Guida degli insegnamenti
Syllabus
Partially translatedTradotto parzialmente
PAOLO MIGANI
Lingua di erogazione: ITALIANOLessons taught in: ITALIAN
Laurea - [ST01] SCIENZE BIOLOGICHE First Cycle Degree (3 years) - [ST01] BIOLOGICAL SCIENCES
Dipartimento: [040017] Dipartimento Scienze della Vita e dell'AmbienteDepartment: [040017] Dipartimento Scienze della Vita e dell'Ambiente
Anno di corsoDegree programme year : 2 - Secondo Semestre
Anno offertaAcademic year: 2018-2019
Anno regolamentoAnno regolamento: 2017-2018
Obbligatorio
Crediti: 9
Ore di lezioneTeaching hours: 72
TipologiaType: B - Caratterizzante
Settore disciplinareAcademic discipline: BIO/09 - FISIOLOGIA
ITALIANO
Italian
Per seguire il corso di Fisiologia Generale gli studenti devono avere
conoscenze di Matematica, Fisica, Chimica ed Anatomia Comparata, al
livello delle corrispondenti materie presenti nel corso di Scienze
Biologiche. Sarebbero inoltre utili conoscenze di base di Biochimica
To attend the course of General Physiology, students must have notions
of Mathematics, Physics, Chemistry and Comparative Anatomy, at the
level of the corresponding Biological Sciences courses. Basic notions on
Biochemistry would be beneficial.
Sono previste esclusivamente lezioni teoriche (72 ore). Le esercitazioni
pratiche nel campo fisiologico, da svolgersi su animali vivi o su organi di
recente espianto, sono impraticabili per ragioni legati alla salvaguardia
degli animali stessi. Peraltro nello svolgimento delle lezioni teoriche
vengono sviluppate simulazioni numeriche per l’andamento dinamico e la
regolazione di parametri fisiologici, particolarmente in campo
cardiovascolare.
The course constitutes of theoretical classes to take place in a total
period of 72 hours. Practical classes with the use of living animals or
recently dissected organs will not take place to spare animal’s life and
suffering. During theoretical classes, however, numerical simulations will
take place on dynamics and regulation of physiological parameters,
particularly in the cardiovascular field.
Il corso di Fisiologia Generale si propone di fornire gli studenti di
conoscenze di base sulle strutture e funzioni specifiche dei vari organi ed
apparati degli organismi animali, con particolare riferimento ai Vertebrati.
Capacità di applicare conoscenze e comprensione.
Il corso di Fisiologia Generale si propone di sviluppare le conoscenze delle
applicazioni delle leggi fisiche e fisico-chimiche nel funzionamento degli
organi ed apparati di cui sopra, per apprenderne i meccanismi principali e
la loro regolazione.
Competenze trasversali.
Il corso di Fisiologia Generale ha anche come obiettivo la confidenza degli
studenti nell’applicazione del Metodo Scientifico e la conoscenza dei
metodi teorici e delle principali metodiche analitiche per lo studio dei
fenomeni in campi deversi della ricerca biologica.
Knowledge and Understanding.
The aim of the General Physiology course is to provide the students with
basic knowledge of structure and specific functions of organs and
apparatuses in animal organisms (particularly Vertebrates).
Capacity to apply Knowledge and Understanding.
Another aim of the General Physiology course is that of the increase of
student’s knowledge on the application of laws of physics and physical
chemistry on the understanding of basic and regulatory mechanisms in
animal organs and apparatuses.
Transversal Skills.
Another aim is the development of the student’s attitude towards the
general usage of the Scientific Method. Another aim is that of promoting
the knowledge of the theoretical and practical aspects of the main
analytical methods in use in different fields of the biological research.
Il corso viene sviluppato seguendo le linee guida corrispondenti ai
seguenti argomenti.
Finalità e metodi teorici e pratici della Fisiologia Generale.
Organizzazione morfo-funzionale del Sistema Nervoso Centrale e
dell´apparato neuro-muscolare.
Caratteristiche strutturali e funzionali delle membrane delle cellule
eccitabili. Campo elettrico e potenziale di membrana. Potenziale
elettrochimico. Composizione ionica dei liquidi intra ed extracellulari e
potenziale di equilibrio. Caratteristiche di permeabilità delle membrane,
pompe ioniche.
Potenziale d´azione. Modelli elettrici di membrane eccitabili, conduttanze
ioniche di membrana, canali voltaggio-dipendenti e genesi del potenziale
d´azione. Trasmissione a distanza del potenziale d´azione.
Apparato sensoriale: struttura e caratteristiche funzionali. Recettori
sensoriali. Organi di senso specializzati in Vertebrati ed invertebrati
acquatici.
Sinapsi elettriche e chimiche. Trasmettitori sinaptici, recettori sinaptici di
membrana. Potenziali post-sinaptici eccitatori ed inibitori. Integrazione
funzionale in circuiti nervosi.
Muscolatura liscia e striata: caratteristiche morfo-funzionali.
Ruolo del muscolo scheletrico nel movimento e nella postura. Struttura
del muscolo scheletrico: costituenti biochimici e composizione dell´unità
funzionale (sarcomero). Placca (sinapsi) neuromuscolare e comando
nervoso. Accoppiamento eccitazione-contrazione. Modello della
contrazione a livello molecolare. Natura e ruolo delle componenti viscoelastiche
nella contrazione.
Nuoto, locomozione e postura nei Vertebrati.
Apparato circolatorio: caratteristiche morfologiche e adattamenti
funzionali in Vertebrati ed invertebrati. Caratteristiche funzionali dei
tessuti contrattili cardiaci. Eventi meccanici ed elettrici del ciclo cardiaco.
Struttura macro e microscopica dei vasi sanguigni, fisica della
circolazione ed emodinamica. Regolazione funzionale dei parametri
emodinamici: variazioni fisiologiche, regolazione intrinseca. Regolazione
estrinseca: struttura del sistema nervoso autonomo, riflessi
cardiovascolari integrati.
Apparato respiratorio: caratteristiche morfologiche e adattamenti
funzionali in Vertebrati e invertebrati. Meccanica dei sistemi polmonati
(polmoni, vie aeree e gabbia toracica): ciclo respiratorio, automatismo e
regolazione chimica.
Scambi gassosi a livello branchiale/alveolare e tissutale. Fisico-chimica
degli scambi gassosi attraverso gli epiteli. Trasporto sanguigno dei gas
respiratori. Caratteristiche strutturali e funzionali della(e) emoglobina(e)
e di altri pigmenti respiratorii.
Apparato renale in Vertebrati e invertebrati: caratteristiche morfologiche
e adattamenti funzionali.
Filtrazione glomerulare: caratteristiche fisiche; misura e significato della
clearance di sostanze d´interesse renale.
Riassorbimento tubulare. Trasporto di sostanze in soluzione in strutture
cellulari e caratteristiche dei trasportatori di membrana. Riassorbimento
obbligato e facoltativo dell´acqua.
Il pH dei liquidi fisiologici. Sistemi tampone nei liquidi intra/extracellulari.
Variazioni fisiologiche e patologiche del pH e regolazione renale delle
stesse.
Course classes will cover the present list of topics.
Overview of aims, theories and methods of General Physiology.
Morphology and functional organization of Central Nervous System and
neuromuscular apparatus.
Structure and functions of membranes in excitable cells. Membrane
electric field and potential. Electrochemical potential. Ionic composition of
intra and extracellular fluids; Nernst´s equation and the equilibrium
potential. Membrane permeability; ion pumps.
The action potential. Electric models of excitable membranes. Membrane
ionic conductance; voltage-dependent channels. Initiation and distance
transmission of the action potential.
The sensory structures and functions. Sensory receptors. Special sensory
organs in marine animals.
Synapses: morphology and functions. Electrical synapses. Chemical
synapses. Synaptic transmitters; synaptic membrane receptors.
Excitatory and inhibitory post-synaptic potentials.
Skeletal and smooth muscles: features and functions. The role of skeletal
muscles in movements and posture. Skeletal muscle structure:
biochemistry and the constituents of the functional unit (sarcomere). The
neuromuscular synapse and nervous command. Excitation-contraction
coupling. Nature and role of the visco-elastic components in contraction.
Vertebrate posture and movements.
The Vertebrate circulatory apparatus: morphology and functional
features. Functions of myocardium and conduction tissue. Mechanics of
the cardiac cycle. Electric events of the cardiac cycle and
electrocardiography. Blood vessel structure at the microscopic and
macroscopic level, with references to blood circulation. Circulatory
physics and hemodynamics. Regulation in hemodynamic parameters:
physiology of the intrinsic regulation. External regulation: Autonomic
Nervous System and the integrated cardiovascular reflexes.
The Vertebrate respiratory apparatus: morphology and functions.
Mechanics in lungs, airways and thoracic cage. Mechanics of the
respiratory cycle: automatic cycle control ad its chemical regulation.
Gas exchanges in gills, alveoli and in tissues. Physical chemistry of gas
exchanges through epithelia.
Blood transport of respiratory gases. Structure and functions of the
haemoglobins and myoglobin.
The renal apparatus in Vertebrates and non-Vertebrates: morphology and
functions. Physics of glomerular filtration; measurement and physiological
relevance of the renal clearance of blood substances.
The tubular reabsorption. Outline of the transport of solutes in cells;
membrane carriers. Water obligatory and facultative reabsorption.
The pH in body fluids. Buffer systems in extra and intracellular fluids.
Physiological and pathological pH changes and their renal regulation
L’esame del corso di Fisiologia Generale consta di una prova scritta e di
una orale. Non sono previste prove parziali.
La prova scritta consiste in tre elaborati, in risposta a domande su
argomenti generali del campo fisiologico. Vengono generalmente indicati
nei titoli dei sotto-settori degli argomenti generali, secondo un sviluppo
logico degli stessi e secondo una progressione dalla generalità alla
specificità; lo studente è comunque libero di sviluppare l’esposizione
delle proprie conoscenze secondo il proprio schema individuale. Ad ogni
elaborato viene assegnato in sede di valutazione provvisoria un
punteggio fino a dieci punti.
La parte orale consiste in una revisione/discussione degli elaborati
successiva alla valutazione degli elaborati stessi che può modificare in
entrambe i sensi il punteggio ottenuto nella parte scritta.
Criteri di valutazione dell'apprendimento.
Negli elaborati scritti e nella loro discussione orale lo studente deve
dimostrare
1. di conoscere la struttura e le relazioni anatomiche degli organi e
apparati che costituisco la sede dei fenomeni fisiologici dei quali al
programma;
2. di conoscere le leggi fisiche e fisico-chimiche che sono alla base dei
meccanismi fisiologici dei quali al programma;
3. di sapere applicare le leggi di cui sopra per spiegare il funzionamento
dei meccanismi fisiologici dei quali al programma. Nel caso dell’esistenza
di esperimenti o di osservazioni cruciali per la comprensione di tali
meccanismi lo studente deve dimostrare di aver compreso i rapporti
logici che sono alla base della ideazione e della interpretazione degli
stessi.
Criteri di misurazione dell'apprendimento.
A ciascuno dei tre elaborati della prova scritta viene assegnato un
punteggio massimo di 10 punti.
Il punteggio viene corretto per 1,0-0,75 per presenza o meno delle
conoscenze di cui al punto 1 del paragrafo precedente. Viene usata la
correzione anche per descrizioni palesemente basate su dati solamente
memorizzati e senza attinenza con le realtà anatomiche e funzionali. La
correzione viene attuata per la conoscenza o meno delle leggi delle quali
al punto 2 del paragrafo precedente ed anche per carenze riguardanti i
rapporti logici nell’esposizione dei meccanismi dei quali al punto 3. La
moltiplicazione del punteggio massimo per i tre fattori frazionari forma il
punteggio di valutazione di ciascun elaborato. In sede di valutazione
orale i fattori di cui sopra possono essere soggetti a variazioni in seguito
alla verifica orale dei punti specifici.
Criteri di attribuzione del voto finale.
Il voto finale è attribuito in trentesimi, per somma dei punteggi raggiunti
per gli elaborati alla fine della revisione/discussione orale. L’esame si
intende superato quando il voto è maggiore o uguale a 18. Verrà
assegnata la lode a studenti che avessero superato il punteggio massimo
e che avessero dimostrato particolare padronanza della materia trattata.
Learning Evaluation Methods.
Exams for the General Physiology course constitute by a written test and
an oral examination. There will be no mid-term exams.
The written test constitute of three short texts, as responses to questions
on general physiological topics. Question titles will indicate sub-topics,
following a possible logical progression from general to specific topics;
students will be free, however, to develop in their writings a personal
path for the expression of their knowledge.
As an early valuation each writing will be scored to a maximum of ten
points.
The oral examination will take the form of a discussion/revision of
writings and could either add or subtract points to their earlier score.
Learning Evaluation Criteria.
Students should show in their written answers and during the oral
discussion the followings
1. To have knowledge of the structure and the anatomical relations of
organs and apparatuses where physiological mechanisms listed in the
course program take place;
2. To have knowledge of physics and physical chemistry laws on which
those mechanisms are based;
3. To have proficiency on the applications of those laws to explain
physiological mechanisms. In the occurrence of crucial experiments on
those mechanisms, students should describe the logical frame that links
the design of the experiments themselves and their results.
Learning Measurement Criteria.
The maximum possible score for each of the written answers will be of 10
points. The examiner corrects the score by a number ranging from 1.0 to
0.75, following the level of knowledge on the matter described at the first
point of the previous paragraph. A similar reduction will also apply when
students will show sole knowledge of memorized data and/or evidently
misunderstood anatomical and functional reality. The reduction will also
apply for the lack of knowledge on the laws described at the second point
of the previous paragraph and for the lack of proficiency on the logical
application of those laws, as at the third point of the paragraph. The
multiplication of all fractional numbers with the maximum score will
constitute the actual score for the written exam; the examiner could also
refine the scores by the oral examination.
Final Mark Allocation Criteria.
The final score constitutes by points out of a maximum of 30, constituted
by the sum of the scores of each written answer (10 points multiplied by
the fractional numbers). Students will pass the exam by a minimum of 18
points or higher score. The examiner will grant a ‘cum laude’ praise to
students whenever they attain a maximum score and demonstrate full
mastery of the matter.
. Dispense relative al corso di Fisiologia Generale presenti sul sito del
Dipartimento (DiSVA).
. Vari autori (a cura di E. D'Angelo e A. Peres). Fisiologia: molecole, cellule
e sistemi. EdiErmes, Milano.
. C. Casella V. Taglietti, Principi di Fisiologia - Volume I e II, La Goliardica
Pavese.
. D.U. Silverthorn, Fisiologia, Casa Editrice Ambrosiana.
-Detailed lecture notes on the General Physiology course (A-L), in the
University online site.
. Textbook by different Authors (edited by E. D'Angelo and A. Peres).
Fisiologia: molecole, cellule e sistemi. EdiErmes, Milano.
. C. Casella V. Taglietti (Auth.s) Principi di Fisiologia - Volume I e II, La
Goliardica Pavese.
. D.U. Silverthorn (Auth.) Fisiologia, Casa Editrice Ambrosiana.
Le informazioni contenute nella presente scheda assumono carattere definitivo solo a partire dall'A.A. di effettiva erogazione dell'insegnamento. Academic year 2018-2019
Università Politecnica delle Marche
P.zza Roma 22, 60121 Ancona
Tel (+39) 071.220.1, Fax (+39) 071.220.2324
P.I. 00382520427