Laurea Magistrale in Medicina e Chirurgia - sede di Torino

La fisiologia è lo studio scientifico del funzionamento normale dell’organismo vivente, in termini di processi fisici e chimici. Prerequisiti sono conoscenze di matematica, fisica, chimica, biochimica. Il funzionamento dell’organismo si basa sulla sua struttura a livello macro- e microscopico: prerequisiti sono quindi le conoscenze di anatomia e istologia.

Metodologia Clinica
Esami del IV anno e successivi anni corso
Tirocinio abilitante – Area Medica; Tirocinio abilitante – Area Chirurgica; Tirocinio abilitante – Area Medicina Generale

OBIETTIVI DI CONOSCENZA 
Lo studente deve conoscere le modalità di funzionamento dei diversi organi del corpo umano, la loro integrazione dinamica in apparati ed i meccanismi generali di controllo funzionale in condizioni fisiologiche. Il Corso di fisiologia si propone di fornire allo studente le premesse necessarie alla comprensione delle discipline che seguiranno nel corso degli studi preclinici e clinici.

Valutazione ed interpretazione delle condizioni funzionali nell’uomo in condizioni fisiologiche, presupposto necessario alla corretta valutazione degli stati patologici.

Comprensione dei meccanismi che regolano il funzionamento dei vari apparati e la loro integrazione nel mantenimento dell’omeostasi dell’organismo

INTRODUZIONE ALLO STUDIO DELLA FISIOLOGIA.

Mezzo interno. Omeostasi. Retroazione negativa e positiva, controllo riflesso, controllo anticipatorio, ritmi biologici.

FISIOLOGIA DEL NEURONE E DELLA SINAPSI

Movimento di molecole e attraversamento delle membrane biologiche. Compartimenti liquidi dell’organismo. Diffusione. Canali ionici. Trasportatori di membrana. Osmosi.
Neurone e cellule gliali. Trasporto assonico. Fisiologia di astrociti. Liquor cefalorachidiano. Barriera ematoencefalica.
Biofisica delle membrane eccitabili. Legge di Nernst. Equazione di Goldman. Potenziale di riposo. Potenziale d’azione. Elettrofisiologia passiva. Conduzione del potenziale d’azione.
Trasmissione sinaptica.  Sinapsi elettrica. Sinapsi chimica: meccanismi presinaptici e ciclo delle vescicole sinaptiche. Neurotrasmettitori. Meccanismi postsinaptici. Sommazione temporale e spaziale. Inibizione e facilitazione presinaptica. Recettori dei neurotrasmettitori.

FISIOLOGIA DELLA CONTRAZIONE MUSCOLARE
Meccanismo contrattile. Ciclo dei ponti trasversali. Accoppiamento eccitazione-contrazione.

Meccanica della contrazione muscolare. Contrazione isotonica e isometrica. Scossa muscolare, sommazione e tetano. Curva tensione-lunghezza del muscolo. Curva velocità-forza. Potenza meccanica.

Energetica muscolare. Substrati energetici. Fatica muscolare. Sottotipi di fibre muscolari scheletriche. Reclutamento delle unità motorie.
Fisiologia del muscolo liscio. Muscolo liscio unitario e multiunitario. Vie di trasduzione per la contrazione. Ciclo dei ponti trasversali e stato “bloccato”.

FISIOLOGIA DELL’APPARATO CARDIOVASCOLARE
Organizzazione generale e funzionale.

Fisiologia del muscolo cardiaco: confronto con muscolo scheletrico e liscio, potenziale d'azione, accoppiamento eccitazione-contrazione, proprietà meccaniche.

Attività elettrica e contrattile del cuore
Miocardio, pacemaker e sistema di conduzione. Cronotropismo, dromotropismo, inotropismo, batmotropismo, lusitropismo. Ciclo cardiaco, volumi, toni e soffi cardiaci. Legge di Starling, precarico e postcarico, controllo nervoso, umorale e farmacologico.

Elettrofisiologia e ritmo cardiaco
Sistema di conduzione, elettrocardiogramma normale e basi fisiche dell’elettrocardiografia. Derivazioni ECG, analisi vettoriale, aritmie cardiache e loro interpretazione.

Emodinamica e regolazione cardiovascolare
Flusso, pressione, resistenza vascolare. Controllo intrinseco ed estrinseco della funzione cardiovascolare, microcircolazione e sistema linfatico. Riflesso barocettoriale e altri riflessi cardiovascolari. Controllo della pressione arteriosa a breve, medio e lungo termine. Regolazione della gittata cardiaca e del ritorno venoso.

Circolazione coronarica e renale
Fisiologia del circolo coronarico e di altre circolazioni specializzate (muscolare, cerebrale, cutanea, scheletrica). Controllo del flusso sanguigno locale e umorale. Adattamenti fisiologici durante esercizio e invecchiamento cardiovascolare.

Sangue e proprietà fisiche
Caratteristiche del sangue, viscosità, sedimentazione, VES ed ematocrito.

FISIOLOGIA DELLA RESPIRAZIONE
Concetto di respirazione. Respirazione esterna. Polmone come scambiatore di gas. Vie aeree e volume alveolare. Spirometria: volumi e capacità polmonari. Leggi dei gas.
Volumi e capacità polmonari e loro misura. Spirometro. Misura della capacità funzionale residua: metodi del lavaggio dell’azoto e della diluizione dell’elio, pletismografia.
Ventilazione. Definizione e misura. Ventilazione totale (volume minuto). Ventilazione alveolare e sua misura. Spazio morto e metodi di misura: metodo di Fowler, metodo di Bohr. Pressioni parziali dei gas nell’aria ambiente e nell’aria alveolare. Equazioni dell’aria alveolare. Iperventilazione ed ipoventilazione. Distribuzione della ventilazione.
Meccanica polmonare. accoppiamento meccanico torace-polmone, origine della pressione pleurica. Pneumotorace. Volumi di riposo del polmone, del torace e del sistema torace-polmone. Relazione volume-pressione a rilasciamento del torace, del polmone e del sistema torace-polmone. Metodo di misura della compliance. Compliance specifica. Fibre elastiche. Ruolo della tensione superficiale. Surfactant. Effetto stabilizzante del surfactant.
Resistenze al flusso nell’atto respiratorio. Sede e fattori che determinano la resistenza al flusso nelle vie aeree. Analisi del ciclo respiratorio. Espirazione forzata. Relazioni tra flusso espiratorio e volume. Compressione e dinamica delle vie aeree. Volume di chiusura. Lavoro respiratorio. “Loop” respiratorio.
Diffusione alveolo-capillare. Legge di Fick della diffusione alveolare. Tempo di equilibrio delle pressioni parziali dei gas attraverso la membrana alveolo-capillare. Capacità di diffusione. Circolazione polmonare.
Distribuzione della ventilazione e della perfusione. Rapporto ventilazione/perfusione. Disomogeneità del rapporto ventilazione/perfusione. Curva CO₂-O₂. meccanismi correttivi della disomogeneità del rapporto ventilazione/perfusione.
Trasporto dell’ossigeno nel sangue. Capacità del sangue per l’ossigeno. Emoglobina. Saturazione dell’emoglobina per l’ossigeno. Curva di dissociazione dell’emoglobina per l’ossigeno ed effetto su essa di pCO₂, pH e temperatura. Effetto Bohr. Trasporto della CO₂ nel sangue. Capacità del sangue per la CO₂. Effetto Haldane.
Omeostasi della [H⁺] e sua regolazione. Sistemi tampone del sangue: bicarbonati, fosfati, emoglobina, proteine. Equazione di Henderson-Hasselbalch. Diagramma di Davenport. Acidosi ed alcalosi di origine metabolica o respiratoria e loro compenso. Concetto di eccesso di basi.
Regolazione della ventilazione. Localizzazione dei centri respiratori. Tipi di neuroni respiratori. Riflesso di Hering-Breuer. Risposta respiratoria alla CO₂, pH, O₂. Chemocettori periferici e centrali. Tipi di respiro patologico.
Fisiologia dell’alta quota, acclimatazione, adattamento.
Fisiologia iperbarica. Immersioni in apnea e con attrezzatura. Malattia dei cassoni. Effetti dell’ossigeno iperbarico.
Fisiologia dell’esercizio fisico.

FISIOLOGIA DEL RENE
Introduzione allo studio del rene e sue funzioni principali. Aspetti morfo-funzionali del nefrone. Vascolarizzazione renale. Composizione e escrezione dell’urina (regolazione della minzione).
La filtrazione glomerulare. Barriera di filtrazione. Forze coinvolte nella filtrazione. Coefficiente di filtrazione. Fattori che influenzano la filtrazione glomerulare.
Il riassorbimento e la secrezione tubulare. Forze coinvolte nel riassorbimento tubulare. Meccanismi di trasporto paracellulare e transcellulare. Riassorbimento attivo e passivo. Secrezione tubulare di cationi ed anioni organici.
Trattamento renale delle varie sostanze filtrate. Clearance renale. Inulina e creatinina, PAI. Parametri di funzionalità renale.
Regolazione della circolazione renale. Pressione media ed autoregolazione. Controllo nervoso simpatico.
Controllo del volume plasmatico. Bilancio del sodio. Eliminazione del sodio tramite la filtrazione e il controllo del riassorbimento tubulare.
Controllo ormonale della funzione renale. Il sistema renina-angiotensina-aldosterone. Atriopeptina. ADH. Paratormone.
Controllo dell’osmolarità extracellulare. Volume minimo urinario. Concentrazione dell’urina. Il sistema di moltiplicazione e scambio controcorrente. Controllo osmocettivo della secrezione di ADH. Componente renale del bilancio idrico, regolazione della sete.
Controllo renale dell’equilibrio acido-base. Secrezione renale di H⁺. Riassorbimento di HCO₃^-. Compenso renale di alterazioni dell’equilibrio acido-base.
Bilancio del K⁺, del Ca²⁺, del fosfato e del magnesio.

SISTEMA DIGERENTE
Interazioni del sistema gastroenterico con il sistema nervoso, con il sistema immunitario e con il microbiota. Regolazione nervosa intrinseca ed estrinseca, endocrina e paracrina. Riflessi brevi e lunghi. Regolazione del comportamento alimentare. 

Motilità del sistema gastroenterico. Attività elettrica: onde lente e potenziali d’azione. Tipi di motilità: peristalsi, segmentazione ritmica, movimenti di massa, contrazione tonica degli sfinteri. Legge dell’intestino. Retroperistalsi. Riflesso del vomito. Masticazione. Deglutizione. Motilità gastrica. Motilità intestinale. Riflesso di defecazione.
Secrezioni del sistema gastroenterico. Bilancio idrico del sistema digerente. Secrezione salivare, gastrica, pancreatica, biliare e intestinale.
Digestione e assorbimento. Digestione e assorbimento dei carboidrati, delle proteine, dei lipidi. Assorbimento degli elettroliti, dell’acqua e delle vitamine. Composizione delle feci.

Circolazione splancnica. Flusso e pressione nel circolo intestinale ed epatico, regolazione metabolica, nervosa e ormonale.

METABOLISMO ENERGETICO
Bilancio energetico. Bomba calorimetrica. Calorimetria diretta e indiretta. Quoziente respiratorio. Metabolismo basale. Fabbisogno energetico complessivo.

FISIOLOGIA DEL SISTEMA NERVOSO

Sistema motorio
Introduzione. Organizzazione generale del sistema motorio. Trasformazioni sensori-motorie, modelli interni, controlli a feedforward e feedback.
Midollo spinale. Principio di Henneman. Fisiologia dei fusi neuromuscolari e riflesso miotatico. Riflesso miotatico inverso. Circuito inibitore ricorrente di Renshaw. Riflesso flessorio. Riflesso H. Sindrome da sezione del midollo spinale.
Apparato vestibolare. Recettori ampollari e recettori maculari. Proiezioni dei nuclei vestibolari.
Postura ed equilibrio. Equilibrio posturale. Risposte posturali. Aggiustamenti posturali anticipatori. Ruolo delle afferenze sensoriali. Effetti di lesioni troncoencefaliche.
Locomozione. Meccanica del passo. Generatori spinali del ritmo locomotorio. Ruolo delle afferenze sensoriali. Controllo sopraspinale della locomozione.
Movimenti oculari. Micromovimenti. Movimenti saccadici e di inseguimento lento. Riflessi vestibolo-oculare e optocinetico. Movimenti di vergenza.
Cervelletto. Modelli interni e segnali anticipatori. Circuiti corticali e cellule di Purkinje. Il cervelletto come regolatore variabile. Ruoli funzionali di: vestibolocerebello, spinocerebello, corticocerebello. Effetti motori dell’inattivazione. Segni di deficit cerebellare.
Nuclei della base. Circuiti scheletromotorio, oculomotorio, prefrontale/decisionale, limbico. Ruolo dei segnali colinergici e dopaminergici. Conseguenze di lesioni ai nuclei della base. Controllo corticale del movimento. Area motoria primaria: codifiche della scarica neuronale. Area supplementare motoria, cingolata rostrale, premotoria dorsale, premotoria ventrale, aree associative parietali.

Sistemi sensoriali
Fisiologia oggettiva e soggettiva. Esperienza sensoriale, sensazione e percezione. Campo recettivo. Convergenza e divergenza. Inibizione laterale. Concetti di soglia e soglia differenziale. Leggi della psicofisica.

Sistema sensoriale somato-viscerale e sue modalità. Meccanocezione, propriocezione, termocezione e nocicezione. Caratteristiche funzionali dei recettori. Acuità sensoriale. Dermatomeri. Sistema delle colonne dorsali-lemnisco mediale, antero-laterale, trigeminale. Talamo. Aree somestesiche SI, SII. Somatotopia.

Dolore. Caratteristiche e componenti della sensazione dolorifica. Algometria. Nocicezione. Dolore proiettato e dolore riferito.  Sistemi inibenti il dolore: teoria del cancello. Controllo discendente.

Fisiologia della visione
Sistema diottrico dell’occhio. Difetti di rifrazione. Accomodazione statica e dinamica. Riflesso fotico diretto e consensuale. Pressione intraoculare. Oftalmoscopio.
Differenze funzionali dei fotocettori. Fototrasduzione.
Elaborazione del segnale luminoso. Risposta delle cellule bipolari, orizzontali e cellule gangliari. Campo visivo e vie visive. Campi recettivi del corpo genicolato laterale. Corteccia visiva primaria: retinotopia, campi recettivi, colonne di dominanza oculare e di orientamento. Aree visive secondarie. Agnosie visive. La visione dei colori. Difetti della visione dei colori.
Psicofisica della visione: adattamento alla luce ed al buio. Acuità visiva. Contrasto simultaneo. Proprietà temporali della trasmissione della retina, frequenza critica di fusione.

Fisiologia dell'udito
Il suono, misure dell’intensità del suono. Trasmissione della vibrazione sonora nell'orecchio medio. Vibrazione dei liquidi endococleari e della membrana basilare. Trasmissione sonora per via ossea. Trasduzione meccano-elettrica: elettrofisiologia della coclea a riposo e delle risposte cocleari allo stimolo acustico. Localizzazione della provenienza del suono. Corteccia uditiva. Psicofisica: Soglie psicofisiche ed audiogramma.

Funzioni superiori del sistema nervoso

Fisiologia delle emozioni
Emozione e sistema limbico. Teorie di Papez e di McLean. Ruolo dell’amigdala. Sindrome di Kluver-Bucy. Motivazioni di base. Termoregolazione, Controllo dell’apporto alimentare. Controllo dell’apporto idrico.

Attività elettrica corticale. EEG, ECoG, MEG. Potenziali evocati. Tecniche di bioimmagine. Ciclo sonno/veglia: aspetti EEGrafici e comportamentali. Sonno n-REM e sonno REM.
Linguaggio e dominanza emisferica
Origini e sviluppo del linguaggio. Lateralizzazione del linguaggio. Aree cerebrali implicate nel linguaggio. Teorie. Afasie. Anatomia funzionale del corpo calloso. Pazienti splitbrain. Stimolazione tachistoscopica e dicotica.

Memoria e apprendimento
Apprendimento associativo e non associativo. Memoria a breve e a lungo termine. Memoria esplicita ed implicita. Ruolo dell’ippocampo. Processo di consolidamento. Analisi dei pazienti amnesici. Tipi di amnesia e correlato biologico. Meccanismi cellulari e sub-cellulari alla base dei processi di apprendimento e di memoria. Plasticità neuronale nello sviluppo e nell’adulto.

SISTEMA ENDOCRINO (non trattato a lezione)

Regolazione endocrina del metabolismo organico: insulina, glucagone, adrenalina, noradrenalina, leptina. Principi di funzionamento dell’asse ipotalamo-ipofisario. Ormoni della corticale del surrene. Ormoni della midollare surrenale. Regolazione endocrina della crescita e dello sviluppo. Aspetti biologici della sessualità. Controllo endocrino della funzione sessuale e della riproduzione. Controllo endocrino dell’allattamento.
Controllo endocrino dell’omeostasi del calcio e del fosfati.

 

TERMOREGOLAZIONE (non trattato a lezione)
Richiami di Fisica: produzione e cessione di calore. Regolazione della temperatura corporea.

 

Lezione frontale. Solo in caso di impossibilità a svolgere la lezione in aula si utilizzerà una modalità telematica (streaming webex).

Vista la vastità del programma, l'esame è diviso in due prove parziali, che possono essere superate nello stesso appello o in appelli diversi. Le due prove si svolgeranno in giorni diversi in tutti gli appelli in cui sarà possibile. Gli esami di Fisica e di Anatomia, che sono propedeutici alla Fisiologia, devono essere superati per potersi iscrivere alle prove parziali di Fisiologia.

PROVA A) Prima parte del programma con fisiologia del neurone, della sinapsi e della fibra muscolare scheletrica e liscia; Fisiologia del sistema nervoso. Fisiologia del sistema endocrino. Corrisponde al programma svolto dai Prof. Tempia, Hoxha, Benedetti, più il sistema endocrino, che non viene svolto a lezione. L'esame è un quiz di 50 domande a scelta multipla con 4 opzioni, senza penalizzazione, più una domanda aperta che vale fino a un massimo di 5 punti, che si sommano ai 50 punti massimi del quiz. La sufficienza è 30/55. Il voto in trentesimi si ottiene moltiplicando il voto per 0,6. Quindi la sufficienza è 18. I voti superiori a 30 saranno verbalizzati come 30 e lode. La prima prova, compresa la domanda aperta, deve essere svolta in 60 minuti. L'esito della prova rimane valido per 12 mesi.

PROVA B) Fisiologia degli organi e degli apparati della vita vegetativa. Corrisponde al programma svolto dai Prof. Pagliaro, Penna, Ghirardi, Fiumara. Comprende il metabolismo corporeo e la termoregolazione. Prima di sostenerlo è fortemente consigliato aver superato la prima prova parziale (prova A). L'esame è un quiz vero/falso con 30 domande seguito da una prova orale. Ogni risposta esatta vale 1 punto. La sufficienza per accedere alla prova orale è 21. La prova scritta deve essere svolta in 25 minuti. L'esito della prova (scritto più orale) rimane valido per 12 mesi.

I quiz saranno tutti tramite la piattaforma Moodle, ed è necessario portare con sé in aula un computer portatile o un tablet per collegarsi a Moodle. È necessario anche un documento d’identità (per es. tessera universitaria con foto). I quiz non sono navigabili: una volta usciti da una domanda non è possibile rientrarvi. Per iniziare i quiz è necessaria una password che verrà data in aula. Per il quiz è possibile che ci siano più turni di esame, in base alla capienza delle aule disponibili. 

In caso di rifiuto del voto di una prova parziale, decade il voto anche dell'altra prova parziale, nel caso in cui fosse già stata superata e accettata.

Per avere il voto verbalizzato, una volta superate entrambe le prove (A e B) la studentessa/lo studente dovrà essere iscritto all'appello verbalizzante

Questa nuova modalità di esame si applica anche alle studentesse/agli studenti che hanno frequentato negli anni precedenti con lo stesso ordinamento didattico.

 

I docenti sono disponibile a chiarire eventuali argomenti, su richiesta degli studenti.

A scelta dello studente tra:

• Grassi, Negrini, Porro,“Fisiologia Umana”, Poletto Editore
• Pape, Kurtz, Silbernagl “Fisiologia” ed. EdiSES
• Guyton, Hall “Fisiologia Medica” ed. Edra
• Koeppen, Stanton “Berne & Levy Fisiologia” Casa Ed. Ambrosiana
• Boron, Boulpaep “Fisiologia Medica” ed. Edra

Sono qui indicati anche testi monografici dove la trattazione degli argomenti è spesso più aggiornata e più diffusa. In detti testi lo studente può trovare molto del materiale didattico utilizzato nel corso.

Testi monografici: 

Biofisica e sistema nervoso:

• Purves “Neuroscienze” ed. Zanichelli
• Kandel, Schwartz, Jessel “Principi di Neuroscienze” ed. Casa Editrice Ambrosiana. 

Apparato cardiocircolatorio:

• Pagliaro, Penna “Fisiologia cardiovascolare”; Edises
• Levick “An Introduction to Cardiovascular Physiology” 5th ed. Taylor & Francis Ltd.

Apparato respiratorio:

• West “Fisiologia della respirazione, L'essenziale” ed. Piccin
• Levitzky “Fisiologia polmonare” ed. Mc Graw Hill

Apparato urinario:

• Pagliaro, Ghirardi, Penna “Fisiologia renale” Edises
• Vander “Fisiologia renale” ed. Mc Graw Hill