FISIOLOGIA GENERALE E AMBIENTALE

 Conoscenza e capacità di comprensione

Al termine dell’insegnamento, lo studente dovrà dimostrare di:

·         Conoscere i principi fondamentali della fisiologia cellulare e sistemica.

·         Comprendere i meccanismi di omeostasi negli organismi animali.

·         Descrivere il funzionamento dei principali sistemi fisiologici (nervoso, endocrino, cardiovascolare, respiratorio, renale).

·         Comprendere le basi fisiologiche dell’adattamento degli organismi alle variazioni ambientali (temperatura, disponibilità idrica, ossigeno, salinità).

Capacità di applicare conoscenza e comprensione

Lo studente sarà in grado di:

• Applicare i principi fisiologici all’interpretazione di fenomeni biologici in contesti ambientali.
• Analizzare le risposte fisiologiche degli organismi a stress ambientali naturali o antropici.
• Interpretare dati sperimentali di base (grafici, parametri fisiologici, semplici risultati di laboratorio).
• Collegare i meccanismi fisiologici ai processi ecologici e adattativi.

Autonomia di giudizio

Lo studente dovrà dimostrare di:

• Valutare criticamente le risposte fisiologiche in relazione ai cambiamenti ambientali.
• Distinguere tra adattamento fisiologico, acclimatazione e patologia.
• Integrare conoscenze di fisiologia con quelle di ecologia, zoologia e biologia ambientale.
• Formulare ipotesi interpretative su semplici casi studio.

Abilità comunicative

Lo studente sarà in grado di:

·         Utilizzare correttamente il linguaggio tecnico della fisiologia.

·         Esporre in modo chiaro e coerente i meccanismi fisiologici.

·         Interpretare e descrivere grafici e schemi funzionali.

·         Comunicare concetti fisiologici in modo adeguato sia in ambito scientifico sia divulgativo.

Capacità di apprendimento

Al termine del Corso, lo studente sarà in grado di:

· Essere in grado di approfondire autonomamente argomenti di fisiologia su testi e articoli scientifici.

· Integrare conoscenze fisiologiche con discipline affini.

· Aggiornarsi su tematiche emergenti relative alla fisiologia ambientale e comparata.

· Sviluppare un metodo di studio critico e analitico applicabile anche ad altri ambiti biologici.

Per gli studenti con disabilità e neurodiversità saranno garantiti gli strumenti compensativi e le misure dispensative individuate, dal CInAP - Centro per l'inclusione attiva e partecipata dell'Università di Catania, in base alle specifiche esigenze e in attuazione della normativa vigente. 

Membrane cellulari

Composizione, organizzazione, asimmetrie strutturali – Giunzioni intercellulari.

Scambi tra cellule ed ambiente

Diffusione semplice attraverso le membrane – Diffusione attraverso canali: selettività dei canali, canali di leakage (“sempre” aperti ) e canali gated (dotati di “porte”), canali idrici (acquaporine) - Trasporti mediati: carriers di membrana, diffusione facilitata, trasporti attivi primari e secondari - Spostamento di acqua attraverso le membrane: osmosi - Trasporti vescicolari: fagocitosi, pinocitosi, esocitosi – Scambi attraverso gli epiteli.

Flussi ionici ed effetti elettrici

Equilibri ionici – Potenziale di diffusione e potenziale di equilibrio – Proprietà elettriche delle membrane – Genesi del potenziale di membrana.

Cellule eccitabili

Caratteristiche del potenziale di azione: refrattarietà, accomodazione – Conduzione dei segnali lungo le fibre nervose: velocità, mielinizzazione – Proprietà elettriche di membrana delle fibre miocardiche di pacemaker e di quelle aspecifiche – Fibre muscolari scheletriche e lisce: aspetti elettrici, meccanici e metabolici della contrazione – Gli ioni Ca2+ nella contrazione muscolare.

Comunicazione tra cellule

Meccanismi, modulazione e controllo della comunicazione endocrina: ormoni, recettori, secondi messaggeri – Comunicazione sinaptica: sinapsi elettriche e chimiche, meccanismi pre- e post-sinaptici, neurotrasmettitori e neuromodulatori, sommazione spazio-temporale, plasticità (LTP ed LTD) – Sinapsi neuro-muscolare.

Codificazione delle informazioni sensoriali

Complessi recettoriali: classificazioni, definizione di stimolo, soglia e campo recettivo - Meccanismi di trasduzione e codificazione – Sensibilità recettoriale – Riflessi spinali.

Controllo delle funzioni vegetative

Organizzazione del sistema nervoso – Programmi integrati: funzioni ipotalamiche.

Apparato cardio-circolatorio

Sangue: composizione, funzioni, trasporto dei gas, emopoiesi.

Emodinamica (velocità, pressione, resistenze, regimi di flusso) – Funzioni delle arterie: proprietà elastiche, polso arterioso – Controllo distrettuale e sistemico delle resistenze periferiche - Scambi capillari – Ritorno venoso

Funzione cardiaca: automatismo, proprietà meccaniche ed elettriche, regolazione intrinseca ed estrinseca.

Ventilazione

Ventilazione in ambiente acquatico e terrestre - Aspetti meccanici della ventilazione polmonare: spazi morti, volumi respiratori, pressione intrapleurica ed alveolare, compliance, tensione superficiale - Diffusione alveolo-capillare – Controllo della ventilazione: centri bulbo-pontini, ritmicità intrinseca, regolazione chimica e meccanica.

Regolazione dell’ambiente interno

Meccanismi renali: filtrazione, riassorbimento, secrezione – Escrezione delle scorie metaboliche - Bilancio idrico: concentrazione delle urine - Controllo di volume, osmolarità ed equilibrio acido-base delle soluzioni corporee.

Digestione

Apparato digerente: motilità, secrezioni e assorbimenti - Pancreas esocrino - Ruolo della bile - Controllo nervoso e chimico delle funzioni gastrointestinali.

Sistema riproduttivo

Gonadi, gametogenesi, differenziazione sessuale, fisiologia del sistema riproduttivo maschile e femminile, ciclo ovarico, gravidanza, parto.

D.U. Silverthorn, Fisiologia umana, Casa Editrice Ambrosiana;

R. Hill, G. Wyse, M. Anderson, Fisiologia animale, Zanichelli;

D. Schimdt-Nielsen, Fisiologia animale, Piccin.

Esame Orale. La verifica dell’apprendimento potrà essere effettuata anche per via telematica, qualora le condizioni lo dovessero richiedere. La valutazione avviene in trentesimi L'esaminando dovrà rispondere ad un minimo di tre/quattro domande su tutte le parti oggetto del programma. Lo studente dovrà dimostrare, con adeguate capacità espositive e argomentative, di possedere una conoscenza ed una comprensione organica del programma. I criteri di valutazione sono i seguenti: 

i) Eccellente (votazione 30-30 e lode): ottima conoscenza e comprensione degli argomenti, ottima proprietà di linguaggio, capacità avanzate di applicare le conoscenze per la risoluzione dei problemi proposti;

 ii) Buono (votazione 26-29): buona padronanza degli argomenti e proprietà di linguaggio, buona capacità di applicare le conoscenze acquisite alla risoluzione dei problemi proposti; iii) Discreto (votazione 22-25): Discreta conoscenza del programma, ma non piena comprensione dei suoi aspetti più' profondi, limitata capacità di applicare autonomamente le conoscenze alla soluzione dei problemi proposti; 

iv) Sufficiente (votazione 18-21): comprensione poco approfondita del programma, minima conoscenza di base degli argomenti, difficoltà nella risoluzione degli esercizi e dei problemi proposti, limitata proprietà di linguaggio;

 v) Insufficiente: mancata comprensione degli argomenti di base, conoscenza limitata e parziale degli argomenti del programma. 

Per gli studenti con disabilità e neurodiversità saranno garantiti gli strumenti compensativi e le misure dispensative individuate, dal CInAP - Centro per l'inclusione attiva e partecipata dell'Università di Catania, in base alle specifiche esigenze e in attuazione della normativa vigente. 

 Potenziale di membrana a riposo e potenziale d'azione;

 Trasporto gas nel sangue;

 Il ruolo del glomerulo renale;

 La contrazione muscolare