Obiettivo del corso è l'acquisizione dei concetti fondamentali della fisiologia cellulare e della fisiologia generale e l'acquisizione delle nozioni e degli strumenti concettuali necessari per la rappresentazione delle funzioni dell'organismo umano (muscolare, percettiva, circolazione, respirazione, funzione renale, digestione, riproduzione), del loro controllo endocrino e nervoso e dei principali adattamenti all'attività fisica, all'allenamento e ad alcuni ambienti speciali. Lo studente dovrà anche essere in grado di affrontare la discussione di problemi omeostatici generali analizzando il contributo delle diverse funzioni e la loro integrazione.

1.Concetti generali. 1.1. Definizione storica della fisiologia. 1.2. Informazione e controllo. 1.2.1. L'informazione nei sistemi biologici. 1.2.2. I sistemi di controllo. 1.3. Concetto di mezzo interno e di omeostasi.

2. Fisiologia cellulare. 2.1. La membrana cellulare: composizione, architettura, fluidità. 2.2. Trasporti di membrana: diffusione semplice, diffusione facilitata, trasporto attivo primario e secondario. 2.3. Elettrofisiologia. Il potenziale di membrana. Proprietà elettriche passive di membrana e diffusione dei potenziali locali. Potenziale d'azione . Propagazione dell'impulso; mielina e propagazione saltatoria. Eccitabilità e refrattarietà. 2.4. Comunicazione intercellulare: messaggeri extracellulari, concetto di recettore, recettori intracellulari, recettori-canale, recettori mediati da proteine G, recettori catalitici.

3. Funzione muscolare. 3.1. Struttura e ultrastruttura del muscolo. Il sarcomero: architettura; composizione e struttura dei filamenti spessi e sottili. Altre proteine del sarcomero. Meccanismo della contrazione. Controllo della contrazione: accoppiamento eccitamento-contrazione; ruolo del Ca2+. 3.2. Classificazione morfo-funzionale delle fibrocellule muscolari. 3.3. Contrazione isometrica e isotonica. Scossa semplice e tetano muscolare. Relazione lunghezza-tensione; relazione forza-velocità. 3.4. Energetica del lavoro muscolare. Lavoro e potenza. Produzione di calore. Le fonti energetiche. 3.5. Il muscolo liscio: struttura; meccanismo della contrazione; controllo.

4. Neurofisiologia. 4.1. Neurobiologia 4.1.1. Il neurone. Rapporto forma-funzione. Eccitabilità della membrana neuronale. 4.1.2. Sinapsi. Sinapsi elettriche e sinapsi chimiche. Meccanismo presinaptico, meccanismo post-sinaptico mediato da recettori-canale e mediato da recettori metabotropi. Principali neurotrasmettitori e relativi recettori. Sinapsi eccitatorie e sinapsi inibitorie. 4.1.3. Cono di emergenza dell'assone, flusso dell'informazione e polarizzazione funzionale del neurone. Funzione integrativa del neurone. Circuiti neuronali fondamentali. 4.2. Sensibilità. 4.2.1. Lo stimolo sensoriale. Il momento periferico e il momento centrale della percezione. Recettori di senso: recezione e trasduzione. La codifica delle caratteristiche fondamentali dello stimolo: modalità; intensità; localizzazione spaziale; definizione temporale.4.2.2. Visione. Lo stimolo visivo. Occhio. Retina. Fotorecettori. Fototrasduzione. Campi recettivi retinici. Vie ottiche. Campi recettivi corticali. Introduzione all'eleborazione centrale dell'informazione visiva. 4.2.3. Sensibilità somatica. Sensibilità tattile. Dolore e controllo della sua percezione; sensibilità termica. Sensibilità propriocettiva. Le aree della sensibilità somatica. 4.2.4. Sensibiltà labirintica. 4.3. Motricità. 4.3.1. Il motoneurone. La giunzione neuromuscolare. L'unità motoria. Nuclei motori spinali. Controllo della forza di contrazione: frequenza di scarica e reclutamento. 4.3.2. Riflessi. Ruolo degli interneuroni. 4.3.3. Le vie discendenti del controllo motorio. 4.3.4. Cortecce motorie, cervelletto e gangli della base. 4.4. Il sistema nervoso autonomo.

5. Sangue. 5.1. Generalità e composizione. Plasma. Globuli rossi. Leucociti. Piastrine. 5.2. Emopoiesi e sua regolazione. 5.3. Emostasi e coagulazione.

6. Circolazione. 6.1. Generalità e anatomia funzionale dell'apparato cardiovascolare. 6.2. Cuore. 6.2.1. Anatomia e istologia funzionale del cuore. 6.2.2. Elettrofisiologia del tessuto miocardico specifico e comune. Automatismo. Diffusione dell'onda di depolarizzazione. Elettrocardiogramma. 6.2.3. Ciclo cardiaco: sistole, diastole, funzione delle valvole, pressione e volume del sangue. 6.2.4. Regolazione nervosa e ormonale dell'attività cardiaca. 6.3. Circolazione del sangue. 6.3.1. Schema generale della circolazione. Caratteristiche isto-funzionali dei vasi. 6.3.2. Principi di emodinamica. 6.3.3. Pressione arteriosa e sua regolazione. 6.3.4. Microcircolazione. Caratteri strutturali del microcircolo. Tipi di endotelio capillare. Regolazione locale del flusso ematico. Scambi nei capillari. 6.3.5. Circolazione venosa. Compliance venosa. Dinamica della circolazione venosa. 6.3.6. La circolazione nel muscolo scheletrico. 6.3.7. Caratteristiche del circolo polmonare. 6.4. Circolazione linfatica. 6.4.1. Composizione della linfa. 6.4.2. Struttura del sistema linfatico. 6.4.3. Dinamica del flusso linfatico. 6.5. Adattamenti della funzione cardiaca e della circolazione all'attività fisica e all'allenamento.

7. Respirazione. 7.1. Anatomia funzionale dell'apparato respiratorio. 7.2. Meccanica respiratoria. 7.3. Ventilazione alveolare. Membrana respiratoria. Scambi di gas nei polmoni e nei tessuti. 7.4. Trasporto dell'ossigeno e dell'anidride carbonica nel sangue. 7.5. Controllo nervoso e controllo chimico del respiro. 7.6. Intervento della respirazione nel controllo del pH. 7.7 Adattamenti della respirazione all'attività fisica e all'allenamento.

8. Funzione renale. 8.1. Anatomia funzionale del rene. Il nefrone. Circolazione renale. 8.2. Filtrazione glomerulare e sua regolazione. 8.3. Riassorbimenti e secrezioni tubulari. 8.4. Riassorbimento di acqua e regolazione dell'equilibrio idrico. 8.5. Regolazione dell'equilibrio acido-base da parte del rene. 8.6. Omeostasi degli ioni. 8.7. Regolazioni ormonali dei riassorbimenti e delle secrezioni tubulari. 8.8. Funzione endocrina del rene. Il sistema renina-angiotensina. 8.9. Vie urinarie. Minzione.

9. Digestione e assorbimento. 9.1. Anatomia funzionale dell'apparato digerente. 9.2. I principi nutritivi. 9.3. Digestione e assorbimento. 9.3.1. Digestione nella bocca, nello stomaco e nell'intestino. 9.3.2. Funzioni del fegato. 9.3.3. Movimenti intestinali. 9.3.4. Assorbimento intestinale. Assorbimento dell'acqua. 9.3.5. Controllo delle secrezioni e della motilità intestinale.

10. Fisiologia endocrina. 10.1. La comunicazione intercellulare e sua importanza nel pluricellulare. Comunicazione endocrina e paracrina. Classi chimiche, sintesi, trasporto e eliminazione degli ormoni. 10.2. Organizzazione generale dell'apparato endocrino. Rapporti neuro-endocrini. Retroazioni e controlli reciproci. Secrezione basale e risposta a stimoli. 10.3. Le ghiandole endocrine e i loro ormoni. Di ciascun ormone: anatomia funzionale della ghiandola endocrina; natura chimica dell'ormone; funzioni; recettore e meccanismo d'azione; regolazione della secrezione. 10.4. Adenoipofisi. 10.4.1. Il circolo portale ipotalamo-ipofisario e il controllo ipotalamico della funzione adenoipofisaria. 10.4.2. Gli ormoni dell'adenoipofisi: ormone della crescita, adrenocorticotropo, tireotropo, prolattina, follicolostimolante, luteinizzante. 10.5. Neuroipofisi. 10.5.1. Produzione ipotalamica, trasporto e rilascio degli ormoni neuroipofisari. 10.5.2. Ormoni neuroipofisari: ossitocina, antidiuretico. 10.6. Tiroide. 10.6.1. Metabolismo basale e sua regolazione. 10.6.2. Ormone tiroideo. 10.7. Il controllo della calcemia. 10.7.1. Valori e importanza del controllo della calcemia. 10.7.2. Paratormone. 10.7.3. Calcitonina. 10.7.4. Vitamina D. 10.8. Pancreas endocrino e controllo della glicemia. 10.8.1. Valori e importanza del controllo della glicemia. 10.8.2. Insulina. 10.8.3. Glucagone. 10.8.4. Altri ormoni iperglicemizzanti. 10.9. Controllo di natremia, kalemia e del volume ematico. 10.9.1. Aldosterone. 10.9.2. Peptide natriuretico atriale. 10.10. Glicocorticoidi. L'asse ipotalamo-ipofisi-corticosurrene. 10.11. Ormoni della midollare surrenale. Rapporti con la regolazione ortosimpatica. 10.12. Ormoni delle gonadi maschili e femminili. 10.13. Risposte ormonali allo stress e all'attività fisica.

11. Riproduzione. 11.1. Apparato riproduttore maschile. 11.1.1. Anatomia funzionale. 11.1.2. La funzione spermatogenetica. Le ghiandole annesse. 11.2. Apparato riproduttore femminile. 11.2.1. Anatomia funzionale. 11.2.2. La funzione ovogenetica. 11.2.3. Il ciclo ovarico e il ciclo uterino. 11.3. Fecondazione. 11.4. Gravidanza e parto. 11.5. Nascita e fisiologia neonatale. 11.6. La funzione riproduttiva in rapporto all'età: pubertà e menopausa.

12. Adattamenti a breve e a lungo termine all'alta quota.

13. Termoregolazione.

Per poter sostenere l'esame di Fisiologia umana è necessario aver superato gli esami di Chimica, di Fisica e di Anatomia umana. Inoltre, per affrontare lo studio della Fisiologia umana è necessario conoscere i contenuti del corso di Biochimica.

In accordo con i Descrittori di Dublino, alla fine del corso e per il superamento dell'esame, lo studente dovrà dimostrare di:

1. Aver raggiunto una conoscenza e una capacità di comprensione della Fisiologia umana che gli permetta di impostare la discussione di problematiche fisiologiche in modo logico e completo;

2. Saper impostare la trattazione di problemi applicativi nell'ambito della fisiologia dell'esercizio, utilizzando le conoscenze della fisiologia umana;

3. Saper valutare in modo autonomo e motivato eventuali opinioni diverse su aspetti problematici della fisiologia umana;

4. Saper esporre in lingua italiana corretta e con proprietà di linguaggio le proprie conoscenze;

5. Dimostrare di aver raggiunto una buona capacità di apprendimento, non solo in forma di memorizzazione delle informazioni studiate, ma anche in forma di organizzazione di un proprio pensiero intorno a tali informazioni.

Modalità didattiche

Lezioni frontali

Testi di studio

In alternativa, uno dei seguenti:
D.U. Silverthorn, Fisiologia. Un approccio integrato, Casa Editrice Ambrosiana, 2007.
R.M. Berne, M.N. Levy, B.M. Koeppen, B.A. Stanton, Fisiologia, Casa Editrice Ambrosiana, 2010.

Chi desidera approfondire i temi della fisiologia dell'esercizio può utilizzare, oltre a uno dei testi citati sopra, anche J. Lòpez Chicarro, A. Fernàndez Vaquero, Fisiologìa del Ejercicio, Editorial Medica Panamericana, 2006.

L'uso di dispense o di appunti non può sostituire in alcun modo lo studio su buoni testi.
Lo studio su uno o più testi non può sostituire la frequenza alle lezioni, né, d'altra parte, la frequenza alle lezioni esonera dallo studio sistematico su uno o più testi.

In alternativa, uno dei seguenti (a lezione i testi saranno presentati in modo critico):

D.U. Silverthorn, Fisiologia. Un approccio integrato, Casa Editrice Ambrosiana, 2007.

L. Sherwood, Fisiologia umana. Dalle cellule ai sistemi, Zanichelli, 2008 (testo semplice, con frequenti riferimenti alla fisiologia dell'esercizio).

R.M. Berne, M.N. Levy, B.M. Koeppen, B.A. Stanton, Fisiologia, Casa Editrice Ambrosiana, 2005 (testo classico, con un buon livello di approfondimento).

L'uso di dispense o di appunti non può sostituire in alcun modo lo studio su buoni testi.

Lo studio su uno o più testi non può sostituire la frequenza alle lezioni, né, d'altra parte, la frequenza alle lezioni esonera dallo studio sistematico su uno o più testi.

Modalità di
accertamento

Esame orale

Disabilità e DSA

Le studentesse e gli studenti che hanno registrato la certificazione di disabilità o la certificazione di DSA presso l'Ufficio Inclusione e diritto allo studio, possono chiedere di utilizzare le mappe concettuali (per parole chiave) durante la prova di esame.

A tal fine, è necessario inviare le mappe, due settimane prima dell’appello di esame, alla o al docente del corso, che ne verificherà la coerenza con le indicazioni delle linee guida di ateneo e potrà chiederne la modifica.

Modalità di
accertamento

Esame orale.

Disabilità e DSA

Le studentesse e gli studenti che hanno registrato la certificazione di disabilità o la certificazione di DSA presso l'Ufficio Inclusione e diritto allo studio, possono chiedere di utilizzare le mappe concettuali (per parole chiave) durante la prova di esame.

A tal fine, è necessario inviare le mappe, due settimane prima dell’appello di esame, alla o al docente del corso, che ne verificherà la coerenza con le indicazioni delle linee guida di ateneo e potrà chiederne la modifica.