ITALIANO

Scambi tra cellula e ambiente: Flusso e permeazione, permeazione di una membrana omogenea, osmosi, struttura della
membrana plasmatica, diffusione semplice attraverso le membrane cellulari, diffusione
facilitata, trasporti attivi primari, trasporti attivi secondari, trasporti mediati da vescicole. Flussi ionici e potenziali transmembranari: premesse teoriche. Il potenziale di membrana delle cellule. Genesi del potenziale di membrana. La membrana come conduttore elettrico. La comunicazione tra le cellule: messaggi elettrici. Cellule eccitabili e non eccitabili, potenziale di azione, proprietà generali del potenziale di azione, propagazione del potenziale di azione, trasmissione sinaptica elettrica, trasmissione sinaptica chimica, neurotrasmettitori,. La comunicazione tra le cellule: Messaggi chimici e risposte cellulari. Recettori cellulari, vie dei secondi messaggeri, attivazione delle proteine segnale, via del calcio,
comunicazione chimica tra le cellule. Ormoni: Caratteri generali degli ormoni. Produzione e liberazione. I recettori ormonali. Le risposte cellulari agli ormoni. Motilità e contrattilità, proteine motrici, motilità cellulare, struttura della fibra muscolare scheletrica, eccitamento e contrazione, placca motrice, accoppiamento eccitazione-contrazione.

Taglietti-Casella, Fisiologia e Biofisica della cellula– EdiSES

Acquisizione della conoscenza dei meccanismi fondamentali delle funzioni biologiche
considerando i principi fisico-chimici che sono alla loro base. Conoscenza indispensabili per lo studio delle “Fisiologie Applicate” e utile per lo studente che non esclude di dedicarsi alla ricerca di base.
L’insegnamento si prefigge di fornire il raggiungimento della conoscenza della fisiologia generale, indispensabile per affrontare lo studio dei sistemi e degli apparati, conoscendo i meccanismi con cui le cellule esercitano la propria funzione e, integrandosi, regolano la propria attività in base all'interazione con altri elementi dell'organismo.
Al termine del corso lo studente deve avere una visione organica dei temi affrontati a lezione, congiunta alla loro utilizzazione critica, deve avere acquisito la capacità di fare collegamenti, e dimostrare il possesso di una padronanza espressiva e di linguaggio specifico.

Conoscenze e abilità fornite dai corsi del primo anno.
Propedeuticità: Citologia e Istologia

Lezioni frontali con presentazioni in power point.
Esercitazioni.

L'esame consiste nel superamento di una prova orale i cui parametri di valutazione si basano sulla capacità di collegamenti critici, capacità di sintesi, qualità dell’organizzazione del discorso e dell’esposizione, uso del lessico specialistico, capacità di approfondimenti.
Lo studente disserterà su almeno tre diversi argomenti tratti dal programma. L'esame si considererà superato se lo studente avrà dimostrato una conoscenza sufficiente degli argomenti chiesti.

Lo studente si avvale delle slides delle lezioni e di un tutor presente durante le esercitazioni e disponibile per chiarimenti sugli tutti argomenti svolti.

Scambi tra cellula e ambiente
Flusso e permeazione: principi teorici: Definizione di flusso e di “driving force”- Modalità di
flusso in una soluzione acquosa- Flusso sanguigno- Permeazione di una membrana
omogenea- Osmosi. Membrana cellulare o plasmatica: Tela membranale fosfolipidicaGlicolipidi- Proteine delle membrane cellulari
Trasporti Transmembranari
Modalità di trasporto: Diffusione semplice attraverso le membrane cellular i- Scambi tramite
proteine transmembranarie. Trasporti mediati: Diffusine facilitata - Trasporti attivi primari -
Trasporti attivi secondari- Trasporti mediati da vescicole. Trasporti transepiteliali: Epiteli di
scambio (alveoli polmonari e capillari sanguigni) - Gli scambi gassosi- Epiteli di trasportoAssorbimento transepiteliale del NaC l- Assorbimento dell’acqua- Assorbimento
transepiteliale degli zuccheri e degli aminoacidi- Trasporti transepiteliali e funzione digestiva
Flussi ionici e potenziali transmembranari
Cellule eccitabili e non eccitabili. Differenze di potenziale a cavallo di una membrana
semipermeabile: Potenziale di Nernst- Equilibrio di Donnan- Potenziale di Goldman- HodgkinKatz (GHK). Potenziale di membrana. Circuito elettronico equivalente alla membrana:
Voltaggio- dipendenza e relazioni corrente-voltaggio. Misura delle proprietà elettriche di
membrana: Current clamp- Misura delle proprietà elettriche passive di membrana- Voltage
clamp- Voltaggio-dipendenza e tempo-dipendenza della conduttanza di membrana
Il potenziale d’azione
Caratteri generali del potenziale d’azione- Teoria di Hodgkin e Huxley (HH) dell’eccitabilità
cellulare: Le due componenti ioniche fondamentali: INae IK –Correnti di singolo canale e
correnti di whole-cell- Le equazioni di Hodgkin e Huxley, ovvero l’ipotesi delle “gates”-
Parentesi statistica: il teorema ergodico- Come la voltaggio-dipendenza è tempo-dipendenzaRicostruzione del processo di attivazione per la corrente di K+
- Ricostruzione del processo di
attivazione per la corrente di Na+
- Ricostruzione del processo di inattivazione per la corrente
di Na+
- Correnti ioniche puramente voltaggio-dipendenti e correnti di backgroundRicostruzione del potenziale d’azione di Hodgkin e Huxley- Proprietà generali del potenziale
d’azione: Relazione intensità- durata- Relazione intensità-intervallo: refrattarietà elettrica -
Propagazione dell’attività elettrica sottosoglia: la teoria del cavo
Scariche di potenziali d’azione nei neuroni e nelle fibre nervose
Propagazione del potenziale d’azione- Fibre nervose: Velocità di propagazione del potenziale
d’azione- Fibre nervose. Genesi del potenziale d’azione in condizioni fisiologiche.
Trasmissione sinaptica
Proprietà generali- Trasmissione sinaptica elettrica: Correlati strutturali e molecolari delle
sinapsi elettriche- Proprietà funzionali delle sinapsi elettriche. Trasmissione sinaptica chimica:
proprietà generali: Meccanismi generali della trasmissione sinaptica chimica- Meccanismi
presinaptici- Meccanismi Postsinaptici- Destino del neurotrasmettitore- Eventi elettrici
postsinaptici- Trasmissione sinaptica lenta- Regolazione presinaptica della trasmissione.
Neurotrasmettitori: Cenni metodologici- Acetilcolina (ACh) -Recettori sinaptici: Recettori
ionotropici- Recettori metabotropici.
Trasduzione dei segnali chimici
Recettori cellulari: Recettori intracellulari- Recettori di membrana- Curve di attivazione e
regolazione della funzione recettoriale. Le vie dei secondi messaggeri: La via dell’adenosinmonofosfato ciclico (cAMP)- la via dei messaggeri inositidici (DAG e IP3) - La via del guanosinmonofosfato ciclico (cGMP). Attivazione delle proteine-segnale: Attivazione (e inattivazione)
fosforilativa- Proteine G. La via del calcio: Omeostasi del Ca2+ intracellulare- Gli ioni Ca2+ come
secondi (o terzi) messaggeri- La rete di comunicazione intracellulare.
Comunicazione chimica tra le cellule
Ormoni: Ormoni di natura proteica- Ormoni steroidei- Trasporto degli ormoni- Controllo della
funzione endocrina- Ormoni del sistema ipotalamo-ipofisiario- Ormoni della tiroide e delle
paratiroidi- Ormoni pancreatici- Ormoni gastro-enterici- Ormoni surrenalici- Ormoni gonadici.
Motilità e contrattilità. Proteine motrici ed esempi di motilità cellulare
Proteine motrici: Molecole delle proteine motrici- Funzioni delle proteine motrici- Struttura e
funzione delle miosine- Ciclo operativo delle proteine motrici.
Tessuti muscolari: muscoli scheletrici
Struttura della fibra muscolare scheletrica: Miofibrille e sarcomeri- Reticolo sarcoplasmatico.
Ultrastruttura dei sarcomeri: Miofilamenti sottili- Miofilamenti spessi- Strie Z- Altre proteine
sarcomeriche. Eccitamento e contrazione delle fibre muscolari scheletriche. Placca motrice
(giunzione nueromuscolare): Struttura della placca motrice- Trasmissione nella placca
motrice- Fatica di placca- Funzione trofica dell’innervazione muscolare- Potenziale d’azione
muscolare: refrattarietà- Accoppiamento eccitazione-contrazione: Liberazione del Ca2+ -
Sistema DHPR/RyR- Attivazione del sistema troponina-tropomiosina- Deattivazione
dell’apparato contrattile. Contrazione dei sarcomeri: Ciclo dei ponti- Schema di Lymn-Taylor.
ESERCITAZIONI IN AULA: - Determinazione della costante di affinità di un trasportatore per
un gruppo di sostanze simili - Calcolo delle caratteristiche elettriche passive della
membrana da una registrazione di variazione del potenziale di membrana ottenuta con la
tecnica del “Current-Clamp”

Italian

Exchanges between cell and environment: Flow and permeation, permeation of a homogeneous membrane, osmosis, structure of the plasma membrane, simple diffusion through cell membranes, diffusion
facilitated, primary active transports, secondary active transports, vesicles-mediated transports. Ionic flows and transmembrane potentials: theoretical premises. The cell membrane potential. Genesis of membrane potential. The membrane as an electrical conductor. Communication between cells: electrical messages. Excitable and non-excitable cells, action potential, general properties of the action potential, propagation of the action potential, electrical synaptic transmission, chemical synaptic transmission, neurotransmitters. Communication between cells: chemical messages and cellular responses. Cell receptors, pathways of second messengers, activation of signal proteins, calcium pathway,
chemical communication between cells. Hormones: General characteristics of hormones. Production and release. Hormonal receptors. Cellular responses to hormones. Motility and contractility: motor proteins, cell motility, skeletal muscle fiber structure, excitation and contraction, motor plate, excitation-contraction coupling.

Taglietti-Casella, Fisiologia e Biofisica della cellula– EdiSES

Acquisition of knowledge of the fundamental mechanisms of biological functions
considering the physical-chemical principles that are at their base. Essential knowledge for the study of "Applied Physiologies" and useful for the student who does not exclude dedicating himself to basic research.
The course aims to provide knowledge of the general physiology, indispensable for facing the study of systems and systems, knowing the mechanisms by which cells perform their function and, integrating themselves, regulate their activity based on interaction with other elements of the organism.
At the end of the course the student must have an organic view of the topics addressed in the lesson, combined with their critical use, must have acquired the ability to make connections, and demonstrate possession of an expressive mastery and specific language.

Knowledge and skills provided by the first year courses.
Pre-requisites: Cytology and Histology

Frontal lessons with power point presentations.
Exercises.

The exam consists in passing an oral test whose evaluation parameters are based on the ability of critical connections, ability to synthesize, quality of the organization of the speech and of the exposition, use of the specialized vocabulary, capacity for further study.
The student will discuss at least three different topics from the program. The exam will be considered passed if the student has demonstrated sufficient knowledge of the subjects requested

The student uses the slides of the lectures and a tutor present during the exercises and available for clarification regarding all the topics carried out during the course.

Exchanges between cell and environment
Flow and permeation: theoretical principles: Definition of flow and "driving force" - Mode of
flow in an aqueous solution - Blood flow - Permeation of a membrane
homogeneous - Osmosis. Cellular or plasma membrane: Phospholipid membranous tissueGlycolipids - Proteins of cell membranes
Transmembrane transports
Mode of transport: Simple diffusion through cellular membranes i - Exchanges by
transmembrane proteins. Intermediate transport: facilitated diffusine - primary active transport -
Secondary active transports - Transports mediated by vesicles. Transepithelial transport: Epithelia of
exchange (pulmonary alveoli and blood capillaries) - Gas exchange - Transport epithelium Transepithelial absorption of NaC l - Water absorption - Absorption
transepithelial of sugars and amino acids - Transepithelial transport and digestive function
Ionic flows and transmembrane potentials
Excitable and non-excitable cells. Potential differences across a membrane
semipermeable: Nernst potential - Donnan equilibrium - Goldman potential - HodgkinKatz (GHK). Membrane potential. Electronic circuit equivalent to the membrane:
Voltage-dependence and current-voltage relationships. Measurement of the electrical properties of
membrane: Current clamp- Measurement of the passive electrical properties of membrana- Voltage
clamp- Voltage-dependence and time-dependence of membrane conductance
The potential for action
General characteristics of the action potential - Hodgkin and Huxley theory (HH) of excitability
cellular: The two fundamental ionic components: Ina and IK - Single channel currents e
whole-cell currents - the Hodgkin and Huxley equations, or the "gates" hypothesis -
Statistical parenthesis: the ergodic theorem - How the voltage-dependence is time-dependency Reconstruction of the activation process for the K + current
- Reconstruction of the process of
activation for the Na + current
- Reconstruction of the inactivation process for the current
of Na +
- Purely voltage-dependent ion currents and background currents Reconstruction of the Hodgkin and Huxley action potential - General properties of the potential
of action: Intensity-duration relationship- Intensity-interval relation: electrical refractoriness -
Propagation of subthreshold electrical activity: cable theory
Discharge of action potentials in neurons and nerve fibers
Propagation of action potential - Nerve fibers: Speed of propagation of potential
action - Nerve fibers. Genesis of action potential in physiological conditions.
Synaptic transmission
General properties - Electrical synaptic transmission: Structural and molecular correlates of the
electrical synapses - Functional properties of electrical synapses. Chemical synaptic transmission:
general properties: General mechanisms of chemical synaptic transmission - Mechanisms
Presynaptic - Postsynaptic Mechanisms - Neurotransmitter Fate - Electrical Events
postsynaptic - Slow synaptic transmission - Presynaptic transmission regulation.
Neurotransmitters: Methodological notes - Acetylcholine (ACh) - Synaptic receptors: Receptors
ionotropic - Metabotropic receptors.
Transduction of chemical signals
Cell receptors: Intracellular receptors - Receptors of membranes - Activation curves e
regulation of the receptor function. The ways of the second messengers: The cyclic adenosine monophosphate pathway (cAMP) - the path of the inositid messengers (DAG and IP3) - The cyclic guanosynophosphate pathway (cGMP). Activation of signal proteins: Activation (and inactivation)
phosphorylation - Proteins G. The calcium pathway: Intracellular homeostasis of Ca2 + Ca2 + ions as
second (or third) messengers - the intracellular communication network.
Chemical communication between cells
Hormones: Protein hormones - Steroid hormones - Hormone transport - Control of
endocrine function- Hormones of the hypothalamus-pituitary system- Thyroid and hormones
parathyroid - Pancreatic hormones - Gastro-enteric hormones - Adrenal hormones - Gonadal hormones.
Motility and contractility. Motor proteins and examples of cell motility
Motor proteins: Molecules of motor proteins - Functions of motor proteins - Structure and
myosin function - Operative cycle of motor proteins.
Muscle tissues: skeletal muscles
Structure of skeletal muscle fiber: Myofibrils and sarcomers - sarcoplasmic reticulum.
Ultrastructure of sarcomeres: Thin myofilaments - Thick myofilaments - Strie Z- Other proteins
sarcomeric. Excitation and contraction of skeletal muscle fibers. Drive plate
(nueromuscular junction): Structure of the motive plate - Transmission in plaque
motive- Plaque fatigue- trophic function of muscular innervation- action potential
muscle: refractoriness - Excitation-contraction coupling: Ca2 + release - DHPR / RyR system - Activation of the troponin-tropomyosin system- Deactivation
of the contractile apparatus. Contraction of sarcomeres: Cycle of bridges - Scheme of Lymn-Taylor.
EXERCISES: - Determination of carrier affinity constant for a group of similar substances - Calculation of the passive electrical characteristics of the membrane from a recording of variation of the membrane potential obtained with the
"Current-Clamp" technique.