Comunicazione tra cellule. Ione calcio come messaggero intracellulare. Plasticità sinaptica a breve e lungo termine. Fotorecezione e chemorecezione. Potenziale pacemaker cardiaco. Accoppiamento eccitazione-contrazione. Regolazione della contrazione. Motori molecolari.
Taglietti, Casella: Fisiologia e Biofisica delle cellule. EdiSeS
D'Angelo, Peres: Fisiologia: molecole, cellule e sistemi. Edi Ermes
Purves et al.: Neuroscienze. Zanichelli
Nicholls et al.: From neuron to brain. Sinauer Associates, Inc. Publ.
Obiettivi Formativi
Conoscenze: meccanismi cellulari e molecolari dei processi fisiologici che si realizzano a livello della membrana cellulare o nel citoplasma.
Competenze acquisite: comprensione della relazione tra struttura e funzione a livello cellulare e molecolare e dei meccanismi di mantenimento dell'omeostasi nei processi fisiologici della cellula.
Capacità acquisite alla fine del corso: lettura e comprensione di articoli scientifici. Analisi e interpretazione di risultati sperimentali.
Prerequisiti
Conoscenze di base di fisiologia generale, biochimica e fisica.
Metodi Didattici
Lezioni frontali
Altre Informazioni
E' consigliata la frequenza delle lezioni.
Modalità di verifica apprendimento
L'esame finale ha lo scopo di accertare l'acquisizione delle competenze tramite una prova orale, che consiste in domande su argomenti del programma svolti a lezione. Particolare importanza sarà data alla descrizione ed interpretazione di esperimenti commentati a lezione, utilizzando rappresentazioni grafiche dei risultati.
Programma del corso
Comunicazione cellulare: sinapsi chimiche e neurotrasmettitori, meccanismi molecolari di liberazione del neurotrasmettitore, recettori ionotropici, recettori metabotropici. Azione diretta delle proteine G: attivazione dei canali del potassio nel cuore, inibizione dei canali N del calcio. Attivazione della sintesi di secondi messaggeri da parte di proteine G. Via del cAMP: modulazione dei canali L del calcio nel ventricolo di mammifero, modulazione dei canali S del potassio in Aplysia. Via dei fosfoinositidi: azione diretta del fosfatidil inositol-bifosfato sui canali M del potassio. Via dell'acido arachidonico: inibizione presinaptica mediata da secondo messaggero. Segnalazione retrograda mediata da endocannabinoidi. Omeostasi del calcio e ione calcio come messaggero intracellulare.
Plasticità sinaptica a breve e a lungo termine. Facilitazione e depressione sinaptica, potenziamento post-tetanico. Potenziamento e depressione a lungo termine nell'ippocampo. Potenziamento a lungo termine e memoria spaziale. Sinapsi silenti. Depressione a lungo termine nel cervelletto. Plasticità dipendente dalla distribuzione temporale degli stimoli.
Fotorecezione: meccanismo molecolare della fototrasduzione. Adattamento nei fotorecettori. Trasmissione del segnale dai fotorecettori alle cellule gangliari. Campi recettivi delle cellule bipolari e gangliari. Funzione delle cellule orizzontali. Chemorecezione: meccanismi della trasduzione gustativa e olfattiva. Codificazione nervosa nei sistemi gustativo e olfattivo.
Cellule pacemaker e potenziale pacemaker cardiaco; canali HCN e corrente “funny”. Ruolo del calcio nella genesi del potenziale pacemaker: l’“orologio del calcio”. Meccanismo molecolare del controllo nervoso dell’attività pacemaker. Meccanismi cellulari e molecolari dell’accoppiamento eccitazione-contrazione nel muscolo striato; liberazione del calcio dipendente dal voltaggio e dipendente dal calcio. Modulazione fisiologica e farmacologica dell’accoppiamento eccitazione-contrazione cardiaco. Meccanismo molecolare della regolazione della contrazione nel muscolo striato; regolazione del filamento sottile e del filamento spesso. Modulazione dei meccanismi di regolazione. Cenni su contrazione del muscolo liscio e sua regolazione.
Motori molecolari nel muscolo e nella motilità cellulare: motori processivi e non processivi, velocità e distanza di interazione, studi di singola molecola.