico e simpatico. Riflesso di Bambridge. Controllo della Gittata sistolica: La legge di Frank-Starling e ruolo del controllo eterometrico nel mantenere la gittata costante in caso di aumento del precarico e post-carico. Controllo della contrattilità, effetti della stimolazione del simpatico e controllo omeometrico. Valutazione della contrattilità cardiaca.
•Circolazione. Fisiologia del sistema arterioso. Compliance vasale, compliance ritardata. Determinanti della pressione arteriosa. Pressione arteriosa media. Pressione arteriosa di polso. Misurazione della pressione arteriosa. Onda sfigmica. Modificazioni del polso arterioso lungo l'albero arterioso e velocità di flusso. Flussimetria.
•Il microcircolo e il sistema linfatico. Fisiologia del microcircolo. Proprietà funzionali dei capillari. Scambi sangue liquido interstiziale: diffusione (legge di Fick). Filtrazione ed equilibrio di Starling. Alterazioni dell'equilibrio idrostatico-osmotico. Formazione della linfa. Ruolo del sistema linfatico nel controllo della concentrazione delle proteine, del volume e della pressione del liquido interstiziale. Flusso linfatico e pressione interstiziale. Edema e fattori determinanti.
•Controllo locale del flusso ematico. Regolazione metabolica, sostanze vasodilatatrici. Regolazione mediata dall'endotelio, fattori di rilasciamento endoteliale (ruolo dell'ossido nitrico). Autoregolazione, Byliss: regolazione miogenica. Regolazione umorale della circolazione. Agenti vasocostrittori (Catecolamine, Angiotensina, ADH). Agenti vasodilatatori (Istamina, Bradichinina, Prostglandine).
•Regolazione nervosa della circolazione: Sistema nervoso simpatico e innervazione dei vasi. Centro vasomotore: centro vasocostrittore e vasodilatatore. Tono basale e di riposo della muscolatura vasale, ruolo differente nei vari distretti circolatori. Sistema vasodilatatore simpatico. Sincope vaso-vagale. Sistema vasodilatatore parasimpatico.
•Meccanismi di regolazione della pressione arteriosa. una visione d'insieme sui meccanismi a breve, medio e lungo termine. Gli over-driving controls nella reazione di difesa e nell'esercizio fisico. Ruolo del sistema nervoso nel controllo rapido della Pressione arteriosa, meccanismi riflessi nel mantenimento della pressione arteriosa. Sistema di controllo dei barocettori. La funzione dei barocettori durante i cambiamenti di posizione del corpo. Adattamento dei barocettori. Controllo della pressione arteriosa da parte dei chemocettori. Riflessi atriali nella regolazione della pressione arteriosa. Risposta ischemica del sistema nervoso centrale. La reazione di Cushing.
•Regolazione a lungo termine della pressione arteriosa. Ruolo del rene: il sistema reni-liquidi corporei. Curva dell'eliminazione renale. Assunzione di liquidi e sale. Punto di equilibrio e pressione arteriosa. Spostamenti della curva di eliminazione e di assunzione come determinanti della modificazione pressoria a lungo termine. L'importanza del cloruro di sodio nel rapporto reni-liquidi corporei. Il sistema renina-angiotensina, ruolo nel controllo della pressione e nell'ipertensione. Curva della funzione renale sotto carico di sodio. Sommario del sistema integrato multifattoriale per la regolazione della pressione arteriosa.
•Ritorno venoso. Pressione media di riempimento ed effetto sul ritorno venoso. Influenze delle valvole negli arti inferiori, della pompa muscolare, delle pressioni addominali, intratoracica e aspirazione durante il ciclo cardiaco. La curva del ritorno venoso. Effetto delle modificazioni di volemia e tono simpatico sulla pressione media di riempimento ed effetto sulla curva del ritorno venoso. Resistenza al ritorno venoso, effetto sulla curva di ritorno venoso.
•Ritorno venoso e Gittata cardiaca. Valutazione combinata delle curve di funzionalità cardiaca e del ritorno venoso. Significato della pressione atriale destra. Fattori ausiliari che influenzano sistema venoso e gittata cardiaca (gravità, effetti circolatori dell'attività respiratoria). Meccanismi di compenso in ortostatismo.
Circolazioni distrettuali: Circolazione coronaria, circolazione polmonare, circolazione cutanea, circolazione nel muscolo scheletrico, circolazione cerebrale.
Adattamenti cardiocircolatorio nell’esercizio fisico


SISTEMA RESPIRATORIO
Introduzione alla funzione del sistema respiratorio, le basi morfologiche della respirazione, vie aeree, innervazione dei bronchi, condizioni per lo scambio gassoso alveolare, unità funzionale alveolo-capillare
•Meccanica respiratoria. Meccanismi di modificazione del volume polmonare. Movimenti di aria e pressioni che lo determinano, muscolatura inspiratoria ed espiratoria, movimenti delle coste e del diaframma. Ripartizione dei volumi polmonari. Misura dei volumi polmonari, spirometro e spirometria. Tecniche per la misurazione della capacità funzionale residua, volume residuo e capacità polmonare totale. Ripartizione dei volumi polmonari. Misura dei volumi polmonari, spirometro e spirometria. Tecniche per la misurazione della capacità funzionale residua, volume residuo e capacità polmonare totale (principio della diluizione di elio).
Polmone, retrazione elastica del polmone, Accoppiamento toraco-polmonare, pressione intrapleurica, misura delle variazioni della pressione intrapleurica, pneumotorace. Andamento temporale della pressione intrapleurica, intrapolmonare, del flusso e del volume respiratorio durante il ciclo respiratorio. Misura delle relazioni volume-pressione in condizioni statiche, curve di rilasciamento, relazione P/V e concetto di compliance. Relazione P/V del polmone isolato. Tensione superficiale. Legge di Laplace applicata all'alveolo. Tensioattivo. Relazione P/V del polmone in vivo. Relazione P/V della sola parete toracica, relazione P/V del sistema toraco-polmonare, compliance del sistema toraco-polmonare, relazione P/V del sistema toraco-polmonare durante massimo sforzo. Modificazioni della compliance in alcune patologie di tipo restrittivo.
•Meccanica respiratoria dinamica. Resistenza al flusso aereo, flusso laminare, turbolento e di transizione. Localizzazione delle resistenze nel sistema respiratorio. Regolazione neuroumorale della resistenza delle vie aeree. Fattori fisici che influenzano la resistenza delle vie aeree. Compressione dinamica delle vie aeree. Relazione flusso-volume. Compliance dinamica del polmone e della gabbia toracica, diagramma pressione volume durante il ciclo respiratorio, contributo delle resistenze elastiche e viscose. Costanti di tempo e compliance dinamica, concetto di alveolo lento. Effetti della diminuzione di compliance e dell'aumento delle resistenze delle vie aeree sulla ventilazione di unità polmonari rispetto alla norma. Il lavoro respiratorio. Modificazioni dei tracciati in caso di patologie restrittive od ostruttive.
•Volumi e capacità polmonari e loro determinazione. Ripartizione dei volumi polmonari. Misura dei volumi polmonari, spirometro e spirometria, Tecniche per la misurazione della capacità funzionale residua, volume residuo e capacità polmonare totale (principio della diluizione di elio). Ventilazione alveolare ed equazione della ventilazione alveolare. Spazio morto anatomico e fisiologico, misura dello spazio morto (Equazione di Bohr e metodo di Fowler o dell'azoto). Volume minuto respiratorio, ventilazione polmonare, alveolare e dello spazio morto. Tecniche di differenziazione dei disturbi della meccanica respiratoria, capacità vitale forzata, determinazione del volume massimo espirato al secondo. Effetto della gravità sulla ventilazione alveolare.
•La circolazione polmonare e bronchiale. Emodinamica polmonare. Flusso, pressione, resistenza e curve pressione-flusso. Distribuzione del flusso sanguigno: vasi alveolari ed extraalveolari. Effetto della gravità sul flusso. Le zone di West. Regolazione del flusso sanguigno polmonare: regolazione passiva ed attiva, regolazione delle resistenze polmonari, effetto dell'ipossia vasocostrizione ipossica, effetti del trombassano e della prostaciclina sul flusso. Bilancio idrico nel polmone, ruolo dei linfatici, fattori che determinano edema polmonare. Shunt anatomici e fisiologici, misura dello shunt, equazione dello shunt.
•Accoppiamento ventilazione-perfusione. Rapporto ventilazione-perfusione. Distribuzione regionale della ventilazione e della perfusione. Distribuzione regionale del rapporto ventilazione/perfusione.
•Scambi gassosi a livello polmonare. Composizione dell'aria atmosferica, inspirata ed alveolare, pressioni parziali nell'aria atmosferica e nella miscela alveolare, equazione dell'aria alveolare. Principi fisici degli scambi gassosi: diffusione dell'ossigeno e dell'anidride carbonica attraverso la membrana respiratoria. Legge di Fick della diffusione. Fattori che influenzano la velocità di diffusione dei gas, coefficiente di diffusione, area della superficie di scambio, spessore della membrana respiratoria, capacità di diffusione polmonare. Transfer gassoso, transfer a diffusione limitata, transfer del CO ed a perfusione limitata, transfer del N2O, transfer dell'O2. Misura della capacità do diffusione polmonare. Scambi gassosi e pressioni parziali con rapporto ventilazione perfusione normale ed alterato. Compensazione degli squilibri ventilazione-perfusione. Misurazione dell'emogas arterioso, valori dell'emogas arterioso.
•Trasporto dei gas respiratori. Trasporto dell'ossigeno. Ossigeno disciolto ed ossigeno legato. Combinazione ossigeno-emoglobina. Curva di dissociazione dell'ossiemoglobina, analisi della curva e significato fisiologico della parte associativa e dissociativa della curva. Fattori che influenzano la curva di dissociazione dell'ossiemoglobina, effetto della temperatura, del 2,3-DPG, del pH e della pCO2. Effetto Bohr e suo significato fisiologico, misurazione della saturazione in O2. Trasporto dell'anidride carbonica, anidride carbonica disciolta e legata, anidride carbonica in forma di bicarbonato e legata alle proteine, Curva di dissociazione dell'anidride carbonica, Effetto Haldane e suo significato fisiologico.
Metabolismo cellulare e fabbisogno di ossigeno. Il quoziente respiratorio. Apporto di O2 ai tessuti ed utilizzazione dell'ossigeno nei diversi organi, modello di scambio gassoso nei tessuti (cilindro di tessuto di Krogh). Effetti dell'ischemia, ipossia arteriosa e anemia sull'apporto di O2 ai tessuti, ipossia tissutale ischemica, ipossia arteriosa, ipossia tissutale anemica. Ossigenoterapia.
•Ritmogenesi e regolazione della respirazione. Centro respiratorio bulbare, gruppo respiratorio ventrale e dorsale, neuroni respiratori e caratteristiche di scarica, centro apneustico e pneumotassico. Basi della ritmogenesi, ruolo delle afferenze vagali. Controllo della respirazione da parte dei recettori polmonari e della parete toracica, riflessi da stiramento polmonare (di Hering-Breuer), di deflazione (di Head), riflesso I (iuxtacapillare, ruolo nell'edema polmonare). Regolazione chimica della respirazione, il sistema chemocettivo centrale e periferico. Ventilazione in risposta alla CO2, pH ed O2, effetti combinati delle variazioni di pCO2, pH e pO2 sulla ventilazione alveolare. Effetti respiratori dell'alta quota. Adattamenti respiratori durante l'esercizio fisico. Insufficienza respiratoria. Ritmi respiratori anormali. il respiro di Cheyne-Stokes, il respiro di Biot, il respiro di Kussmaul. Regolazione del respiro durante il sonno.
IL SISTEMA URINARIO
•Elementi della funzione renale. Visione d'insieme, le funzioni del rene nell'omeostasi. I liquidi corporei e la funzione renale, assunzione ed escrezione di liquidi, i compartimenti dei liquidi corporei, intracellulare, extracellulare, il volume ematico. Determinazione dei volumi dei compartimenti idrici corporei. Introduzione di liquidi iso, ipo o iperosmolari.
•Funzioni renali di filtrazione, riassorbimento e secrezione. Clearance renale.
•Funzioni del glomerulo. Filtrazione glomerulare, composizione dell'ultrafiltrato glomerulare. Caratteristiche della barriera di filtrazione glomerulare, VFG e suoi determinanti. Forze di Starling attraverso i capillari glomerulari, pressione netta di ultrafiltrazione, VFG e clearance dell'inulina, clearance della creatinina. Il flusso ematico renale: fattori che lo determinano, la clearance del PAI e flusso plasmatico renale, la frazione di filtrazione. Controllo fisiologico della filtrazione glomerulare e del flusso ematico renale. Autoregolazione della VFG e del flusso ematico renale: meccanismo miogenico, feedback tubulo-glomerulare, ruolo del simpatico e dei diversi fattori umorali. Natriuresi e diuresi pressori.
•Funzioni tubulari. Il riassorbimento e la secrezione nei tubuli renali, misura del riassorbimento e della secrezione tubulare in base alla clearance renale, carico filtrato, carico escreto e carico riassorbito o secreto. Meccanismi attivi e passivi, principi generali del trasporto trans-epiteliale di acqua e soluti, concetto di trasporto massimo, il riassorbimento e la secrezione nei diversi tratti del nefrone, la regolazione del riassorbimento tubulare, bilancio tubulo-glomerulare. Riassorbimento del glucosio come esempio di riassorbimento con Tm, soglia renale per il glucosio, curva di titolazione del glucosio, glicosuria. Urea un esempio di riassorbimento passivo, il PAI un esempio di secrezione. Il trasporto di acqua e soluti lungo il nefrone. Riassorbimento lungo il nefrone di NaCl, soluti ed acqua. Regolazione del riassorbimento di acqua e NaCl.
•Controllo dell'osmolarità e del volume dei liquidi corporei. Concentrazione e diluizione delle urine. Quantificazione della capacità renale di diluire e concentrare l'urina: la clearance dell'acqua libera e la clearance osmolare. Volume urinario obbligatorio. Meccanismi renali per la diluizione e concentrazione dell'urina. Il meccanismo di moltiplicazione controcorrente. Ruolo del tubulo distale e dotto collettore nell'escrezione di urina concentrata, contributo dell'urea all'iperosmolarità della midollare, lo scambio controcorrente nei vasa recta, ADH, controllo osmotico della secrezione di ADH, controllo emodinamico della secrezione di ADH. Azioni dell'ADH sul rene. Meccanismo della sete. Controllo del volume del liquido extracellulare e regolazione dell'escrezione renale di NaCl. Concetto di volume circolante effettivo (VCE). Recettori di volume (nei distretti vascolari a bassa pressione, nei distretti vascolari ad alta pressione, recettori epatici, sensori del sodio nel sistema nervoso centrale). Segnali che controllano l'escrezione renale di acqua e NaCl: nervi simpatici renali, sistema renina-angiotensina-aldosterone, peptide atriale natriuretico. Controllo dell'escrezione di sodio in condizioni di normale VCE, in condizioni di espansione e di riduzione del volume.
•Omeostasi di potassio, calcio, magnesio e fosfato. Escrezione urinaria del potassio e sua regolazione. Visione d'insieme dell'omeostasi del calcio e fosfato, azione integrata di PTH, calcitriolo e calcitonina, omeostasi del magnesio.
•Equilibrio acido-base e sua regolazione. Le difese contro le variazioni del pH, i sistemi tampone (il sistema tampone bicarbonato, tampone fosfato, proteine). L'equazione di Henderson-Hasselbach, curva di titolazione del sistema tampone del bicarbonato. Regolazione respiratoria dell'equilibrio acido-base. Il controllo renale dell'equilibrio acido-base (secrezione degli ioni idrogeno e riassorbimento degli ioni bicarbonato), tamponamento tubulare (il sistema tampone del fosfato e altri ioni, sistema tampone dell'ammoniaca), quantificazione della capacità acidificante del rene. Disturbi dell'equilibrio acido-base, acidosi ed alcalosi, respiratorie e metaboliche, determinazioni ed analisi cliniche dei disturbi dell'equilibrio acido-base, meccanismi di compenso respiratori e renali.
•Minzione. Riempimento della vescica e tono vescicale. Il riflesso della minzione, controllo da parte dei centri superiori.

APPARATO DIGERENTE
•Funzioni del tratto gastro intestinale e struttura generale della mucosa.
•La muscolatura liscia. Muscolo liscio unitario e multiunitario. Funzione. Fattori stimolanti la contrazione. Potenziale d’azione del muscolo liscio, fattori ormonali, paracrini e stiramento. Onde lente, tono miogeno. Potenziali pace-maker. Accoppiamento elettro-meccanico. Ciclo dei ponti trasversi. Contrazione fasica e tonica. Relazione lunghezza-tensione, curva forza velocità.
•Controllo nervoso della funzione gastro intestinale. Controllo autonomo. Innervazione parasimpatica e simpatica. Controllo nervoso della parete intestinale. Fibre afferenti sensoriali. Riflessi gastro-intestinali. Controllo ormonale del tratto gastro-intestinale.
•Movimenti del tratto gastro-intestinale. Motilità dell'esofago, sfinteri esofagei superiore ed inferiore, motilità dello stomaco, controllo della motilità gastrica, motilità dell'intestino, defecazione. Flusso sanguigno nel tratto gastro-intestinale.
•Assunzione di cibo. Masticazione. Deglutizione. Il riflesso della deglutizione. Funzione dello sfintere esofageo superiore.
•Funzioni dello stomaco. Mucosa gastrica. Centro pacemaker dello stomaco e onde lente. Svuotamento gastrico. Riflessi entero-gastrici. Controllo neuronale e ormonale dello svuotamento gastrico.
•Motilità dell’intestino. Peristalsi nell’intestino tenue. Complesso motorio migrante (MMC). Funzioni della valvola ileo-cecale. Peristalsi nell’intestino crasso.
•Funzioni secretorie nel tratto intestinale. Meccanismi di base per la secrezione, Attività del SNA. Secrezione di sostanze organiche. Secrezione di acqua ed elettroliti. Funzioni del muco.
•Secrezione salivare. Controllo nervoso e regolazione della secrezione salivare.
•Secrezioni esofagee e gastriche. Ghiandole ossintiche, componenti della secrezione gastrica, meccanismo di produzione dell'HCl, barriera mucosa gastrica, controllo della secrezione gastrica. Riflessi corti e lunghi nello stomaco.
•Secrezione del pancreas esocrino. Componenti della secrezione pancreatica esocrina, produzione di bicarbonato, controllo della secrezione di bicarbonato, controllo della secrezione enzimatica.
•Secrezione biliare. Componenti della bile, acidi biliari, bilirubina, controllo della secrezione di bile.
•Secrezioni intestinali.
•Digestione e assorbimento. Basi anatomiche. Digestione e assorbimento dei carboidrati, dei lipidi e delle proteine. Gestione dei lipidi, calcio, ferro, vitamina B12.
•Controllo dell’alimentazione. Meccanismi di controllo della fame e della sazietà, fattori che alterano i controlli fisiologici, controllo dell'alimentazione a lungo termine.

Cognomi M-Z

CFU

3

Teacher

Alessandro Tozzi

Teachers

• Alessandro Tozzi

Hours

• 37.5 ore - Alessandro Tozzi

Language of instruction

Italian

Contents

FISIOLOGIA II
SISTEMA CIRCOLATORIO
• Organizzazione e principi fondamentali della funzione circolatori.
•Principi di emodinamica.
•Cuore: elettrofisiologia e meccanica cardiaca.
•Circolazione, microcircolo e sistema linfatico.
•Controllo locale del flusso ematico.
•Regolazione nervosa della circolazione:
•Meccanismi di regolazione della pressione arteriosa.
•Regolazione a lungo termine della pressione arteriosa.
•Ritorno venoso e Gittata cardiaca.
•Circolazioni distrettuali.
•Adattamenti cardiocircolatorio nell’esercizio fisico.
SISTEMA RESPIRATORIO
Introduzione alla funzione del sistema respiratorio.
•Meccanica respiratoria.
•Meccanica respiratoria dinamica.
•Volumi e capacità polmonari e loro determinazione.
•La circolazione polmonare e bronchiale.
•Accoppiamento ventilazione-perfusione.
•Scambi gassosi a livello polmonare.
•Trasporto dei gas respiratori.
•Ritmogenesi e regolazione della respirazione.

IL SISTEMA URINARIO
•Elementi della funzione renale.
•Funzioni renali di filtrazione, riassorbimento e secrezione. Clearance renale.
•Funzioni del glomerulo.
•Funzioni tubulari.
•Controllo dell'osmolarità e del volume dei liquidi corporei.

•Omeostasi di potassio, calcio, magnesio e fosfato.
•Equilibrio acido-base e sua regolazione.
•Minzione.

APPARATO DIGERENTE
•Funzioni del tratto gastro intestinale e struttura generale della mucosa.
•La muscolatura liscia.
•Controllo nervoso della funzione gastro intestinale.
•Movimenti del tratto gastro-intestinale.
•Assunzione di cibo.
•Funzioni dello stomaco.
•Motilità dell’intestino.
•Funzioni secretorie nel tratto intestinale: secrezioni salivari, esofagee e gastriche.
•Secrezione del pancreas esocrino e biliare.
•Secrezioni intestinali.
•Digestione e assorbimento.
•Controllo dell’alimentazione.

Extended program

FISIOLOGIA II
SISTEMA CIRCOLATORIO
•Cenni generali. Considerazioni generali sul sistema cardiocircolatorio: organizzazione morfologica e principi fondamentali della funzione circolatori. Caratteristiche fisiche della circolazione.
•Principi di emodinamica. Equazione del flusso. Il flusso nel sistema circolatorio, (gittata cardiaca e ritorno venoso). Flusso ed energia cinetica. Modello semplificato della creazione della differenza pressoria nel sistema circolatorio. Distribuzione del volume di sangue nei diversi distretti e pressione di riempimento del sistema in assenza di flusso. Compliance vasale. Diversità tra arterie e vene. Resistenze vascolari. Pressioni nei vari distretti in presenza di attività cardiaca.
La pressione idrostatica: effetti sul circolo in posizione ortostatica. Pressione transmurale. Velocità di scorrimento del sangue e relazione flusso-velocità. Relazione pressione-velocità (Bernoulli): influenza sulla circolazione coronaria e sulle stenosi. Moto laminare e turbolento, numero di Reynold. Stenosi e turbolenza.
La legge di Hagen-Poiseuille. Parametri che determinano le resistenze vascolari. Caduta pressoria lungo il letto circolatorio. Resistenze in serie e in parallelo. Effetti della pressione sulle resistenze vascolari, relazione pressione flusso in vasi passivi (polmonare) e reattivi (cerebrale, renale). Viscosità. Effetto dell'ematocrito sulla viscosità del sangue. Velocità di scorrimento e viscosità del sangue. Influenza della scrematura del plasma e del calibro del vaso sulla viscosità del sangue. La viscosità del sangue nel microcircolo.
Riepilogo delle caratteristiche funzionalmente più salienti del letto circolatorio: distribuzione del volume ematico nelle diverse porzioni del letto circolatorio, area della sezione trasversa complessiva nei diversi distretti e velocità di scorrimento, resistenza e pressioni. Distribuzione percentuale del flusso nei diversi distretti e principi che regolano la distribuzione: controllo spaziale e temporale.
•Cuore. Caratteristiche funzionali del miocardio contrattile, del tessuto nodale e del tessuto di conduzione.
•Elettrofisiologia cardiaca. Automatismo cardiaco (cuore isolato) e sua natura miogena. Basi morfologiche della conduzione del potenziale d'azione (gap junction, sincizio funzionale). Comportamento elettrico dei diversi tessuti cardiaci. Potenziali d'azione lenti, di minore ampiezza e potenziali rapidi e di maggiore ampiezza.
Potenziale d'azione nei miociti comuni. Basi ioniche della depolarizzazione, plateau e ripolarizzazione. Significato funzionale del plateau. Rapporto temporale tra fenomeno elettrico e contrattile. Correnti Na, itO, Ca, iK, iK1 rettificante.
Concetto di pacemaker cardiaco. Gerarchia dei pacemaker (legature di Stannius). Fisiologia del tessuto nodale. Nodo seno-atriale. Basi ioniche della genesi spontanea del potenziale d'azione nelle cellule del nodo seno-atriale. Correnti ioniche: if sodio, calcio T, calcio L e Na, K. Inattivazione della corrente di base del K. Controllo della frequenza cardiaca, azione del sistema nervoso autonomo: parasimpatico e simpatico. Direzione della depolarizzazione. Nodo atrio-ventricolare, meccanismi alla base del ritardo atrio-ventricolare: fasci prenodali. Conduzione del potenziale nel fascio di Hiss-Purkinje. Identificazione della sequenza temporale di attivazione elettrica delle varie regioni del cuore e della velocità di conduzione nelle diverse parti del sistema di conduzione. Extrasistole. Fenomeno del rientro.
Elettrocardiogramma. Definizione e caratteristiche. Relazione esistente tra eventi elettrici dell'eccitazione cardiaca e le onde dell'ECG. Basi fisiologiche dell'ECG. Concetto di volume conduttore, concetto di dipolo equivalente (salto di potenziale) e di vettore elettrico istantaneo. Considerazioni sui potenziali registrati alla superficie di un volume conduttore. Le derivazioni elettrocardiografiche. Le derivazioni bipolari e triangolo di Einthoven. Relazione tra posizione dell'elettrodo esplorante e potenziale registrato. Le derivazioni unipolari di Goldberger e Wilson. Correlazione tra progressione dell'eccitamento nel cuore e tracciato ECG. Interpretazione a fini diagnostici dell'ECG. L'asse elettrico medio ventricolare. Registrazione ECG.
•Meccanica cardiaca. Accoppiamento eccitazione-contrazione nella fibra cardiaca, funzione degli ioni Ca2+ e dei tubuli trasversi. Meccanismi di espulsione del Ca2+ (pompa Ca2+, scambiatore Ca2+/Na+) Concetto di contrattilità. Effetto della noradrenalina ed acetilicolina sulla contrattilità (inotropismo) e sul rilasciamento muscolare. Effetto dei gangliosidi cardiaci.
Contrazione isometrica e isotonica, relazione lunghezza-tensione nella fibra cardiaca. Concetto di precarico e postcarico. Curve pressione volume e modificazioni al variare del precarico, postcarico e contrattilità. La legge di Laplace applicata al cuore.
Ciclo cardiaco, pressioni atriali, ventricolari e arteriose nelle varie fasi. Eventi cardiaci nel tempo (Wiggers). Differenze tra ventricolo sinistro e destro. Fisiologia delle valvole e toni cardiaci (Ecodoppler). Il lavoro cardiaco: lavoro statico (pressorio) e dinamico (volumetrico). Consumo di ossigeno e rendimento. Gittata cardiaca e indice cardiaco. Metodi di misura della Gittata cardiaca, Principio di Fick, della diluizione, Ecodoppler, flussimetria elettromagnetica.
Meccanismi di controllo della Gittata cardiaca. Controllo della frequenza cardiaca, ruolo del sistema nervoso parasimpatico e simpatico. Riflesso di Bambridge. Controllo della Gittata sistolica: La legge di Frank-Starling e ruolo del controllo eterometrico nel mantenere la gittata costante in caso di aumento del precarico e post-carico. Controllo della contrattilità, effetti della stimolazione del simpatico e controllo omeometrico. Valutazione della contrattilità cardiaca.
•Circolazione. Fisiologia del sistema arterioso. Compliance vasale, compliance ritardata. Determinanti della pressione arteriosa. Pressione arteriosa media. Pressione arteriosa di polso. Misurazione della pressione arteriosa. Onda sfigmica. Modificazioni del polso arterioso lungo l'albero arterioso e velocità di flusso. Flussimetria.
•Il microcircolo e il sistema linfatico. Fisiologia del microcircolo. Proprietà funzionali dei capillari. Scambi sangue liquido interstiziale: diffusione (legge di Fick). Filtrazione ed equilibrio di Starling. Alterazioni dell'equilibrio idrostatico-osmotico. Formazione della linfa. Ruolo del sistema linfatico nel controllo della concentrazione delle proteine, del volume e della pressione del liquido interstiziale. Flusso linfatico e pressione interstiziale. Edema e fattori determinanti.
•Controllo locale del flusso ematico. Regolazione metabolica, sostanze vasodilatatrici. Regolazione mediata dall'endotelio, fattori di rilasciamento endoteliale (ruolo dell'ossido nitrico). Autoregolazione, Byliss: regolazione miogenica. Regolazione umorale della circolazione. Agenti vasocostrittori (Catecolamine, Angiotensina, ADH). Agenti vasodilatatori (Istamina, Bradichinina, Prostglandine).
•Regolazione nervosa della circolazione: Sistema nervoso simpatico e innervazione dei vasi. Centro vasomotore: centro vasocostrittore e vasodilatatore. Tono basale e di riposo della muscolatura vasale, ruolo differente nei vari distretti circolatori. Sistema vasodilatatore simpatico. Sincope vaso-vagale. Sistema vasodilatatore parasimpatico.
•Meccanismi di regolazione della pressione arteriosa. una visione d'insieme sui meccanismi a breve, medio e lungo termine. Gli over-driving controls nella reazione di difesa e nell'esercizio fisico. Ruolo del sistema nervoso nel controllo rapido della Pressione arteriosa, meccanismi riflessi nel mantenimento della pressione arteriosa. Sistema di controllo dei barocettori. La funzione dei barocettori durante i cambiamenti di posizione del corpo. Adattamento dei barocettori. Controllo della pressione arteriosa da parte dei chemocettori. Riflessi atriali nella regolazione della pressione arteriosa. Risposta ischemica del sistema nervoso centrale. La reazione di Cushing.
•Regolazione a lungo termine della pressione arteriosa. Ruolo del rene: il sistema reni-liquidi corporei. Curva dell'eliminazione renale. Assunzione di liquidi e sale. Punto di equilibrio e pressione arteriosa. Spostamenti della curva di eliminazione e di assunzione come determinanti della modificazione pressoria a lungo termine. L'importanza del cloruro di sodio nel rapporto reni-liquidi corporei. Il sistema renina-angiotensina, ruolo nel controllo della pressione e nell'ipertensione. Curva della funzione renale sotto carico di sodio. Sommario del sistema integrato multifattoriale per la regolazione della pressione arteriosa.
•Ritorno venoso. Pressione media di riempimento ed effetto sul ritorno venoso. Influenze delle valvole negli arti inferiori, della pompa muscolare, delle pressioni addominali, intratoracica e aspirazione durante il ciclo cardiaco. La curva del ritorno venoso. Effetto delle modificazioni di volemia e tono simpatico sulla pressione media di riempimento ed effetto sulla curva del ritorno venoso. Resistenza al ritorno venoso, effetto sulla curva di ritorno venoso.
•Ritorno venoso e Gittata cardiaca. Valutazione combinata delle curve di funzionalità cardiaca e del ritorno venoso. Significato della pressione atriale destra. Fattori ausiliari che influenzano sistema venoso e gittata cardiaca (gravità, effetti circolatori dell'attività respiratoria). Meccanismi di compenso in ortostatismo.
Circolazioni distrettuali: Circolazione coronaria, circolazione polmonare, circolazione cutanea, circolazione nel muscolo scheletrico, circolazione cerebrale.
Adattamenti cardiocircolatorio nell’esercizio fisico


SISTEMA RESPIRATORIO
Introduzione alla funzione del sistema respiratorio, le basi morfologiche della respirazione, vie aeree, innervazione dei bronchi, condizioni per lo scambio gassoso alveolare, unità funzionale alveolo-capillare
•Meccanica respiratoria. Meccanismi di modificazione del volume polmonare. Movimenti di aria e pressioni che lo determinano, muscolatura inspiratoria ed espiratoria, movimenti delle coste e del diaframma. Ripartizione dei volumi polmonari. Misura dei volumi polmonari, spirometro e spirometria. Tecniche per la misurazione della capacità funzionale residua, volume residuo e capacità polmonare totale. Ripartizione dei volumi polmonari. Misura dei volumi polmonari, spirometro e spirometria. Tecniche per la misurazione della capacità funzionale residua, volume residuo e capacità polmonare totale (principio della diluizione di elio).
Polmone, retrazione elastica del polmone, Accoppiamento toraco-polmonare, pressione intrapleurica, misura delle variazioni della pressione intrapleurica, pneumotorace. Andamento temporale della pressione intrapleurica, intrapolmonare, del flusso e del volume respiratorio durante il ciclo respiratorio. Misura delle relazioni volume-pressione in condizioni statiche, curve di rilasciamento, relazione P/V e concetto di compliance. Relazione P/V del polmone isolato. Tensione superficiale. Legge di Laplace applicata all'alveolo. Tensioattivo. Relazione P/V del polmone in vivo. Relazione P/V della sola parete toracica, relazione P/V del sistema toraco-polmonare, compliance del sistema toraco-polmonare, relazione P/V del sistema toraco-polmonare durante massimo sforzo. Modificazioni della compliance in alcune patologie di tipo restrittivo.
•Meccanica respiratoria dinamica. Resistenza al flusso aereo, flusso laminare, turbolento e di transizione. Localizzazione delle resistenze nel sistema respiratorio. Regolazione neuroumorale della resistenza delle vie aeree. Fattori fisici che influenzano la resistenza delle vie aeree. Compressione dinamica delle vie aeree. Relazione flusso-volume. Compliance dinamica del polmone e della gabbia toracica, diagramma pressione volume durante il ciclo respiratorio, contributo delle resistenze elastiche e viscose. Costanti di tempo e compliance dinamica, concetto di alveolo lento. Effetti della diminuzione di compliance e dell'aumento delle resistenze delle vie aeree sulla ventilazione di unità polmonari rispetto alla norma. Il lavoro respiratorio. Modificazioni dei tracciati in caso di patologie restrittive od ostruttive.
•Volumi e capacità polmonari e loro determinazione. Ripartizione dei volumi polmonari. Misura dei volumi polmonari, spirometro e spirometria, Tecniche per la misurazione della capacità funzionale residua, volume residuo e capacità polmonare totale (principio della diluizione di elio). Ventilazione alveolare ed equazione della ventilazione alveolare. Spazio morto anatomico e fisiologico, misura dello spazio morto (Equazione di Bohr e metodo di Fowler o dell'azoto). Volume minuto respiratorio, ventilazione polmonare, alveolare e dello spazio morto. Tecniche di differenziazione dei disturbi della meccanica respiratoria, capacità vitale forzata, determinazione del volume massimo espirato al secondo. Effetto della gravità sulla ventilazione alveolare.
•La circolazione polmonare e bronchiale. Emodinamica polmonare. Flusso, pressione, resistenza e curve pressione-flusso. Distribuzione del flusso sanguigno: vasi alveolari ed extraalveolari. Effetto della gravità sul flusso. Le zone di West. Regolazione del flusso sanguigno polmonare: regolazione passiva ed attiva, regolazione delle resistenze polmonari, effetto dell'ipossia vasocostrizione ipossica, effetti del trombassano e della prostaciclina sul flusso. Bilancio idrico nel polmone, ruolo dei linfatici, fattori che determinano edema polmonare. Shunt anatomici e fisiologici, misura dello shunt, equazione dello shunt.
•Accoppiamento ventilazione-perfusione. Rapporto ventilazione-perfusione. Distribuzione regionale della ventilazione e della perfusione. Distribuzione regionale del rapporto ventilazione/perfusione.
•Scambi gassosi a livello polmonare. Composizione dell'aria atmosferica, inspirata ed alveolare, pressioni parziali nell'aria atmosferica e nella miscela alveolare, equazione dell'aria alveolare. Principi fisici degli scambi gassosi: diffusione dell'ossigeno e dell'anidride carbonica attraverso la membrana respiratoria. Legge di Fick della diffusione. Fattori che influenzano la velocità di diffusione dei gas, coefficiente di diffusione, area della superficie di scambio, spessore della membrana respiratoria, capacità di diffusione polmonare. Transfer gassoso, transfer a diffusione limitata, transfer del CO ed a perfusione limitata, transfer del N2O, transfer dell'O2. Misura della capacità do diffusione polmonare. Scambi gassosi e pressioni parziali con rapporto ventilazione perfusione normale ed alterato. Compensazione degli squilibri ventilazione-perfusione. Misurazione dell'emogas arterioso, valori dell'emogas arterioso.
•Trasporto dei gas respiratori. Trasporto dell'ossigeno. Ossigeno disciolto ed ossigeno legato. Combinazione ossigeno-emoglobina. Curva di dissociazione dell'ossiemoglobina, analisi della curva e significato fisiologico della parte associativa e dissociativa della curva. Fattori che influenzano la curva di dissociazione dell'ossiemoglobina, effetto della temperatura, del 2,3-DPG, del pH e della pCO2. Effetto Bohr e suo significato fisiologico, misurazione della saturazione in O2. Trasporto dell'anidride carbonica, anidride carbonica disciolta e legata, anidride carbonica in forma di bicarbonato e legata alle proteine, Curva di dissociazione dell'anidride carbonica, Effetto Haldane e suo significato fisiologico.
Metabolismo cellulare e fabbisogno di ossigeno. Il quoziente respiratorio. Apporto di O2 ai tessuti ed utilizzazione dell'ossigeno nei diversi organi, modello di scambio gassoso nei tessuti (cilindro di tessuto di Krogh). Effetti dell'ischemia, ipossia arteriosa e anemia sull'apporto di O2 ai tessuti, ipossia tissutale ischemica, ipossia arteriosa, ipossia tissutale anemica. Ossigenoterapia.
•Ritmogenesi e regolazione della respirazione. Centro respiratorio bulbare, gruppo respiratorio ventrale e dorsale, neuroni respiratori e caratteristiche di scarica, centro apneustico e pneumotassico. Basi della ritmogenesi, ruolo delle afferenze vagali. Controllo della respirazione da parte dei recettori polmonari e della parete toracica, riflessi da stiramento polmonare (di Hering-Breuer), di deflazione (di Head), riflesso I (iuxtacapillare, ruolo nell'edema polmonare). Regolazione chimica della respirazione, il sistema chemocettivo centrale e periferico. Ventilazione in risposta alla CO2, pH ed O2, effetti combinati delle variazioni di pCO2, pH e pO2 sulla ventilazione alveolare. Effetti respiratori dell'alta quota. Adattamenti respiratori durante l'esercizio fisico. Insufficienza respiratoria. Ritmi respiratori anormali. il respiro di Cheyne-Stokes, il respiro di Biot, il respiro di Kussmaul. Regolazione del respiro durante il sonno.
IL SISTEMA URINARIO
•Elementi della funzione renale. Visione d'insieme, le funzioni del rene nell'omeostasi. I liquidi corporei e la funzione renale, assunzione ed escrezione di liquidi, i compartimenti dei liquidi corporei, intracellulare, extracellulare, il volume ematico. Determinazione dei volumi dei compartimenti idrici corporei. Introduzione di liquidi iso, ipo o iperosmolari.
•Funzioni renali di filtrazione, riassorbimento e secrezione. Clearance renale.
•Funzioni del glomerulo. Filtrazione glomerulare, composizione dell'ultrafiltrato glomerulare. Caratteristiche della barriera di filtrazione glomerulare, VFG e suoi determinanti. Forze di Starling attraverso i capillari glomerulari, pressione netta di ultrafiltrazione, VFG e clearance dell'inulina, clearance della creatinina. Il flusso ematico renale: fattori che lo determinano, la clearance del PAI e flusso plasmatico renale, la frazione di filtrazione. Controllo fisiologico della filtrazione glomerulare e del flusso ematico renale. Autoregolazione della VFG e del flusso ematico renale: meccanismo miogenico, feedback tubulo-glomerulare, ruolo del simpatico e dei diversi fattori umorali. Natriuresi e diuresi pressori.
•Funzioni tubulari. Il riassorbimento e la secrezione nei tubuli renali, misura del riassorbimento e della secrezione tubulare in base alla clearance renale, carico filtrato, carico escreto e carico riassorbito o secreto. Meccanismi attivi e passivi, principi generali del trasporto trans-epiteliale di acqua e soluti, concetto di trasporto massimo, il riassorbimento e la secrezione nei diversi tratti del nefrone, la regolazione del riassorbimento tubulare, bilancio tubulo-glomerulare. Riassorbimento del glucosio come esempio di riassorbimento con Tm, soglia renale per il glucosio, curva di titolazione del glucosio, glicosuria. Urea un esempio di riassorbimento passivo, il PAI un esempio di secrezione. Il trasporto di acqua e soluti lungo il nefrone. Riassorbimento lungo il nefrone di NaCl, soluti ed acqua. Regolazione del riassorbimento di acqua e NaCl.
•Controllo dell'osmolarità e del volume dei liquidi corporei. Concentrazione e diluizione delle urine. Quantificazione della capacità renale di diluire e concentrare l'urina: la clearance dell'acqua libera e la clearance osmolare. Volume urinario obbligatorio. Meccanismi renali per la diluizione e concentrazione dell'urina. Il meccanismo di moltiplicazione controcorrente. Ruolo del tubulo distale e dotto collettore nell'escrezione di urina concentrata, contributo dell'urea all'iperosmolarità della midollare, lo scambio controcorrente nei vasa recta, ADH, controllo osmotico della secrezione di ADH, controllo emodinamico della secrezione di ADH. Azioni dell'ADH sul rene. Meccanismo della sete. Controllo del volume del liquido extracellulare e regolazione dell'escrezione renale di NaCl. Concetto di volume circolante effettivo (VCE). Recettori di volume (nei distretti vascolari a bassa pressione, nei distretti vascolari ad alta pressione, recettori epatici, sensori del sodio nel sistema nervoso centrale). Segnali che controllano l'escrezione renale di acqua e NaCl: nervi simpatici renali, sistema renina-angiotensina-aldosterone, peptide atriale natriuretico. Controllo dell'escrezione di sodio in condizioni di normale VCE, in condizioni di espansione e di riduzione del volume.
•Omeostasi di potassio, calcio, magnesio e fosfato. Escrezione urinaria del potassio e sua regolazione. Visione d'insieme dell'omeostasi del calcio e fosfato, azione integrata di PTH, calcitriolo e calcitonina, omeostasi del magnesio.
•Equilibrio acido-base e sua regolazione. Le difese contro le variazioni del pH, i sistemi tampone (il sistema tampone bicarbonato, tampone fosfato, proteine). L'equazione di Henderson-Hasselbach, curva di titolazione del sistema tampone del bicarbonato. Regolazione respiratoria dell'equilibrio acido-base. Il controllo renale dell'equilibrio acido-base (secrezione degli ioni idrogeno e riassorbimento degli ioni bicarbonato), tamponamento tubulare (il sistema tampone del fosfato e altri ioni, sistema tampone dell'ammoniaca), quantificazione della capacità acidificante del rene. Disturbi dell'equilibrio acido-base, acidosi ed alcalosi, respiratorie e metaboliche, determinazioni ed analisi cliniche dei disturbi dell'equilibrio acido-base, meccanismi di compenso respiratori e renali.
•Minzione. Riempimento della vescica e tono vescicale. Il riflesso della minzione, controllo da parte dei centri superiori.

APPARATO DIGERENTE
•Funzioni del tratto gastro intestinale e struttura generale della mucosa.
•La muscolatura liscia. Muscolo liscio unitario e multiunitario. Funzione. Fattori stimolanti la contrazione. Potenziale d’azione del muscolo liscio, fattori ormonali, paracrini e stiramento. Onde lente, tono miogeno. Potenziali pace-maker. Accoppiamento elettro-meccanico. Ciclo dei ponti trasversi. Contrazione fasica e tonica. Relazione lunghezza-tensione, curva forza velocità.
•Controllo nervoso della funzione gastro intestinale. Controllo autonomo. Innervazione parasimpatica e simpatica. Controllo nervoso della parete intestinale. Fibre afferenti sensoriali. Riflessi gastro-intestinali. Controllo ormonale del tratto gastro-intestinale.
•Movimenti del tratto gastro-intestinale. Motilità dell'esofago, sfinteri esofagei superiore ed inferiore, motilità dello stomaco, controllo della motilità gastrica, motilità dell'intestino, defecazione. Flusso sanguigno nel tratto gastro-intestinale.
•Assunzione di cibo. Masticazione. Deglutizione. Il riflesso della deglutizione. Funzione dello sfintere esofageo superiore.
•Funzioni dello stomaco. Mucosa gastrica. Centro pacemaker dello stomaco e onde lente. Svuotamento gastrico. Riflessi entero-gastrici. Controllo neuronale e ormonale dello svuotamento gastrico.
•Motilità dell’intestino. Peristalsi nell’intestino tenue. Complesso motorio migrante (MMC). Funzioni della valvola ileo-cecale. Peristalsi nell’intestino crasso.
•Funzioni secretorie nel tratto intestinale. Meccanismi di base per la secrezione, Attività del SNA. Secrezione di sostanze organiche. Secrezione di acqua ed elettroliti. Funzioni del muco.
•Secrezione salivare. Controllo nervoso e regolazione della secrezione salivare.
•Secrezioni esofagee e gastriche. Ghiandole ossintiche, componenti della secrezione gastrica, meccanismo di produzione dell'HCl, barriera mucosa gastrica, controllo della secrezione gastrica. Riflessi corti e lunghi nello stomaco.
•Secrezione del pancreas esocrino. Componenti della secrezione pancreatica esocrina, produzione di bicarbonato, controllo della secrezione di bicarbonato, controllo della secrezione enzimatica.
•Secrezione biliare. Componenti della bile, acidi biliari, bilirubina, controllo della secrezione di bile.
•Secrezioni intestinali.
•Digestione e assorbimento. Basi anatomiche. Digestione e assorbimento dei carboidrati, dei lipidi e delle proteine. Gestione dei lipidi, calcio, ferro, vitamina B12.
•Controllo dell’alimentazione. Meccanismi di controllo della fame e della sazietà, fattori che alterano i controlli fisiologici, controllo dell'alimentazione a lungo termine.

HUMAN PHYSIOLOGY - MOD. 5

Code	A001246
CFU	3
Learning activities	Base
Area	Funzioni biologiche integrate di organi, sistemi e apparati umani
Academic discipline	BIO/09
Type of study-unit	Obbligatorio (Required)

Cognomi A-L

CFU

3

Teacher

Roberto Panichi

Teachers

• Roberto Panichi

Hours

• 37.5 ore - Roberto Panichi

Language of instruction

Italian

Contents

Respiratory system:
mechanics of breathing. Pulmonary blood flow. Pulmonary gas exchange. Gas Transport in the blood. Peripheral gas exchange. Genesis and control of the respiratory rhythm.
Urinary system:
Physiology of nephron: filtration, tubular reabsorption, and secretion. Renal mechanisms for controlling water-electrolyte balance. Regulation of Acid-Base balance.

Reference texts

F. Conti "Fisiologia Medica", Vol. 2, Ed. Edi-ERMES.
Guyton and Hall "Fisiologia Medica", Ed. Edra.
Berne & Levy "Fisiologia" Ed. Casa Editrice Ambrosiana.
JB West, AM Luks “West - Fisiologia della Respirazione", Ed. Piccin.
MG Levitzky “Pulmonary Physiology” Ed. McGraw-Hill.
DC Eaton, JP Pooler “Vander’s - Renal Physiology” Ed. McGraw-Hill.
BM Koeppen e BA Stanton “Fisiologia renale”, Ed. Piccin.
Academic content made available on the Unistudium-Perugia online platform.

Educational objectives

Knowledge of the respiratory and urinary systems' functioning and the integrated homeostatic regulatory mechanisms.

Prerequisites

The student is required to have basic knowledge of Physics, Chemistry, Biochemistry and Human Anatomy.

Teaching methods

Teaching is organized through:
32 hours of face-to-face lessons on all subjects of the program with discussion in the classroom and
1 Practical training on spirometry. The students will be divided into groups (25-30 students for a group), and with a tutor, they will perform spirometric examinations followed by an analysis of results and discussion.
The teaching of the module integrates with that of the others planned for the Human Physiology course.

Other information

For information on support services for students with disabilities or DSA, visit http://www.unipg.it/disabilita-e-dsa.

Learning verification modality

Learning is assessed through two oral tests the student can take at different times. Each test, lasting approximately twenty-five minutes, is divided into two questions, which are asked to the student by different course teachers. One test focuses on discussing problems relating to the contents of the program developed in Cardiovascular, Respiratory, Urinary, and Digestive Physiology. In contrast, the other focuses on discussing contents developed in the Physiology of the nervous, muscular, and endocrine systems. The student decides which tests to take in what order. A test is passed when the student reaches a sufficient grade on both questions. The final grade for the Human Physiology course is the arithmetic average of the grades obtained in the individual questions.

Extended program

RESPIRATORY SYSTEM
Respiratory mechanic: Mechanisms of pulmonary ventilation, air movement and the pressures that cause it. Thorax and lung coupling. Pleural pressure. Thorax and lung elastic retraction. Surface tension and surfactant.Laplace's law in the alveoli. Interdependence between alveoli. Changes in lung volume, alveolar pressure, pleural pressure and air flow during normal breathing. The volume-pressure relation in static condition, relaxing curves and compliance. Compliance changes during restrictive pathologies. Airway resistances and the regulating mechanisms. Dynamic airway compression. Dynamic compliance and volume-pressure diagram during breathing, the contribution of elastic and viscous resistances. The work of breathing. Changes of work graphical representation during constricted lung diseases and airway obstruction. The pulmonary volumes and capacities and their measurements. Recording changes in pulmonary volume. Spirometry. Methods for measuring the functional residual capacity. Residual volume and total lung capacity. The anatomical and physiologic dead space and their measurement. The minute respiratory volume, pulmonary ventilation, alveolar, and dead space ventilation. The forced expiratory vital capacity and forced expiratory volume in normal conditions and during diseases (airway obstruction and constricted lungs). Effect of gravity on alveolar ventilation.
Pulmonary and bronchial circulations. Pulmonary hemodynamics. Flow, pressure and resistance in the pulmonary circulation system. Passive and active regulation of blood flow in the lungs. Blood flow distribution through the lung and gravity effects. The West's zones. Capillary fluid exchange in the lungs, role of lymphatics, pulmonary edema. Measurement of anatomical and physiologic shunts.
Gaseous exchange: Composition and partial pressures in the atmospheric, inspired, alveolar air. Diffusion of gases. Diffusion law and factors influencing diffusion rate. Diffusion and perfusion limited gas transfer. Measurement of diffusing capacity. The ventilation-perfusion ratio and its distribution in different parts of the lungs. Gaseous exchange and partial pressure with normal and abnormal ventilation-perfusion rate Compensation of ventilation-perfusion abnormalities.
Gas Transport in the blood: Transport of oxygen. The oxygen-hemoglobin dissociation curve, curve analysis and its physiological significance. Factors influencing the oxygen-hemoglobin dissociation curve. The Bohr effect and its physiological significance. Transport of carbon dioxide. The carbon dioxide dissociation curve. The Haldane effect and its physiological significance.
Metabolic use of oxygen by the cells. The respiratory exchange ratio. Diffusion of oxygen to the cells and oxygen utilization in different tissues. Effects of ischemia, hypoxia and anemia on the oxygen transport to the tissues..
Respiration neurogenesis: Organization and function of respiratory centers, the respiratory center in the medulla oblongata, apneustic and pneumotaxic centers. The bases of respiration rhythm. Chemical and not chemical controls of respiration. Control of ventilation by central and peripheral chemoreceptors. Respiratory effects of altitude. Pulmonary, bronchial and thoracic receptors regulate respiratory activity and redistribute blood flow and ventilation. Abnormal breathing and breathing during sleep.
URINARY SYSTEM.
Glomerular filtration, tubular reabsorption and secretion. Plasma clearance. Formation of urine: glomerular filtration. Composition of glomerular filtrate, the glomerular membrane. Factors determining glomerular filtration. Glomerular filtration rate (GFR) and inulin clearance, creatinine clearance. Factors determining the renal blood flow, PAH clearance, renal plasmatic flow, and filtration fraction. Regulation of glomerular filtration rate and renal blood flow. Autoregulation of the GFR and renal blood flow. Tubuloglomerular feedback.
Formation of urine: tubular reabsorption, secretion, and excretion. Clearance and measurement of tubular reabsorption and secretion, tubular load, excreted load, and reabsorbed or secreted load. Active and passive absorption, Maximum tubular transport.
Reabsorption and secretion in different segments of the nephron. Tubular reabsorption regulation. Processing of the main plasma constituents in the kidney. Glucose: Glucose reabsorption, glucose threshold, and glucose loss in the urine. Balance of Urea, Sodium, Potassium, Calcium, Phosphate and Magnesium.
Renal mechanisms for controlling water-electrolyte balance: Body fluids and renal function, intake versus water output. Measurement of body fluid volumes. Effect of adding iso-hyper and hypotonic solutions. Transport of water and solutes in different nephron segments. The mechanisms for excreting concentrated or dilute urine. The countercurrent mechanism. Osmolar clearance and free water clearance. Role of ADH. Osmotic and hemodynamic control of ADH release. Thirst mechanism. Control of extracellular fluid volume and regulation of NaCl excretion. Renin-Angiotensin system, Aldosterone, Atrial natriuretic peptide. Control of sodium excretion with normal ECV during volume increase or decrease. The micturition reflex. Control of micturition by the brain
Regulation of Acid-Base balance: Defense against pH changes, the acid-base buffers. The Henderson-Hasselbalch Equation. Titration curve for the bicarbonate buffer system. Respiratory regulation of acid-base balance. Renal control of acid-base balance. Kidney capability to excrete acidic urine: bicarbonate reabsorption, tileable acidity, excretion of ammonium ion. Respiratory and metabolic acidosis and alkalosis and compensation mechanisms.

Cognomi M-Z

CFU

3

Teacher

Roberto Panichi

Teachers

• Roberto Panichi

Hours

• 37.5 ore - Roberto Panichi

Language of instruction

Italian

Contents

Respiratory system:
mechanics of breathing. Pulmonary blood flow. Pulmonary gas exchange. Gas Transport in the blood. Peripheral gas exchange. Genesis and control of the respiratory rhythm.
Urinary system:
Physiology of nephron: filtration, tubular reabsorption, and secretion. Renal mechanisms for controlling water-electrolyte balance. Regulation of Acid-Base balance.

Reference texts

F. Conti "Fisiologia Medica", Vol. 2, Ed. Edi-ERMES.
Guyton and Hall "Fisiologia Medica", Ed. Edra.
Berne & Levy "Fisiologia" Ed. Casa Editrice Ambrosiana.
JB West, AM Luks “West - Fisiologia della Respirazione", Ed. Piccin.
MG Levitzky “Pulmonary Physiology” Ed. McGraw-Hill.
DC Eaton, JP Pooler “Vander’s - Renal Physiology” Ed. McGraw-Hill.
BM Koeppen e BA Stanton “Fisiologia renale”, Ed. Piccin.
Academic content made available on the Unistudium-Perugia online platform.

Educational objectives

Knowledge of the respiratory and urinary systems' functioning and the integrated homeostatic regulatory mechanisms.

Prerequisites

The student is required to have basic knowledge of Physics, Chemistry, Biochemistry and Human Anatomy.

Teaching methods

Teaching is organized through:
32 hours of face-to-face lessons on all subjects of the program with discussion in the classroom and
1 Practical training on spirometry. The students will be divided into groups (25-30 students for a group), and with a tutor, they will perform spirometric examinations followed by an analysis of results and discussion.
The teaching of the module integrates with that of the others planned for the Human Physiology course.

Other information

For information on support services for students with disabilities or DSA, visit http://www.unipg.it/disabilita-e-dsa.

Learning verification modality

Learning is assessed through two oral tests the student can take at different times. Each test, lasting approximately twenty-five minutes, is divided into two questions, which are asked to the student by different course teachers. One test focuses on discussing problems relating to the contents of the program developed in Cardiovascular, Respiratory, Urinary, and Digestive Physiology. In contrast, the other focuses on discussing contents developed in the Physiology of the nervous, muscular, and endocrine systems. The student decides which tests to take in what order. A test is passed when the student reaches a sufficient grade on both questions. The final grade for the Human Physiology course is the arithmetic average of the grades obtained in the individual questions.

Extended program

RESPIRATORY SYSTEM
Respiratory mechanic: Mechanisms of pulmonary ventilation, air movement and the pressures that cause it. Thorax and lung coupling. Pleural pressure. Thorax and lung elastic retraction. Surface tension and surfactant.Laplace's law in the alveoli. Interdependence between alveoli. Changes in lung volume, alveolar pressure, pleural pressure and air flow during normal breathing. The volume-pressure relation in static condition, relaxing curves and compliance. Compliance changes during restrictive pathologies. Airway resistances and the regulating mechanisms. Dynamic airway compression. Dynamic compliance and volume-pressure diagram during breathing, the contribution of elastic and viscous resistances. The work of breathing. Changes of work graphical representation during constricted lung diseases and airway obstruction. The pulmonary volumes and capacities and their measurements. Recording changes in pulmonary volume. Spirometry. Methods for measuring the functional residual capacity. Residual volume and total lung capacity. The anatomical and physiologic dead space and their measurement. The minute respiratory volume, pulmonary ventilation, alveolar, and dead space ventilation. The forced expiratory vital capacity and forced expiratory volume in normal conditions and during diseases (airway obstruction and constricted lungs). Effect of gravity on alveolar ventilation.
Pulmonary and bronchial circulations. Pulmonary hemodynamics. Flow, pressure and resistance in the pulmonary circulation system. Passive and active regulation of blood flow in the lungs. Blood flow distribution through the lung and gravity effects. The West's zones. Capillary fluid exchange in the lungs, role of lymphatics, pulmonary edema. Measurement of anatomical and physiologic shunts.
Gaseous exchange: Composition and partial pressures in the atmospheric, inspired, alveolar air. Diffusion of gases. Diffusion law and factors influencing diffusion rate. Diffusion and perfusion limited gas transfer. Measurement of diffusing capacity. The ventilation-perfusion ratio and its distribution in different parts of the lungs. Gaseous exchange and partial pressure with normal and abnormal ventilation-perfusion rate Compensation of ventilation-perfusion abnormalities.
Gas Transport in the blood: Transport of oxygen. The oxygen-hemoglobin dissociation curve, curve analysis and its physiological significance. Factors influencing the oxygen-hemoglobin dissociation curve. The Bohr effect and its physiological significance. Transport of carbon dioxide. The carbon dioxide dissociation curve. The Haldane effect and its physiological significance.
Metabolic use of oxygen by the cells. The respiratory exchange ratio. Diffusion of oxygen to the cells and oxygen utilization in different tissues. Effects of ischemia, hypoxia and anemia on the oxygen transport to the tissues..
Respiration neurogenesis: Organization and function of respiratory centers, the respiratory center in the medulla oblongata, apneustic and pneumotaxic centers. The bases of respiration rhythm. Chemical and not chemical controls of respiration. Control of ventilation by central and peripheral chemoreceptors. Respiratory effects of altitude. Pulmonary, bronchial and thoracic receptors regulate respiratory activity and redistribute blood flow and ventilation. Abnormal breathing and breathing during sleep.
URINARY SYSTEM.
Glomerular filtration, tubular reabsorption and secretion. Plasma clearance. Formation of urine: glomerular filtration. Composition of glomerular filtrate, the glomerular membrane. Factors determining glomerular filtration. Glomerular filtration rate (GFR) and inulin clearance, creatinine clearance. Factors determining the renal blood flow, PAH clearance, renal plasmatic flow, and filtration fraction. Regulation of glomerular filtration rate and renal blood flow. Autoregulation of the GFR and renal blood flow. Tubuloglomerular feedback.
Formation of urine: tubular reabsorption, secretion, and excretion. Clearance and measurement of tubular reabsorption and secretion, tubular load, excreted load, and reabsorbed or secreted load. Active and passive absorption, Maximum tubular transport.
Reabsorption and secretion in different segments of the nephron. Tubular reabsorption regulation. Processing of the main plasma constituents in the kidney. Glucose: Glucose reabsorption, glucose threshold, and glucose loss in the urine. Balance of Urea, Sodium, Potassium, Calcium, Phosphate and Magnesium.
Renal mechanisms for controlling water-electrolyte balance: Body fluids and renal function, intake versus water output. Measurement of body fluid volumes. Effect of adding iso-hyper and hypotonic solutions. Transport of water and solutes in different nephron segments. The mechanisms for excreting concentrated or dilute urine. The countercurrent mechanism. Osmolar clearance and free water clearance. Role of ADH. Osmotic and hemodynamic control of ADH release. Thirst mechanism. Control of extracellular fluid volume and regulation of NaCl excretion. Renin-Angiotensin system, Aldosterone, Atrial natriuretic peptide. Control of sodium excretion with normal ECV during volume increase or decrease. The micturition reflex. Control of micturition by the brain
Regulation of Acid-Base balance: Defense against pH changes, the acid-base buffers. The Henderson-Hasselbalch Equation. Titration curve for the bicarbonate buffer system. Respiratory regulation of acid-base balance. Renal control of acid-base balance. Kidney capability to excrete acidic urine: bicarbonate reabsorption, tileable acidity, excretion of ammonium ion. Respiratory and metabolic acidosis and alkalosis and compensation mechanisms.