Docente/i: Valeria Merico   Franco Tanzi  

Denominazione del corso: Biologia e fisiologia applicate
Codice del corso: 503183
Corso di laurea: Bioingegneria
Sede: Pavia
Settore scientifico disciplinare: BIO/06,BIO/09
L'insegnamento è affine per: Bioingegneria
Crediti formativi: CFU 6
Sito web del corso: http://www-3.unipv.it/webtanzi/

Obiettivi formativi specifici

L'insegnamento si propone di fornire allo studente le nozioni fondamentali per la comprensione i) dei meccanismi molecolari e genetici che controllano la vita cellulare, il differenziamento tissutale e lo sviluppo animale, e ii) dei meccanismi di controllo del'organismo umano. A tale scopo esso è strutturato in due moduli: Biologia generale e Fisiologia Applicata. BIOLOGIA GENERALE. L'obiettivo del modulo è fornire le nozioni generali sulla struttura e funzione delle cellule, quali unità fondamentali degli organismi viventi. In particolare, verranno presi in esame i cambiamenti e le interazioni cellulari che regolano le struttura e la funzione dei tessuti animali. FISIOLOGIA APPLICATA (Franco Tanzi). Obiettivo del modulo è lo studio della funzione sensitiva e motoria del sistema nervoso, e della funzione cardiovascolare.

Programma del corso

Entrambi i moduli vengono svolti nel I semestre. Il modulo di Biologia generale precede quello di Fisiologia Applicata.

BIOLOGIA GENERALE

• Struttura della cellula eucariote: relazione tra forma e funzione.
• Membrana plasmatica.
• Struttura e funzione degli organuli cellulari: apparato vacuolare (involucro nucleare, reticolo endoplasmatico ruvido e liscio, apparato del Golgi, lisosomi), mitocondrio, citoscheletro.
• Ruolo della membrana plasmatica nel riconoscimento tra cellule e nella adesione intercellulare e tra cellula e matrice extracellulare;
• Ruolo del citoscheletro nella dinamica cellulare, interazione con la membrana e con la matrice extracellulare;
• Matrice extracellulare: funzione e ruolo nell'organizzazione tissutale e nella proliferazione, migrazione e differenziamento cellulare.

FISIOLOGIA APPLICATA

• IL SISTEMA NERVOSO: LA FUNZIONE SENSITIVA
• Struttura del sistema nervoso centrale. I recettori sensoriali. La trasduzione del segnale. L’analisi dello stimolo e l'elaborazione della risposta.
• La funzione uditiva. Il suono. La struttura dell’apparato uditivo. La trasduzione meccano-elettrica. Corrente di K+ e variazioni di Vm. Risposte riflesse e percezione dei suoni.
• Il sistema vestibolare. Struttura del sistema vestibolare.Trasduzione meccano-elettrica.Risposte alle informazioni vestibolari.
• La funzione visiva La luce.La struttura dell’occhio. La formazione dell’immagine sulla retina. La struttura della retina. La fototrasduzione. Elaborazione dei segnali nella retina: campi a centro "on" o a centro "off". Elaborazione dei segnali luminosi nel SNC.
• IL SISTEMA NERVOSO: LA FUNZIONE MOTORIA
• La contrazione muscolare. I muscoli scheletrici. La contrazione delle cellule muscolari scheletriche. L’unità motoria. Il controllo della forza di contrazione nel muscolo.
• I riflessi spinali. Le azioni riflesse. Il riflesso miotatico diretto.Il riflesso miotatico inverso. Il riflesso cutaneo (o di allontanamento). Il principio dell’innervazione reciproca. La modulazione dei riflessi spinali da parte dei centri nervosi superiori. I movimenti volontari.
• IL SISTEMA CARDIOVASCOLARE
• La funzione meccanica del cuore. La struttura del cuore. Il ciclo cardiaco. La pressione nell’aorta. I toni cardiaci. La pressione negli atri. Il lavoro del cuore. Il controllo della gettata sistolica.
• L'attività elettrica del cuore. Le cellule muscolari cardiache. Il potenziale d'azione delle cellule di lavoro.La contrazione delle cellule muscolari cardiache di lavoro. L'attività elettrica delle cellule pacemaker.La propagazione del potenziale d'azione. La legge del ritmo dominante. La modulazione della frequenza cardiaca.
• La struttura del sistema circolatorio. Il circolo sistemico. Il circolo polmonare. La struttura e la funzione dei vasi.
• Principi di emodinamica La legge di Poiseuille. Il principio di Bernouilli. La legge di Laplace.
• Flussi, pressioni, resistenze. Pressioni e resistenze nei vari distretti circolatori. Il riempimento dei ventricoli. Il controllo del flusso sanguigno. L’elasticità delle arterie. La regolazione della pressione arteriosa a breve termine. La posizione verticale. Scambi a livello dei capillari. L’emorragia.

Prerequisiti

Fisiologia Applicata: concetti fondamentali di Chimica Generale, Biochimica, Fisica e Citologia.

Tipologia delle attività formative

Lezioni (ore/anno in aula): 46
Esercitazioni (ore/anno in aula): 0
Attività pratiche (ore/anno in aula): 0

Materiale didattico consigliato

Alberts et al.. L'essenziale di Biologia Molecolare della Cellula, II edizione. Zanichelli, 2005.

Widmaier, Raff e Strang. Vander - Fisiologia. Casa Editrice Ambrosiana.

Modalità di verifica dell'apprendimento

Esame scritto, con possibilità di ulteriore orale.