BIOPHYSICS AND PHYSIOLOGY

Teaching in italian
BIOFISICA E FISIOLOGIA
Teaching
BIOPHYSICS AND PHYSIOLOGY
Subject area
BIO/09
Reference degree course
BIOTECHNOLOGY
Course type
Bachelor's Degree
Credits
8.0
Teaching hours
Frontal Hours: 66.0
Academic year
2023/2024
Year taught
2024/2025
Course year
2
Curriculum
PERCORSO GENERICO/COMUNE
Reference professor for teaching
MAFFIA Michele

Teaching description

Teaching program is provisional and may be subject to changes

L’insegnamento richiede la conoscenza di base della chimica, fisica, biologia generale, biochimica, anatomia umana.

La biofisica e la fisiologia sono scienze ad alto contenuto interdisciplinare poiché studiano i sistemi e le funzioni biologiche a qualsiasi livello di organizzazione (da quello molecolare fino agli organismi) utilizzando approcci e metodi chimici, fisici e di biologia molecolare e cellulare.

Il corso si basa sulla presentazione sistematica di concetti fisiologici alla base delle funzioni del corpo umano. È fondamentale che tutti gli studenti di biotecnologie ricevano una sufficiente esposizione di tali concetti che forniranno le basi necessarie per altri studi in ambito fisiologico, nella biologia applicata, nella patologia e nell’immunologia.

Il meccanismo che porta ad uno squilibrio della funzione non può essere apprezzato senza una profonda comprensione dei meccanismi di base biofisici e fisiologici.

Gli obiettivi curriculari sono focalizzati principalmente alla conoscenza della normale funzione di cellule, tessuti,organi, apparati e sistemi,  tuttavia, il materiale è presentato in un contesto che prepara gli studenti al loro ruolo di biotecnologi in particolare nel settore delle applicazioni biomediche

Il corso si prefigge lo scopo di fornire i principi fondamentali della biofisica e della fisiologia generale. Si prevede che gli studenti alla fine del corso abbiano appreso nozioni e concetti sui meccanismi biofisici e fisiologici alla base della funzionalità cellulare, dei tessuti eccitabili e dei diversi organi e apparati del corpo umano.

Lezioni frontali in presenza 56 ore. Esercitazioni di Biofisica e Fisiologia nei laboratori didattici per n. 10 ore a studente. Gli studenti sono ripartiti in gruppi da 12-15 al max.

Esoneri scritti a risposta multipla e aperta durante il corso. Segue colloquio orale. Esame orale per tutti coloro che non effettuano o superano gli esoneri.

riportati sul portale di Ateneo

BIOFISICA 

Processi cellulari fondamentali

Organizzazione cellulare e molecolare della materia vivente. Cellule ed organismi: sistemi aperti e ambiente interno. Cellule, tessuti ed organi. Energia ed attività vitale. Scambi tra cellule ed ambiente. L’acqua nei sistemi biologici. Crescita, apprendimento, plasticità, regolazione. Il concetto di omeostasi.

Strutture molecolari e supermolecolari

Le membrane cellulari: Costituenti, struttura e dinamica. Il modello a mosaico fluido. Struttura e funzione di lipidi, proteine e carboidrati di membrana. Fenomeni di trasporto attraverso membrane ed epiteli. Trasporto passivo: la diffusione semplice e diffusione facilitata.  Trasporto attivo primario e secondario. Struttura e funzione di canali e carrier. Trasporti mediati da vescicole. Distribuzione dell'acqua e dei soluti nell'organismo: equilibrio elettrico, chimico ed osmotico. Osmosi, canali dell’acqua e regolazione del volume cellulare. Il controllo intra-cellulare del pH e del calcio: meccanismi molecolari, regolazione, metodi di indagine. Genesi del potenziale di membrana. Potenziale di equilibrio e di diffusione.

Biofisica della funzione neuronale

Struttura, funzione ed organizzazione del neurone. Trasporto assonale. Segnali elettrici nei neuroni. I canali ionici: struttura, funzione, tecniche di studio ed esempi di canalopatie. Potenziali graduati. Sommazione spaziale e temporale. Potenziale d’azione. Periodi refrattari relativo e assoluto. Codificazione dell’intensità dello stimolo. La propagazione del potenziale d’azione. Fattori che influenzano la velocità di conduzione.

Comunicazione nel sistema nervoso

Trasmissione sinaptica: Sinapsi elettriche e chimiche. Trasmissione sinaptica a livello della giunzione neuromuscolare. Meccanismi di integrazione sinaptica. Modulazione della trasmissione sinaptica. Meccanismo di liberazione dei neurotrasmettitori. I neurotrasmettitori. Disturbi della conduzione sinaptica.

Movimento cellulare

Il citoscheletro di actina. Assemblaggio dell’actina. La miosina: motore proteico dell’actina. Esempi di motilità cellulare. Ciglia e flagelli. Il muscolo scheletrico.  Il meccanismo di contrazione. La regolazione della contrazione. Accoppiamento eccitazione contrazione. Il metabolismo del muscolo scheletrico. Tensione e lunghezza delle fibre. Sommazione delle contrazioni. L’unità motoria.  Malattie muscolari (Distrofie).  Il muscolo liscio. Il muscolo cardiaco.

FISIOLOGIA

i. Omeostasi e controllo

Sistema endocrino

La comunicazione intercellulare: ormoni e recettori.  Segnalazione autocrina e paracrina. Principali vie di trasduzione dei segnali. Recettori accoppiati a proteine G e loro effettori. Recettori tirosin-chinasi e proteine Ras. Vie di fosforilazione della MAP chinasi. I secondi messaggeri.  Interazione e regolazione delle vie di trasmissione del segnale.  Principali ormoni e fattori di crescita e loro azioni.

Sistema nervoso

Funzioni cerebrali. Apprendimento e memoria. Recettori NMDA e potenziamento a lungo termine. I sistemi sensoriali. Recettori. Traduzione sensoriale. Codificazione ed elaborazione dello stimolo. Sistemi sensoriali speciali: visivo; uditivo; vestibolare; chimico. I riflessi nervosi.

ii. Fisiologia degli apparati.

Apparato cardiovascolare. Sangue ed emostasi. Gli elementi corpuscolari. Le piastrine e la coagulazione. Il circuito. Il cuore come pompa. Potenziali d’azione cardiaci. Conduzione elettrica. Il pacemaker e la frequenza. Il ciclo cardiaco. Il controllo del cuore. Cenni di emodinamica. Scambi a livello di capillari. 

Apparati Respiratorio, Intestinale e Renale: Funzioni  e meccanismi generali e cenni di fisiopatologia.

Laboratori di esercitazioni riguardanti analisi di parametri fisiologici del sangue (formula leucocitaria, globuli rossi, gruppi sanguigni etc...) e delle urine (ammonio, acidità titolabile, glicosuria).

Silverthorn, Fisiologia Umana, Ed. Pearson;

Berne-Levy Principi di Fisiologia, Ed. Elsevier Masson

Presentazioni PowerPoint

Materiale didattico complementare

Semester
Second Semester (dal 03/03/2025 al 06/06/2025)

Exam type

Type of assessment

Course timetable
https://easyroom.unisalento.it/Orario

Parent teaching
HUMAN ANATOMY AND PHYSIOLOGY (LB01)

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