Il programma didattico della Fisiologia umana comprende lo studio del funzionamento dei diversi organi ed apparati dell’organismo umano. Esso si articola nelle seguenti sezioni.

Compartimenti idrici ed omeostasi

I grandi compartimenti idrici: il compartimento extracellulare e quello intracellulare. Scambi di acqua e di elettroliti attraverso le membrane biologiche.

La pressione osmotica e colloido-osmotica. Il bilancio dell'acqua e dei sali.

Apparato urinario

L 'unità funzionale del rene: il nefrone. Il letto vasale renale. Funzioni del nefrone.Ultrafiltrazione glomerulare. I principali processi di riassorbimento (obbligatori e facoltativi, attivi e passivi) a livello dei tubuli. Sostanze soggette a diversi tipi di trasporto. Il concetto di soglia renale e quello di trasporto tubulare massimo. Il riassorbimento del glucosio e la comparsa di glicosuria. Funzione dell'ansa di Henle: il meccanismo di moltiplicazione per controcorrente. Funzione dei vasa recta: meccanismi di scambio per controcorrente. Azione dell'aldosterone. Azione della vasopressina. La concentrazione delle urine.

Secrezione tubulare: secrezione di idrogenioni, del potassio e dello ione ammonio.

Controllo della circolazione renale. Autoregolazione renale del flusso sanguigno in relazione alla pressione arteriosa sistemica. Fattori renali che influenzano la pressione arteriosa sistemica. Funzioni endocrine del rene.

Fisiologia renale applicata: le prove di funzionalità renale: il concetto di clearance e sua applicazione al controllo della funzione glomerulare, tubulare e del letto vascolare. Significato del carico di glucosio e del carico idrico; diuresi osmotica e diuresi idrica. Il ruolo del rene nella regolazione della composizione del volume dei liquidi organici. Contributi renali alla regolazione dell'equilibrio acido-base; l'alcalosi e l'acidosi. L'acidificazione delle urine.

Fisiologia della vescica urinaria: riempimento e svuotamento. Azione del sistema nervoso. Il cistogramma.

Sangue e linfa

Composizione del sangue: parte corpuscolata e parte liquida. Ematocrito. Eritropoiesi e metabolismo del ferro. Vita e distruzione degli eritrociti. La resistenza globulare e l'emolisi. Funzioni respiratorie del globuli rossi. Affinità della emoglobina per i gas respiratori. Assunzione e cessione di O2 da parte della emoglobina.

Funzioni dei leucociti: loro distribuzione e formula leucocitaria. Funzioni delle piastrine. Il sangue quale fattore di regolazione e di equilibrio della temperatura.

ll sistema linfatico: le stazioni linfatiche. composizione e funzione della linfa. La barriera ematotissutale.

Apparato cardiocircolatorio

Considerazioni generali sulla circolazione. Entità e velocità del flusso nei vari distretti del sistema vascolare. Struttura e funzione dei vasi arteriosi. Emodinamica. Principio di Bernouilli. Pressione, resistenza e flusso: legge di Hagen-Poiseuille. Viscosità: relazione tra viscosità ed ematocrito. Turbolenza. Legge di Laplace applicata al cuore e ai vasi. Il letto capillare. Scambi transcapillari: diffusione, filtrazione, assorbimento e micropinocitosi. Microcircolazione. Il letto venoso. Distensibilità delle vene. Postura e vene. Ritorno venoso al cuore. Flebogramma e sue caratteristiche. Pressione venosa e sue variazioni, il polso giugulare. Funzioni del cuore. Elettrofisiologia del muscolo cardiaco. Eccitabilità del miocardio. Automatismo cardiaco. Avviatori del cuore. Eventi meccanici del ciclo cardiaco. Movimenti delle valvole e variazioni della pressione negli atri e nei ventricoli durante le fasi del ciclo cardiaco. Gittata cardiaca. Legge del cuore di Starling. Il lavoro del cuore. Metabolismo cardiaco e consumo di ossigeno. La frequenza cardiaca e la sua regolazione. Flutter, fibrillazione ed extrasistole. Controllo nervoso dell'apparato cardiovascolare. Centri bulbari. Centri ipotalamici. Regolazione riflessa dell'apparato cardiovascolare. Meccanocettori cardiaci, vascolari ed extravascolari. Chemocettori arteriosi sistemici. Influenze cortico-ipotalamiche sull'apparato cardiovascolare.

Controllo umorale dell'apparato cardiovascolare. Sistema renina-angiotensina-aldosterone. La bradichinina. Le catecolamine e la dopamina. La serotonina.

Circuiti vascolari speciali. Ripartizione distrettuale della gittata cardiaca. Circolazione coronarica, cerebrale, cutanea, muscolare, epato-splancnica, polmonare, renale, splenica. Circolazione fetale. Flusso linfatico.

Prove di funzionalità cardiocircolatoria. Determinazione della pressione arteriosa sistemica. Toni cardiaci: sedi di auscultazione e caratteristiche dei toni cardiaci. Determinazione della gittata cardiaca e metodi più comunemente usati. Determinazione del lavoro cardiaco. Elettrocardiografla: triangolo di Einthoven, derivazioni mono- e bipolari agli arti, derivazioni precordiali. Convenzioni elettrocardiografiche standard, analisi dei tracciati più comuni, determinazione dell'asse del cuore e suo significato funzionale. Vettorcardiogramma. Ecocardiogramma.

Apparato respiratorio

Aspetti di fisiologia generale e comparata della respirazione. Vie aeree superiori. Depurazione nasale e tracheobronchiale. Funzioni delle vie aeree superiori. Processi meccanici respiratori nell'eupnea: componenti costaIi e diaframmatiche. Muscoli accessori della respirazione. Depressione intrapleurica. Pneumotorace. Importanza fisiologica delle sostanze polmonari dotate di azione sulla tensione superficiale (tensioattivi). La compliance polmonare e quella toracica. Lavoro della respirazione delle vie aeree. Isteresi polmonare.

Attività respiratoria e sua regolazione nervosa. Centri respiratori e loro significato funzionale. Riflessi respiratori e tensiocettori polmonari. Volumi e capacità polmonari. Ventilazione alveolare. Scambi gassosi polmonari. Trasporto di ossigeno e di anidride carbonica nel sangue. L'emoglobina e la sua combinazione con l'ossigeno o con l'anidride carbonica. Trasporto di 02 di C02 nel sangue e nei tessuti. La mioglobina. La reazione normale del sangue: azioni di tampone, la relazione tra C02 e pH, significato funzionale dell'equazione di Henderson-Hasselbach, curve di dissociazione dell'02 e della C02 del sangue.

Regolazione chimica della respirazione. Concentrazione idrogenionica e respirazione. Carenza di ossigeno. Chemocettori aortici e carotidei. Tipi di anossia. La cianosi. Effetti dell'iperpnea volontaria. Effetti dell'eccesso di ossigeno. Apnea volontaria. Modificazioni emorespiratorie durante l'attività fisica. Metabolismo del polmone. Prove di funzionalità respiratoria. Spirometria. Determinazione dello spazio morto. Metodi di prelievo di campioni di aria alveolare. Tecniche per eseguire la respirazione artificiale. Determinazione del quoziente respiratorio. Nozioni di fisiopatologia dell'apparato respiratorio.

Apparato digerente, metabolismo e nutrizione

Canale digerente. Masticazione. Secrezione salivare. Composizione e funzione della saliva. Riflessi condizionati. Deglutizione. Riempimento gastrico. Movimenti dello stomaco. Secrezione gastrica. Secrezione pancreatica. Secrezione dell'intestino tenue e del colon. Movimenti dell'intestino tenue. Movimenti dei villi. Meccanismi miogeni e neurogeni dei movimenti intestinali. Innervazione estrinseca dell'intestino. Riflessi viscerali. Motilità del colon. Defecazione. Fegato. L'unità funzionale del fegato. Circolazione epatica arteriosa e portale. Intervento del fegato nell'emopoiesi e nella coagulazione del sangue. Biligenesi ed escrezione biliare. Bile epatica e bile cistica. La circolazione entero-epato-biliare. Processo di degradazione dell 'emoglobina: I' ittero e le sue varie forme.

Meccanismi di assorbimento dei principi alimentari. Regolazione nervosa ed umorale delle funzioni digestive. Ormoni gastrointestinali

Metabolismo. Trasformazione chimica: liberazione e trasporto di energia. Meccanismi di ossidazione biologica. Metabolismo dei carboidrati: carboidrati degli alimenti, metabolismo intermedio dei carboidrati e regolazione della glicemia. Metabolismo dei lipidi: chimica dei lipidi, digestione dei grassi neutri, assorbimento dei grassi, lipemia, destino dei grassi dopo l'assorbimento. Integrazione del metabolismo dei lipidi con quello dei carboidrati. Metabolismo delle proteine: digestione delle proteine, pool degli aminoacidi, esempi di utilizzazione di aminoacidi, equilibrio azotato. Metabolismo di base. Nutrizione. Principi di dietetica. Determinazione del fabbisogno energetico e del valore calorico dei diversi principi alimentari. Composizione della dieta normale. Fabbisogno alimentare nelle diverse condizioni (riposo, lavoro muscolare, gravidanza, allattamento, infanzia, senescenza, ecc.).

Apparato endocrino

Generalità sugli ormoni. Definizione e classificazione degli ormoni. Biosintesi, secrezione e trasporto degli ormoni. Meccanismi di azione degli ormoni. Omeostasi della regolazione ormonale. Interazioni ormonali. Neuroendocrinologia. Anatomia funzionale dell'ipotalamo e dell'ipofisi. La tiroide. Il metabolismo dello iodio. Regolazione della funzione tiroidea. Gli ormoni tiroidei e i loro effetti fisiologici. Interazione della tiroide con altri sistemi endocrini. La corteccia surrenale. Biosintesi generale degli steroidi. L'ACTH. I glicocorticoidi. I mineralcorticoidi. Gli steroidi sessuali surrenalici. Il metabolismo del calcio, del fosforo e degli altri elementi scheletrici. Fisiologia dell'osso. Il paratormone. La calcitonina. Le vitamine D. Il pancreas endocrino. Le cellule B e l'insulina. Effetti dell'insulina. Le cellule A ed il glucagone. Relazioni tra glucagone pancreatico ed enteroglucagone. Le cellule D e la somatostatina.

Apparato riproduttivo

Funzione degli organi riproduttori femminili. Ciclo ovarico. Funzione dell'ovaio. Ormoni ovarici. Pubertà. Menopausa. Ciclo mestruale. Ciclo estrale. Chimica e funzioni degli organi sterodei dell'ovaio. Fisiologia del rapporto sessuale. Contraccezione. ovariche. Fisiologia della gravidanza.

Funzione degli organi riproduttori maschili. Spermatogenesi. Vie seminali e ghiandole annesse. Pubertà. Fisiologia del rapporto sessuale. Controllo ormonale delle funzioni testicolari. Azioni degli androgeni ed effetti della asportazione dei testicoli.

Il tessuto nervoso e muscolare

La membrana eccitabile. Distribuzione ionica ai due lati della membrana e sua genesi. Il potenziale di riposo e il potenziale d'azione. Tecnica per la derivazione degli eventi bioelettrici e misura dell'eccitabilità della membrana. Tipi e parametri di stimolazione dei tessuti eccitabili. Legge del "tutto o nulla". La conduzione dell'eccitamento lungo le membrane eccitabili. Propagazione punto-a-punto e conduzione saltatoria. Interazione tra elementi eccitabili. La trasmissione dell'eccitamento a livello sinaptico. Fenomeni chimici ed elettrici nella regione sinaptica. I mediatori chimici (trasmettitori) e loro riconoscimento. L'eccitamento e l'inibizione. Meccanismi di integrazione sinaptica. La glia. Macroglia e microglia. La sintesi della mielina nel sistema nervoso centrale e periferico.

Sistema nervoso

La trasformazione dello stimolo in evento bioelettrico. I recettori: classificazione, modalità di operazione e adattamento. Le fibre nervose. Il neurone come unità morfologica, funzionale, biochimica e trofica del sistema nervoso.

Il midollo spinale. L'attività riflessa. I riflessi miotatici. I riflessi di flessione. L'anello alfa-gamma. Le vie della sensibilità somatica. Sensibilità epicritica e protopatica. Odologia dei fasci ascendenti. Emisezione spinale. Shock spinale.

Il talamo. I nuclei specifici e quelli aspecifici. Aree corticali di proiezione talamica.

I sistemi a proiezione discendente. Vie corticospinali, rubrospinali, reticolospinali, vestibolospinali. Definizione di sistema extrapiramidale. I gangli della base: loro organizzazione anatomofunzionale. Il tono muscolare e la postura. Regolazione segmentale e soprasegmentale del tono muscolare. Rigidità da decerebrazione.

Il cervelletto. Anatomia funzionale dell'archi-, del paleo- e del neocervelletto. Effetti della cerebellectomia totale o parziale.

Apparato vestibolare. Struttura e funzione. Risposta alle accelerazioni lineare ed angolare. Riflessi vestibolari. Le cinetosi. Il nistagmo.

Funzioni sensoriali. La sensibilità epicritica (tatto e cinestesia) e quella protopatica (termica e dolorifica). La propriocezione muscolare, tendinea ed articolare. L'orecchio e l'udito. L'occhio e la vista. Il gusto. L'olfatto.

Il livello di vigilanza. Il sonno e le sue fasi. Ritmi elettroencefalografici. L'attività convulsiva della corteccia cerebrale.

Neurofisiologia del comportamento. Generalità. Comportamento dipsico, alimentare e sessuale. Ansia e aggressività.

Funzioni nervose superiori. Le aree associative corticali ed i processi di integrazione. La memoria e l'apprendimento. Lateralizzazione e dominanza cerebrale. I centri del linguaggio.

I nervi cranici. Descrizione e funzione.

Il liquido cefalo-rachidiano. Caratteristiche chimico-fisiche e funzioni. Barriera emato-encefalica, emato-liquorale e liquor-encefalica.

I nflessi condizionati. Condizionamento classico e strumentale. Training autogeno. Adattamento e apprendimento.

Sistema nervoso autonomo. Organizzazione anatomo-funzionale del sistema orto- e parasimpatico. Loro effetti sui vari apparati. Riflessi vegetativi.

Muscoli scheletrici e viscerali

Classicazione dei muscoli scheletrici. Il sarcomero ed il meccanismo contrattile. Energetica muscolare. Fatica muscolare. Contrazione isometrica ed isotonica. Diagramma lunghezza-tensione. Scossa semplice, tetano muscolare. Produzione di calore. Il lavoro muscolare, il rendimento muscolare. Il metabolismo durante e dopo la contrazione muscolare. Innervazione dei muscoli scheletrici. Elettromiogramma. Struttura e chimica delle cellule muscolari lisce.

I libri di testo consigliati possono essere diversi, in base al grado di approfondimento e di specializzazione delle nozioni da acquisire nei diversi corsi di studio:

F. Baldissera - Fisiologia e Biofisica Medica - Poletto Editore, 1996

A.C. Guyton - Trattato di Fisiologia medica - Piccin, 1995

E. Kandel et al. - Principi di neuroscienze - Casa Editrice Ambrosiana, 1994

20. J.F. Lamb et al. - Fisiologia umana - Società Editrice Universo, 1989

F. Martini - Fondamenti di Anatomia e Fisiologia - EdiSES, 1994

G. Rindi e E. Manni - Fisiologia umana - Utet, 1994

E. Riva Sanseverino - Fisiologia - Casa Editrice Ambrosiana, 1996

J.B. West - Le basi fisiologiche della pratica medica - Piccin, 1995