Il corso affronta lo studio dei meccanismi fondamentali alla base dei processi funzionali che si svolgono a livello cellulare, tissutale e sistemico. Particolare attenzione sarà dedicata all’analisi del funzionamento degli organi e degli apparati del corpo umano, con l’obiettivo di comprenderne l’organizzazione e l’interazione. Verranno inoltre descritti i principi che regolano i processi di trasduzione cellulare e sensoriale, come base per l’approfondimento dei sistemi di integrazione e controllo del metabolismo corporeo, in particolare quelli di natura endocrina e nervosa. Questo approccio integrato permetterà di sviluppare una visione sistemica dei processi fisiologici, utile per l'applicazione ingegneristica in ambito biomedico.

Fisiologia cellulare L’omeostasi. Biofisica della membrana cellulare (permeabilità e trasporti). Potenziali di membrana: potenziali di riposo, elettrotonici, d’azione. Propagazione dei potenziali. Le sinapsi. Sistema Nervoso e Muscolare Organizzazione funzionale del Sistema Nervoso. Sistema motorio autonomo e somatico: innervazione, neurotrasmettitori e recettori, regolazione delle funzioni del sistema nervoso autonomo. Sensibilita' e organi di senso. La giunzione neuromuscolare. Fisiologia del muscolo scheletrico, cardiaco e liscio: meccanica muscolare. Sistema cardiovascolare Il miocardio comune e il miocardio specifico. L’attività elettrica del cuore: pacemaker cardiaci e sistema di conduzione. ECG. Caratteristiche meccaniche del cuore: il ciclo cardiaco. Struttura e funzione dei vasi, comportamento visco-elastico, polso arterioso, pressione arteriosa, volume sanguigno, flusso e resistenza. Sistemi invasivi e non invasivi di misura della pressione arteriosa. La microcircolazione e gli scambi plasma-liquido interstiziale. Le leggi dell’ idrostatica e dell’emodinamica. Sangue ed emostasi Controllo della gittata cardiaca e della pressione arteriosa sistemica. Sistema respiratorio Struttura e funzione del sistema respiratorio. Meccanica respiratoria. Rapporto ventilazione-perfusione. Centri respiratori e controllo del respiro (nervoso, chemocettivo e meccanocettivo). Indici respiratori: volumi e capacità polmonari. Scambi alveolari e trasporto dei gas nel sangue. Il rene Il nefrone. I processi di filtrazione, riassorbimento, secrezione ed escrezione. Le funzioni del rene (endocrine, controllo nell’equilibrio idro-salino e acido-base).