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 de Miguel A. Valverde. El doctor Francisco Muñoz i el doctor José Manuel Fernández 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 escrita teòrica
Prova d’elecció múltiple 2 punts
Caldrà contestar quatre preguntes curtes (d’una extensió d’una cara de foli, com a màxim), per escollir entre un total de set 5 punts
Quadern de pràctiques 1,5 punts
Assaig 1 punt
Presentació oral (s'atorgarà la mateixa puntuació a cada integrant del grup) 0,5 punt
Qualsevol tipus de còpia en qualsevol dels apartats d’avaluació implica la no-superació de l’assignatura.

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. Adaptació de les cèl·lules diana. Amplificació intracel·lular del senyal.

Tema 13

Proteïnes associades a la transducció dels senyals. Proteïnes G. Accions directes. Accions indirectes: control de l'adenilciclasa, control de la fosfolipasa C.

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

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.

Tema 18

Seminari d'investigació.  

Acoblament estímul-secreció i transmissió sinàptica

Tema 19

Acoblament estímul-secreció. Conceptes generals. Components moleculars involucrats en el procés. Fusió de vesícules amb la membrana plasmàtica. Control de l'exocitosi. Secreció hormonal.

Tema 20

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

Tema 21

Neurofisiologia II. La transmissió catecolaminérgica i serotorninérgica.

Tema 22

Neurofisiologia III. La transmissió peptidérgica. Aminoàcids excitants i inhibidors. La histamina. La sinapsis elèctrica.

Múscul i sistema òsteo-articular

Tema 23

La cèlul·la muscular. 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 24

Contracció muscular I. Concepte d’unitat motora. Tipus de contracció. Múscul esquelètic. Múscul llis i cardíac.

Tema 25

Contracció muscular II. Control de contracció muscular. Mecanoreceptors. Reflexos. El múscul durant l’exercici. Fonts d’energia. Remodelació muscular.

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.

Presentació dels treballs de recerca

Tema 27

Presentació dels grups 1 a 3  

Tema 28

Presentació dels grups 4 a 6  

Tema 29

Presentació dels grups 7 a 9  

Tema 30

Presentació dels grups 10 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)
Dues hores (2).

Pràctica 3. Inhibició sinàptica
Model electrònic controlat des d'una unitat PC. Dos hores

Pràctica 4. Contracció muscular (simulació per ordinador)
Tres hores.

SEMINARIS

Els seminaris consistiran en la discussió de casos reals amb l’objectiu de facilitar la revisió dels principals conceptes fisiològics així com demostrar de manera pràctica com la patologia és essencialment el resultat d’una alteració de la fisiologia.

Seminari 1. Intoxicació amb Saxitoxina

Seminari 2. Hiperkalemia primària amb paràlisis

Seminari 3. Intoxicació per toxina colèrica

Seminari 4. Intoxicació per toxina botulínica

Seminari 5. El part

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.