Llicenciatura en Biologia (3361)

Fisiologia General(12303) 

IDENTIFICACIÓ DE L'ASSIGNATURA

L'assignatura de Fisiologia Humana I és una matèria troncal del curriculum de Biologia, impartida al primer curs (Fisiologia General) i al segon curs (Fisiologia Especial).

La part de Fisiologia General consta de 3,0 crèdits teòrics i 1,5 de pràctics.

COORDINACIÓ I PROFESSORAT

La coordinació de l'assignatura és a càrrec del Dr. Joaquim Gea i el Dr. Rafael Maldonado. El Dr. Marià Sentí serà el responsable de les pràctiques. La Dra. Olga Valverde col·laborarà en la docència, tant dels crèdits teòrics com dels pràctics.

Continguts

Funcionament de les diferents estructures dels éssers vients, incloent-hi els diferents nivells. Des de la cèl·lula, fins a l'organisme sencer, passant pels sistemes i els aparells. Funcionament coordinat i regulació dels diferents processos. Quant a les habilitats que cal adquirir, el maneig de preparacions i d'animals d'experimentació i voluntaris des d'un punt de vista dinàmic. L'obtenció de senyals biològics senzills i el seu processament.

OBJECTIUS GENERALS

Dotar els estudiants dels coneixements teòrics i dels instruments pràctics necessaris per entendre el funcionament i la regulació de les diferents estructures que, als diferents nivells, conformen l'individu així com la seva relació i adaptació a l'ambient.

Objectius específics

AVALUACIÓ DE L'APRENENTATGE

Es farà seguint els criteris generals de la Facultat. El pes dels elements teòrics serà del 70%, i el dels pràctics, el 30% restant.

L'avaluació de la teoria (7 punts) es farà mitjançant un qüestionari doble de 50 preguntes (el 70%, de preguntes de resposta múltiple, i el30%, de preguntes de resposta curta raonada).

L'avaluació de les pràctiques (3 punts) versarà sobre l'adquisició d'habilitats, fonamentalment la manipulació d'animals d'experimentació en estudis fisiològics i la recollida i interpretació de senyals biològics.

Observacions

L'únic requeriment específic és el d'informació prèvia sobre els apartats corresponents en les disciplines estructurals. També convé el coneixement d'informàtica a nivell d'usuari. Un bon nivell d'anglès és força recomanable.

CLASSES TEÒRIQUES (30 hores)

I. Introducció i conceptes generals.

Tema 1. La Fisiologia avui

Concepte, reptes i fronteres. Evolució històrica. Concepte d'homeòstasi. Conceptes de fisiologia de sistemes, fisiologia integrada i fisiologia ambiental.

Docents: R. Maldonado i J. Gea.

 

Tema 2. Relacions entre estructura i funció a escala cel·lular i tisular

Relacions cel·lulars amb el medi ambient. Organització dels éssers pluricel·lulars. Relació de l'organisme amb el medi. Fisiologia i Genètica.

Docent: J. Gea

Pràctica 1, grups A, B, C i D (R. Maldonado i O. Valverde).

 

Tema 3. Relacions entre estructura i funció dels sistemes i aparells. Funcions bàsiques dels diferents sistemes

Sistema nerviós. Múscul esquelètic i múscul llis. Sistema cardiovascular. Aparell respiratori. Aparell digestiu. Sang. Metabolisme hidrosalí i funció renal. Fisiologia hormonal i metabolisme. Reproducció.

Docents: J. Gea; professor convidat: J. Lloret.

 

Tema 4. Homeòstasi

Concepte. Medis intern i extern. Relacions. Mecanismes de manteniment de la homeòstasi. Sistemes de control. La mort.

Docent: M. Sentí.

III. Fisiologia neuronal

Tema 5. Organització del sistema nerviós

Origen i funcions del sistema nerviós. Arquitectura funcional. Nivells de funció. Transmissió de la informació en el sistema nerviós. Sistemes aferents i eferents.

Docent: R. Maldonado.

 

Tema 6. Elements funcionals dels sistema nerviós I

Elements funcionals de la neurona. Transport axonal. Fenòmens elèctrics i transmissió de senyals.

Docent: R. Maldonado.

Pràctica 2, grups A, B, C i D (R. Maldonado i O. Valverde).

 

Tema 7. Elements funcionals del sistema nerviós II

Elements funcionals de la neuroglia. Líquids extracel·lulars. Fisiologia de la barrera hematoencefàlica.

Docent: R. Maldonado.

Pràctica 3, grups A, B, C i D (R. Maldonado i O. Valverde).

 

Tema 8. Transmissió sinàptica I

Estructura funcional de la sinapsi. Sinapsi elèctrica i sinapsi química. Conceptes de neurotransmissor i neuromodulador. Dinàmica dels neurotransmissors. Concepte de receptor. Acció sobre els receptors.

Docent: R. Maldonado.

 

Tema 9. Transmissió sinàptica II

Transmissió colinèrgica. Transmissió aminèrgica. Característiques generals de la transmissió aminèrgica. Sistema noradrenèrgic. Sistema dopaminèrgic. Sistema serotonimèrgic.

Docent: R. Maldonado.

 

Tema 10. Transmissió sinàptica III

Transmissió peptidèrgica. Característiques fisiològiques pròpies de la transmissió peptidèrgica. Principals sistemes peptidèrgics. Transmissió de natura opioide.

Docent: R. Maldonado.

Pràctica 4, grups A, B, C i D (J. Gea i J.M. Espadaler).

 

Tema 11. Transmissió sinàptica IV

Transmissió mediada per aminoàcids. Transmissió glutamatèrgica i per altres aminoàcids. Transmissió inhibitòria mediada pel GABA i per la glicina.

Docent: R. Maldonado.

Pràctica 5, grups A, B, C i D (J. Gea, J.M. Espadaler i M. Orozco-Levi).

 

Tema 12. Transmissió sinàptica V

Altres sistemes de transmissió neuroquímica. Transmissió per gasos. Transmissió per mediació lipídica.

Docent: R. Maldonado.

 

Tema 13. Classe no magistral

Plantejament de problemes en transmissió sinàptica.

Docent: R. Maldonado.

 

Tema 14. Conducció en circuits neuronals I

Organització dels circuits neuronals. Característiques funcionals de l'arc reflex. Propagació del potencial d'acció.

Docent: R. Maldonado.

 

Tema 15. Conducció en circuits neuronals II

Característiques generals. Temps de reacció. Especificitat, convergència i divergència. Sumació temporal i espacial. Facilitació i oclusió. Potenciació i fatiga. Circuits inhibitoris.

Docent: M. Sentí.

IV. Fisiologia del múscul i del sistema òsteoarticular

Tema 16. El múscul esquelètic. Excitació i contracció

Tipus de múscul. Breu recordatori de l'estructura del múscul estriat (fibres, sarcòmers, proteïnes contràctils, sistema tubular i reticle sarcoplàsmatic). Transmissió neuromuscular. Excitació. Bases de la contracció muscular. Propietats, força, resistència i reserva. Paper del Ca ⁺⁺. Fatiga i debilitat.

Docent: J. Gea.

 

Tema 17. El múscul esquelètic. Activitat mecànica

Contracció isotònica. Contracció isomètrica. Contracció concèntrica. Contracció excèntrica. Relacions longitud-força. Relacions força-freqüència. Relaxació. Tetanització. Període refractari. Tècniques d'avaluació de la funció muscular. Relacions estructura-funció. Característiques funcionals dels diferents tipus de fibres i proteïnes miofibril·lars. Regulació genètica i fenotipus muscular. Remodelació.

Docents: J. Gea; professor convidat: A. Grassino, Universitat McGill de Montreal (atenció: classe avançada).

 

Tema 18. El múscul esquelètic. Perfusió, intercanvi de gasos i metabolisme

Unitat capil·lar i flux. Regulació. Difusió i intercanvi de gasos i metabòlits. Conceptes generals de pressions osmòtiques i hidrostàtiques. Hidrosolubilitat i liposolubilitat. Activitat aeròbica i anaeròbica. Fonts d'energia. Consum i aportació d'oxigen, producció de CO _2.

Docents: J. Gea; professor convidat: M. Orozco-Levi.

Pràctica 7, grups A, B, C i D (J. Gea, J.M. Gáldiz i M. Orozco-Levi).

 

Tema 19. Classe no magistral

Plantejament de problemes en contracció muscular i remodelament estructural.

Docents: J. Gea; professor convidat: M. Orozco-Levi.

Pràctica 8, grups A, B, C i D (J. Gea, Ll. Molina i A. Ferrer).

 

Tema 20. Músculs esquelètics amb funcions especials. Els músculs respiratoris

El diafragma. Músculs accessoris. Característiques diferencials. Pressions respiratòries. Regulació. Fatiga i fracàs dels músculs ventilatoris.

Docents: J. Gea; professor convidat: A. Grassino, Universitat McGill de Montreal. (atenció: classe avançada).

Pràctica 6, grups A, B, C i D (J. Gea, J. M. Espadaler i M. Orozco-Levi).

 

Tema 21. Músculs esquelètics amb funcions especials. El múscul cardíac.

Introducció i particularitats. Funció contràctil. Sístole i diàstole. Funció auricular. Funció ventricular. Funció valvular.

Docents: J. Gea; professor convidat: Ll. Molina, Hospital del Mar.

Pràctica 9, grups A, B, C i D (J. Gea i, M. Orozco-Levi).

 

Tema 22. Sistema òsteo-articular. Fisiologia articular

Nutrició del cartílag. Comportament mecànic: resposta visco-elàstica, sol.licitacions. Lubricació articular: limítrof, pel·lícula fluïda, reforç, elasto-hidrodinàmica.

Docents: J. Gea; professor convidat: J. Cebamanos, Hospital del Mar.

 

Tema 23. Sistema osteo-articular. Biomecànica

Mecanoreceptors: tipus, localització, propietats. Regulació de la mobilitat articular. Fisiologia de la postura. Biomecànica de la columna del maluc i del genoll. Fisiologia del moviment. Anàlisi de la marxa: mètodes cinètics, cinètica, cinemàtica.

Docents: J. Gea; professor convidat J. Cebamanos, Holspital del Mar.

 

Tema 24. Introducció a la fisiologia de l'exercici

Concepte. La respiració i els músculs respiratoris durant l'exercici. El cor durant l'exercici. El múscul esquelètic perifèric durant l'exercici. Introducció al metabolisme de l'exercici. Limitació funcional i factors.

Docent: J. Gea.

Pràctica 10, grups A, B, C i D (J. Gea, M. Orozco-Levi).

 

Tema 25. L'entrenament i el condicionament muscular

Entrenament, concepte. Modalitats. Interacció entre disciplines bàsiques i aplicades. Concepte de remodelament. Relacions entre estructura i funció muscular.

Docent: J. Gea; professor convidat: F. Drobnic, Centre Alt Rendiment, Sant Cugat.

Pràctica 11, grups A, B, C i D (J. Gea, J. Cebamanos).

 

Tema 26. El múscul llis

Introducció. Estructura del múscul llis. Múscul llis visceral i multiunitari. Característiques de la contracció. Excitació i contracció. Receptors. Regulació.

J. Gea. (Convidats: Ll. Molina, Hospital del Mar; V. Curull, Hospital del Mar).

V. Fisiologia de la sang

Tema 27. Composició i funcions de la sang

Característiques; constituents de la sang. Velocitat de sedimentació globular. Volèmia. Plasma . Característiques i composició. Funcions. Eritrocits . Característiques i funcions. Hematòcrit, volum corpuscular i contingut d'hemoglobina. Eritropoesi. Regulació. Vitamina B, àcid fòlic i ferro. Hemoglobines. Metabolisme de l'eritròcit. Destrucció i recanvi cel·lular.

Docent: M. Sentí.

Pràctica 12, grups A, B, C i D (J. Gea, M. Jordana).

 

Tema 28. Leucòcits

Característiques generals i de cada subtipus. Neutròfils. Eosinòfils. Basòfils. Monòcits. Limfòcits i subtipus B i T. El macròfag tissular. Formula leucocitària. Formació dels leucòcits. Quimiotactisme. Diapedesi. Opsonització. Fagocitosi.

Docents: M. Sentí; professor convidat: M. Jordana, Universitat McMaster de Hamilton, Canadà.

Pràctica 13, grups A, B, C i D (R. Maldonado, M. Sentí).

 

Tema 29. Grups sanguinis

Antígens i grups ABO. Antígens i sistema Rh. Introducció a la incompatibilitat maternofetal. Introducció a la transfusió sanguínia. Hemostàsia. Concepte i fases. Fase vascular. Plaquetes i hemostàsia primària. Plaquetes.Característiques i funcions. Trombopoesi. Coagulació. Factors i vies. Fibrinòlisi. Factors i activació. Relacions entre endoteli i hemostàsia. Mètodes de valoració.

Docents: M. Sentí.

 

Tema 30. Classe no magistral

Plantejament de problemes i casos de grups sanguinis - Rh.

Docents: M. Sentí; professor convidat: M. Jordana, Universitat McMaster de Hamilton, Canadà.

Pràctica 14 (última), grups A, B, C i D (M. Sentí i Ll. Molina).

Classes pràctiques (15 hores)

Grups: 4 grups de 15 estudiants, dividits internament en 2 subgrups simultanis de 7-8 estudiants. Un docent per a cada un d'aquests subgrups (2 per grup).

Les pràctiques d'activitat neuronal dependents del Dr. Rafael Maldonado (actualment a París) es troben pendents de programació detallada.

Pràctiques

1. Comportament de l'animal d'experimentació (1 hora)

Consistirà a estudiar el comportament motor, l'exploració i les respostes motivacionals.

Docents: R. Maldonado i O. Valverde.

Laboratori específic.

 

2. Resposta a analgèsics (1 hora)

En concret, models tèrmics, viscerals i mecànics.

Docents: R. Maldonado i O. Valverde.

Laboratori específic.

 

3. Cirurgia estereoatàxica en l'animal d'experimentació (1 hora)

Maneig de l'atlas estereoatàxic. Cirurgia en rosegadors.

Docents: R. Maldonado i O. Valverde.

Laboratori específic.

 

4. Pràctica sobre senyals procedents del sistema nerviós central (1 hora)

Procediments d'obtenció de senyals en l'àmbit biomèdic. Electroencefalograma (EEG). Potencials evocats.

Docents: J. Gea; professor convidat: J. M. Espadaler (Hospital del Mar).

Servei de Neurofisiologia, Hospital del Mar.

 

5. Pràctica sobre senyals procedents del Sistema Nerviós Perifèric (1 hora)

Conducció nerviosa, velocitat de conducció. Activitat espontània, electromiògrama (EMG).

Docents: J. Gea; professors convidats: J. M. Espadaler (Hospital del Mar) i M. Orozco-Levi (IMIM).

Aula d'informàtica.

 

6. Estimulació elèctrica i magnètica in vivo de la contracció muscular (1 hora)

Aquesta pràctica consistirà en l'estimulació elèctrica de la contracció d'un múscul de l'extremitat superior, amb recollida del senyal elèctric (EMG). Seguidament, es procedirà a l'estimulació elèctrica del còrtex amb un propòsit similar.

Docents: J. Gea; professors convidats: J. M. Espadaler (Hospital del Mar) i M. Orozco-Levi (IMIM).

Servei de Neurofisiologia, Hospital del Mar.

 

7. Contracció muscular (1 hora)

La pràctica tindrà dues parts. La primera consistirà en el mesurament de la força muscular amb un dinamòmetre de mà; es valoraran els conceptes de força, resistència i fatiga. La segona consistirà en la projecció d'un vídeo sobre sonomicrometria; aquí es valoraran els conceptes de contracció i relaxament.

Docents: J. Gea; professors convidats: M. Orozco-Levi (IMIM) i J.B. Gáldiz (Universitat del País Basc); exposició del vídeo: J. B. Gáldiz (Universitat del País Basc).

1a part: Servei de Pneumologia, Hospital del Mar.

2a part: aula que permeti la projecció d'un vídeo.

 

8. Recollida del senyal elèctric cardíac (1 hora)

La pràctica consistirà en la colocació d'elèctrodes bipolars en les derivacions clàssiques, amb recollida i anàlisis general de la senyal de l'electrocardiograma.

Docents: J. Gea; professors convidats: Ll. Molina (Hospital del Mar), A. Ferrer (IMIM).

Aula d'informàtica.

 

9. Força i resistència musculars i fatiga I (1 hora)

Es determinaran les pressions respiratòries màximes en boca, i el temps de resistència a càrrega respiratòria submàxima.

Docents: J. Gea; professor convidat: M. Orozco-Levi (IMIM).

Servei de Pneumologia, Hospital del Mar.

 

10. Força i resistència musculars i fatiga II (1 hora)

Es farà una prova ergomètrica (cicloergòmetre) per determinar-se la càrrega màxima general i les variables cardíaques, respiratòries i metabòliques durant l'exercici.

Docents: J. Gea; professor convidat: M. Orozco-Levi (IMIM).

Servei de Pneumologia, Hospital del Mar.

 

11. Moviment articular i biomecànica (1 hora)

Projecció d'un vídeo sobre el moviment en diferents situacions, mitjançant un sistema informàtic d'anàlisi dels senyals rebuts d'emissors col·locats a les diferents articulacions.

Docents: J. Gea; professor convidat: J. Cebamanos (Hospital del Mar).

Aula que permeti la projecció d'un vídeo.

 

12. Ensenyança orientada per problemes (1 hora)

Docents: J. Gea, professor convidat: M. Jordana (Universitat de McMaster, Hamilton, Canadà).

Aula convencional.

 

13. Grups sanguinis (1 hora)

Aquesta pràctica consistirà en l'extracció sanguínia i el processament per a l'obtenció del grup sanguíni i el factor Rh corresponents.

Docents: M. Sentí, R. Maldonado.

Laboratori de pràctiques.

 

14. Diapedesi (1 hora)

Consistirà en dues parts:la projecció d'un vídeo sobre l'activitat dels leucòcits i la visualització directa

del seu moviment al microscopi.

M. Sentí. Convidat: Ll. Molina (Hospital del Mar).

Laboratori de pràctiques.

Bibliografia

Llibre de text

- GUYTON, Tratado de Fisiología Médica. Madrid: (9a edició), ed McGraw-Hill Interamericana, 1996.

 

Llibres de consulta

- GANONG, Fisiologia Médica. (16a edició, castellà), ed Manual Moderno.

- BERNE-LEVI, Principles of Physiology. Ed MOSBY. 1998 (2a edició)

- DEPASPOPOULOS, Manual: Texto y Atlas de Fisiología. Ed Marban, 1994 (3a edició).