Ateneo - UPO

L'insegnamento verterà sull'apprendimento dei meccanismi generali della fisiologia sistemica, con particolare riguardo a sistema muscolare, nervoso, apparato endocrino, circolatorio, respiratorio, renale, digerente e dei suoi adattamenti nel mondo dei Vertebrati con particolare rilievo al confronto con i Mammiferi.

David Randall, Warren Burggren, Kathleen French
Fisiologia animale-Meccanismi e adattamenti
ZANICHELLI

A. Poli, E. Fabbri, C. Agnisola, G. Calamita, G. Santovito, T. Verri
Fisiologia animale
EdiSES

Il corso si propone di fornire conoscenze aggiornate nell’ambito di alcuni aspetti della fisiologia comparata dei seguenti sistemi e apparati: muscolare, cardiocircolatorio, respiratorio, nervoso e sensoriale, endocrino, digerente ed escretore ; verranno trattati gli aspetti tra struttura e funzione dei vari organi nei diversi animali con cenni sugli aspetti evolutivi che hanno portato alle diverse soluzioni adottate.

Si consiglia di avere buone conoscenze di anatomia comparata, biologia cellulare, fisiologia ,chimica e fisica

Lezioni frontali in aula con ausilio di slides PowerPoint e confronto critico con la popolazione studentesca che frequenta il corso

Le studentesse e gli studenti con disabilità o con Disturbi Specifici dell’Apprendimento (DSA) o con Bisogni Educativi Speciali (BES) possono richiedere servizi e strumenti specifici a loro dedicati rivolgendosi allo Staff Sviluppo e Coordinamento Carriere e Servizi alle Studentesse e agli
Studenti e consultando la pagina dedicata del sito di Ateneo: https://uniupo.it/it/servizi/servizi-studentesse-e-studenti-condizione-di-disabilit%C3%A0-e-dsa. Gli/Le studenti/esse con disabilità, DSA, BES, una volta preso contatto con lo Staff di Ateneo, possono contattare il/la docente titolare
dell'insegnamento in relazione alla declinazione delle modalità di esame ed in merito agli aspetti didattici.

Esame in prova orale sui diversi argomenti del corso per verificare sia i livelli di conoscenza e comprensione acquisiti sia la capacità di esporre in modo chiaro e scientificamente corretto i diversi concetti.
Valutazione in trentesimi. Voto minimo per superare l'esame 18
In dettaglio:
30-30 L Eccellente Conoscenza eccellente e dettagliata dei meccanismi biologici. Ottima capacità di collegamento interdisciplinare, rigore scientifico e uso impeccabile del lessico specialistico. Dimostra spirito critico e autonomia di giudizio.
27-29 Molto buono Conoscenza approfondita della materia. Buona capacità di analisi e sintesi dei processi biologici. Esposizione chiara, logicamente strutturata e con terminologia scientifica appropriata.
24-26 Buono Buona conoscenza degli argomenti fondamentali, ma con qualche limitazione nei dettagli o nei collegamenti complessi. Esposizione corretta con un uso prevalentemente appropriato del linguaggio scientifico.
21-23 Discreto Conoscenza discreta ma prettamente mnemonica o descrittiva dei concetti biologici. Capacità limitata di applicare le nozioni a problemi o casi studio. Linguaggio semplice ma corretto.
19-20 Più che sufficiente Conoscenza minima e frammentaria dei contenuti del corso. Difficoltà nel comprendere le implicazioni dei meccanismi biologici trattati. Linguaggio scientifico incerto o limitato.
18 Sufficiente Lo studente dimostra una conoscenza solo descrittiva, frammentaria e basilare dei concetti biologici essenziali del programma. La capacità critica è assente o fortemente limitata; si riscontra una chiara difficoltà nel collegare i meccanismi biologici tra loro o nell'applicarli a contesti complessi. Il linguaggio è comprensibile ma presenta incertezze, imprecisioni terminologiche e un uso limitato del lessico scientifico specialistico richiesto a livello magistrale.

Richiami di fondamenti di anatomia funzionale e fisiologia in relazione agli argomenti trattati. Relazione struttura-funzione, omeostasi, feedback, regolazione. Concetti di bioelettricità, trasporti, comunicazione cellulare, proprietà del muscolo

Sistema muscolare
Richiami di anatomia funzionale e fisiologia dei tessuti muscolari: diversità fra m. striato scheletrico e cardiaco, m. liscio. Struttira del sarcomero e meccanismi molecoari della contrazione. Differenze nel rilascio di calcio intracellulare nei vertebrati (accoppiamento meccanico vs. accoppiamento mediato da calcio extracellulare). Pompe e scambiatori: SERCA, NCX (scambiatore Sodio-Calcio) e parvalbumine nel rilassamento muscolare.
Adattamentti biochimici dell'energetica muscolare. Adattamenti secifici: muscoli elettrici e muscoli termogenici. Biocinetica del salto negli Anfibi. Plasticità muscolare negli animali ibernanti. Muscolo pettorale defli Uccelli come massimo sviluppo di metabolismo ossidativo

Apparato respiratorio
Richiami sulle proprietà fisiche dei gas: equazione di stato dei gas, composizione dell'aria, unità di misura della pressione, pressioni parziali, contenuto di vapore acqueo, gas in soluzione e coefficienti di solubilità di ossigeno e anidride carbonica. Diffusione dei gas ed equazione di Fick. Trasporto convettivo e diffusivo dei gas. Tipi di organi respiratori e loro requisiti funzionali.
Respirazione nei vertebrati: struttura e funzione delle branchie, ventilazione nei pesci, respirazione aerea e bimodale, pesci polmonati, respirazione negli anfibi, rettili, uccelli e mammiferi. Anatomia e fisiologia dell'apparato respiratorio dei vertebrati. Sacchi aerei e parabronchi negli uccelli. Struttura e funzione del polmone dei mammiferi.
Volumi e capacità polmonari. Ventilazione alveolare. Rapporto ventilazione/perfusione. Materiale tensioattivo polmonare. Controllo nervoso e chemocettivo della respirazione.
Trasporto di ossigeno e anidride carbonica nel sangue. Pigmenti respiratori. Curva di dissociazione dell'ossiemoglobina ed effetti di temperatura, pH (effetto Bohr), fosfati organici e monossido di carbonio. Emoglobina fetale. Effetto Root e fisiologia della vescica natatoria.

Apparato circolatorio
Anatomia comparata e fisiologia della circolazione nei principali gruppi di vertebrati: pesci, anfibi, rettili, uccelli e mammiferi. Organizzazione del sistema cardiovascolare. Il cuore come pompa. Proprietà elettriche e contrattili del miocardio. Cellule pacemaker, sistemi miogeni e neurogeni. Potenziale d'azione cardiaco, basi ioniche dell'eccitabilità e controllo nervoso del ritmo cardiaco. Accoppiamento eccitazione-contrazione.
Gittata cardiaca, gittata sistolica e contrattilità. Regolazione intrinseca ed estrinseca della funzione cardiaca. Diagrammi pressione-volume.
Struttura e funzione di arterie, vene ed endotelio vascolare. Pressione colloido-osmotica e sistema linfatico.

Apparato digerente
Anatomia funzionale comparata del canale alimentare nei Vertebrati (carnivori, erbivori, onnivori).
Adattamenti alla digestione della cellulosa: fermentatori gastrici (ruminanti) e post-gastrici (monogastrici).
Strategie Nutrizionali e Adattamenti del Tratto Digerente, Fisiologia della Digestione e dell'Assorbimento

Osmoregolazione e apparato escretore
Osmoregolatori e osmoconformi. Bilancio idrico e ionico negli ambienti acquatici e terrestri. Meccanismi di osmoregolazione nei vertebrati d'acqua dolce e marini. Ghiandole del sale e altri organi osmoregolatori extrarenali.
Anatomia e fisiologia del rene. Struttura del nefrone. Filtrazione glomerulare, riassorbimento, secrezione tubulare e clearance renale. Regolazione del flusso ematico renale e della velocità di filtrazione glomerulare. Meccanismo di moltiplicazione controcorrente. Controllo del riassorbimento di acqua e sodio. Sistema renina-angiotensina e regolazione del volume del liquido extracellulare.
Equilibrio acido-base. Tamponi fisiologici. Regolazione respiratoria e renale del pH. Principali alterazioni dell'equilibrio acido-base.
Escrezione dei prodotti azotati e adattamenti fisiologici in relazione all'habitat: animali ammoniotelici, ureotelici e uricotelici.

Sistema nervoso e sensoriale
Evoluzione e Plastica dei Sistemi Nervosi:
Dalle reti nervose diffuse (Cnidari) alla cefalizzazione e alla bilateralità.
Organizzazione comparata del sistema nervoso centrale e periferico nei principali phyla di Invertebrati e Vertebrati.
Meccanismi di trasmissione sinaptica e plasticità neuronale in modelli comparati.
Integrazione Neuroendocrina (Accenni di Endocrinologia): Il concetto di neurosecrezione ed evoluzione dei sistemi neuroendocrini; L'asse ipotalamo-ipofisi nei Vertebrati e i suoi omologhi funzionali negli Invertebrati (es. sistema ghiandola del seno/organo X nei Crostacei, corpi allati nei ditteri/insetti).
Fisiologia dei Sistemi Sensoriali: Chemorecezione: Gusto e olfatto in ambiente acquatico e terrestre. Recettori vomeronasali; Meccanorecezione: Recettori tattili, propriocettori e statocisti. Il sistema della linea laterale nei pesci e l'evoluzione dell'orecchio nei tetrapodi. Meccanismi di ecolocalizzazione, Fotorecezione e Visione: Dai fotorecettori ciliari e rhabdomerici all'evoluzione dell'occhio composto (insetti) e dell'occhio a lente singola (molluschi cefalopodi e vertebrati). Fisiologia della trasduzione visiva; Sensorialità Specializzata: Elettrorecezione e magnetorecezione nei pesci elasmobranchici e migratori; termorecezione nei rettili (organo della fossetta).

Il corso si propone di stimolare un approccio logico e il ragionamento deduttivo, rispetto al metodo puramente mnemonico, requisiti essenziali per l’assimilazione degli argomenti trattati.
Il corso promuove nello studente lo sviluppo di un approccio allo studio trasversale tra le varie discipline.
In particolare mira a:
Conoscenza e capacita' di comprensione:  Comprendere il funzionamento e la regolazione dei principali apparati; Conoscere i principali adattamenti fisiologici e le soluzioni adottate dai diversi gruppi animali in risposta alle pressioni selettive e ai diversi ambienti di vita; Comprendere le relazioni tra le caratteristiche anatomo-morfologiche, biochimiche e le funzioni fisiologicheCapacita' di applucare conoscenza e comprensione: Saper analizzare e interpretare i parametri fisiologici, riconoscendo somiglianze e differenze nei diversi taxa;  Saper utilizzare i modelli animali nello studio della biologia e dell' ambienteAutonomia di giudizio:  Saper integrare le conoscenze acquisite per formulare deduzioni logiche e dedurre le conseguenze di eventuali alterazioni dei parametri fisiologiciAbilita' comunicative: Saper descrivere i complessi meccanismi fisiologici ed evolutivi utilizzando la corretta terminologia scientifica, sia in forma scritta che oraleCapacita' di apprendimento: Saper consultare la letteratura scientifica di settore per approfondire tematiche specifiche legate alla biologia evoluzionistica e alla fisiologia comparata