Corso di Laurea in Biotecnologie

Fisiologia Cellulare

Anno accademico 2007/2008

Sommario insegnamento

• Programma
• Testi consigliati e bibliografia
• Note
• Strumenti didattici

Programma

Il corso si propone di fornire una conoscenza di base delle funzioni cellulari, con particolare riferimento alle cellule eccitabili e alle basi cellulari delle funzioni integrate. Il cros consterà di 36 ore di lezione e di 8 ore di esercitazioni (sia in laboratorio che con uso di software per simulazioni)

1.Meccanismi di trasporto ai capi della membrana plasmatica. Trasporto attraverso il doppio strato lipidico. Le leggi della diffusione. Diffusione ai capi di una membrana.

2.Il caso di soluti ionici. Le leggi dell’elettrodiffusione. Il caso dell’equilibrio. Il potenziale di equilibrio di Nernst.

3.Il caso di flussi stazionari. L’ipotesi del campo costante: l’equazione di Goldman-Hodgkin-Katz. Trasporto di molecole polari e di ioni attraverso la membrana plasmatica. Proteine di trasporto: canali e carriers.

4.Ruolo funzionale del gradiente di sodio. Trasporti attivi primari e secondari. Trasporto di grandi molecole. Fenomeni osmotici.

5.trasporti transcellulari. Cellule polarizzate. Trasporti negli epiteli: la pelle di rana, l’epitelio intestinale e quello dei tubuli renali.

6.I gradienti ionici ai capi della membrana plasmatica e l’origine dei dei fenomeni bioelettrici: il potenziale di membrana a riposo. Variazioni di permeabilità della membrana e variazioni transienti del potenziale. Ruolo dei transienti elettrici nella comunicazione fra le cellule e nella regolazione delle funzioni cellulari.

7.La comunicazione cellulare. Recettori di membrana e trasduzione del segnale.

8.Il calcio come messaggero intracellulare. Omeostasi del calcio.

9.La comunicazione nel sistema nervoso: le sinapsi. La comunicazione elettrica fra le cellule: gap junctions e sinapsi elettriche. Le sinapsi chimiche. Gli aspetti postsinaptici: i recettori per i neurotrasmettitori.

10.Canali regolati da agonisti chimici e gli eventi elettrici da essi indotti: i potenziali postsinaptici. Caratteristiche dei potenziali postsinaptici; sommazione spaziale e temporale. Neurotrasmettirori e neuromodulatori.

11.Propagazione dei potenziali postsinaptici: l’integrazione neuronale. Le leggi della propagazione elettrotonica. Propagazione a grandi distanze: i potenziali d’azione.

12.L’eccitabilità elettrica e le sue basi molecolari. L’eccitabilità elettrica nel nervo e nel muscolo: le teorie classiche. Il potenziale d’azione e l’ipotesi del sodio. L’assone gigante del calamaro e la tecnica del voltage clamp.

13.Il modello di Hodgkin e Huxley. Canali regolati dal voltaggio. La propagazione lungo gli assoni: fibre mielinate e non mielinate. I diversi tipi di canali voltaggio-dipendenti e il loro ruolo nella diversità dei potenziali d’azione in preparati differenti.

14.Cenni di fisiologia delle cellule e fibre muscolari. L’accoppiamento eccitamento-contrazione.

15.La conversione di segnali elettrici in segnali chimici. Sinapsi chimiche: gli aspetti presinaptici. Ruolo degli eventi elettrici e del calcio.

16.La plasticità neuronale. Cenni sulle basi molecolari dei processi di apprendimento.

17.L’interazione con l’ambiente esterno. Le cellule recettrici e i meccanismi di trsduzione del segnale. Il potenziale di recettore. Le leggi della trasduzione sensoriale. L’adattamento.

18.Alcuni esempi di cellule recettrici: foterecettori, recettori uditivi, chemiocettori

Note

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