Llicenciatura en Biologia (3361)

Fisiologia General(12303) 

IDENTIFICACIÓ DE L'ASSIGNATURA

L'assignatura Fisiologia General és una matèria troncal del currículum de Biologia. Consta de 3 crèdits teòrics i 1,5 de pràctics.

COORDINACIÓ I PROFESSORAT

La coordinació de l'assignatura és a càrrec del Dr. Miguel A. Valverde. Els doctors Esther Vázquez, Francisco Muñoz i Joaquim Gea col·laboraran en les classes pràctiques i teòriques.

OBJECTIUS GENERALS

L'enfocament d'aquesta assignatura es dirigeix als fenòmens cel·lulars, molts dels quals poden extrapolar-se de forma general al funcionament de quasi tots els tipus de cèl·lules. Tenint molt present la gran quantitat d'informació que s'ha generat en aquesta àrea durant els últims anys, el programa docent se centrarà en sis seccions que ofereixen una visió dinàmica i actualitzada dels processos cel·lulars més importants:
- Potencial de membrana. Fisiologia del transport a través de membranes
- Excitabilitat de la membrana i dels canals iònics
- Comunicació intercel·lular i intracel·lular
- Acoblament estímul-secreció i transmissió sinàptica
- Múscul i sistema òsteo-articular
- El cicle cel·lular

AVALUACIÓ DE L'APRENENTATGE

L'avaluació del rendiment acadèmic s'efectuarà de la forma següent (sobre un total de 10 punts):

- Prova d'Elecció Múltiple 2 punts

- Prova escrita teòrica. Caldrà contestar quatre preguntes curtes (d’una

extensió d’una cara de foli, com a màxim), per escollir entre un total de set 4 punts

- Quadern de pràctiques 1,5

- Avaluació contínua als seminaris 1 punt

- Assaig 1 punt

- Presentació oral (s'atorgarà la mateixa puntuació a cada integrant del grup) 0,5 punts

REQUERIMENTS

És recomanable un bon nivell d'anglès per a la utilització dels textos recomanats i la discussió dels treballs científics. També calen coneixements d'informàtica a nivell d'usuari.  

TEMARI TEÒRIC

Tema 1

Introducció a la fisiologia cel·lular.

Potencial de membrana. Fisiologia del transport a través de membranes

Tema 2

Difusió i coeficient de difusió. Coeficient de permeabilitat i flux. Transport actiu-passiu. Transportadors: cotransportadors, antiportadors, bombes.

Tema 3

Origen del potencial de membrana. Manteniment de la distribució iònica. Potencials d'equilibri iònic. Equació de Nerst.

Tema 4

Transport d'ions i no-electròlits. La bomba de sodi. Les bombes de calci. Intercanviadors de sodi/calci. Mecanisme, estructura i regulació.

Tema 5

Regulació del pH intracel·lular. La capacitat de tamponament. El pH en organeles. Transport membranal d'àcids i bases. Funcions cel·lulars afectades per canvis en el pH intracel·lular.

Tema 6

Polaritat cel·lular. Exemples de cèl·lules polaritzades. Iniciació i manteniment de la polaritat cel·lular. Senyals involucrats en el desplaçament de les proteïnes a la seva destinació final.

Excitabilitat de la membrana i dels canals iònics

Tema 7

Electrogènesi de l'excitabilitat membranal. Tècniques electrofisiològiques. Propietats elèctriques passives. Generació del potencial d'acció. Efecte del potencial de repòs sobre el potencial d'acció.

Tema 8

Canals iònics en cèl·lules excitables. Classificació. Anàlisi electrofisiològica dels canals iònics. Funcions.

Tema 9

Canals iònics en cèl·lules no excitables. Tipus de canals. Funció.

Tema 10

Relació entre l'estructura i la funció dels canals iònics. Bioquímica i biologia molecular dels canals iònics. Mecanismes moleculars determinants de la funció dels canals.

Tema 11

Malalties genètiques associades a la malfunció dels canals iònics. Fibrosi quística. Miotonies. Malalties associades a canvis del ritme cardíac.

Comunicació intercel·lular i intracel·lular

Tema 12

Detecció de senyals extracel·lulars. Tipus de receptors. Unió de l'agonista.

Tema 13

Proteïnes G. Accions directes. Control de l'adenilciclasa.

Tema 14

Traducció de senyals intracel·lulars. Segons missatgers. AMPc, GMPc, NO fosfats d'inositol.

Tema 15

Calci: missatger intracel·lular i extracel·lular. Generació del senyal de calci. Activitat de proteïnes dependents de calci.

Tema 16

Balanç entre processos de fosforilació i de desfosforilació. Cinases: serina/treonina, tirosina i histidina. Participació de les fosfatases en la regulació dels senyals intracel·lulars.

Tema 17

Resposta cel·lular a hormones. Acció d'hormones lipídiques sobre receptors intracel·lulars. Acció d'hormones proteiques sobre receptors de membrana.

Tema 18

Propietats osmòtiques de les cèl·lules i regulació del volum cel·lular. Moviment de l'aigua a través de les membranes biològiques. Regulació del volum cel·lular en condicions isosmòtiques. Regulació del volum cel·lular en condicions anisosmòtiques.

Acoblament estímul-secreció i transmissió sinàptica

Tema 19

Acoblament estímul-secreció. Components cel·lulars i moleculars involucrats en el procés. Control de l'exocitosi.

Tema 20

Neurofisiologia I. Introducció al sistema nerviós. Conceptes generals. La sinapasis. La transmissió colinérgica

Tema 21

Transmissió sinàptica. Transmissió peptidèrgica, aminoàcids: glutamatèrgica; inhibitòria, GABA. Transmissió elèctrica intercel·lular.

Múscul i sistema òsteo-articular

Tema 22

Estructura de la fibra muscular. Potencials d'acció en múscul llis i en múscul esquelètic. Transmissió neuromuscular. Bases de la contracció muscular. Paper del calci.

Tema 23

Contracció muscular. Activitat mecànica, contracció isotònica, isomètrica, relaxació i tetanització. Relació estructura-funció.

Tema 24

Biomecànica. Mecanoreceptors: tipus, localització i funcions. Fisiologia del cartílag articular. Fisiologia del moviment.

Tema 25

Introducció a la fisiologia de l'exercici. El múscul esquelètic perifèric durant l'exercici. Introducció al metabolisme de l'exercici. Limitacions funcionals. Concepte d'entrenament. Concepte de remodelament.

El cicle cel·lular

Tema 26

Apoptosi. Canvis morfològics característics de la mort cel·lular. Regulació del procés de la mort cel·lular. Funció fisiològica de la mort cel·lular.

Tema 27

La cèl·lula cancerosa. El cicle cel·lular. L'estabilitat genòmica. L'adhesió i la mobilitat cel·lular.

Presentació dels treballs d'investigació

Tema 28

Presentació dels grups 1 a 4

Tema 29

Presentació dels grups 5 a 8

Tema 30

Presentació dels grups 9 a 12

TEMARI PRÀCTIC

Pràctica 1. Potencial d'acció (simulació per ordinador)

Tres hores (2+1).

 
Pràctica 2. Canals iònics; voltage-clamp (simulació per ordinador)

Tres hores (2+1).

 

Pràctica 3. Contracció muscular (simulació per ordinador)

Tres hores.

 

Pràctica 4. Biomecànica (laboratori de vídeo)

Una hora.

SEMINARIS

Seminari 1. Discussió de problemes sobre transport a través de membrana

Una hora per a cadascun dels tres grups. Setmana 4.

Seminari 2. Discussió de treballs científics

Una hora per a cadascun dels tres grups. Setmana 5.

Seminari 3. Discussió de treballs científics

Una hora per a cadascun dels tres grups. Setmana 6.

Seminari 4. Discussió de treballs científics

Una hora per a cadascun dels tres grups. Setmana 7.

Seminari 5. Discussió de treballs científics

Una hora per a cadascun dels tres grups. Setmana 8.

El seminari 1 consistirà en la resolució de problemes relacionats amb els mecanismes de transport a través de membranes biològiques. Als seminaris 2, 3, 4 i 5 es presentarà als estudiants un o dos treballs científics relacionats amb la matèria dels crèdits teòrics, per tal que siguin sotmesos a discussió durant el seminari.

Assaig escrit i presentació oral

Els estudiants, distribuïts en grups de 5 a 6 persones, triaran lliurement un treball científic actual relacionat amb algun aspecte de la matèria. Sobre el treball científic, que serà sotmès a l'aprovació del professor com a molt tard la setmana 8, cada estudiant elaborarà un assaig de mil paraules, que caldrà lliurar la setmana 10, i una presentació oral de 15 minuts de durada, que també caldrà lliurar la setmana 10.

BIBLIOGRAFIA

Llibre de text

LATORRE, R. Biofisica y fisiología celular. 1a edició. Sevilla: Universidad de Sevilla, 1996.

 

Bibliografia complementària

SPERELAKIS, N. Cell physiology source book. 2a edició. Academic Press, 1998. ISBN O-12-656973-8

BERNE, R. M.; LEVY, M. N. Fisiología. 2a edició. Madrid: Harcourt Brace, 1998.