Fisiologia General (20330)

Titulació/estudi: grau en Biologia Humana
Curs: 1r
Trimestre: 3r
Nombre de crèdits ECTS: 8 crèdits
Hores dedicació estudiant: hores
Llengua o llengües de la docència:
Professorat: La coordinació de l'assignatura és a càrrec del Dr. Miguel A. Valverde. Els doctors Francisco Muñoz, José Manuel Fernández i Ruben Vicente col·laboraran en les classes pràctiques i teòriques.

1. Presentació de l'assignatura

L'assignatura Fisiologia General és una matèria bàsica del currículum de Biologia Humana. Consta de 8 crèdits ECTS

2. Competències a assolir

L'enfocament d'aquesta assignatura es dirigeix cap als fenòmens cel·lulars, molts dels quals poden extrapolar-se de manera 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, particularment centrat en el funcionament del sistema nerviós.

- I. Potencial de membrana. Fisiologia del transport a través de membranes. Prof. M. A. Valverde
- II. Excitabilitat de la membrana i dels canals iònics. Prof. M. A. Valverde
- III. Comunicació intercel·lular i intracel·lular. Prof. M. A. Valverde
- IV. Acoblament estímul-secreció i transmissió sinàptica. J. M. Fernández-Fernández
- V. Contracció muscular. J. M. Fernández-Fernández
- VI. Sistema nerviós. Prof. Francisco J. Muñoz

3. Continguts

TEMARI TEÒRIC

I. POTENCIAL DE MEMBRANA. FISIOLOGIA DEL TRANSPORT A TRAVÉS DE MEMBRANES

Tema 1
Difusió i coeficient de difusió. Coeficient de permeabilitat i flux. Transport actiu-passiu. Transportadors: cotransportadors, antiportadors, bombes.

Tema 2
Origen del potencial de membrana. Manteniment de la distribució iònica. Potencials d'equilibri iònic. Equació de Nernst.

Tema 3
Transport de ions i no-electròlits. La bomba de sodi. Les bombes de calci. Intercanviadors de sodi/calci. Mecanisme, estructura i regulació.

II. EXCITABILITAT DE LA MEMBRANA I DELS CANALS IÒNICS

Tema 4
Anàlisi electrofisiològica dels canals iònics. Tècniques electrofisiològiques. Propietats elèctriques passives.

Tema 5
Canals iònics en cèl·lules excitables. Electrogènesi de l'excitabilitat membranal. Generació del potencial d'acció. Efecte del potencial de repòs sobre el potencial d'acció.

Tema 6
Canals iònics en cèl·lules no excitables. Tipus de canals. Funció.

Tema 7
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 8
Malalties genètiques associades a la mala funció dels canals iònics. Fibrosi quística. Miotonies.

Tema 9
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.

III. COMUNICACIÓ INTERCEL·LULAR I INTRACEL·LULAR

Tema 10
Detecció de senyals extracel·lulars. Tipus de receptors. Unió de l'agonista. Adaptació de les cèl·lules diana. Amplificació intracel·lular del senyal.

Tema 11
Proteïnes associades a la transducció dels senyals. Proteïnes G. Accions directes. Accions indirectes: control de l'adenilciclasa, control de la fosfolipasa C. Traducció de senyals intracel·lulars. Segons missatgers. AMPc, GMPc, NO fosfats d'inositol.

Tema 12
Calci: missatger intracel·lular i extracel·lular. Generació del senyal de calci. Activitat de proteïnes dependents de calci.

Tema 13
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.

IV. ACOBLAMENT ESTÍMUL-SECRECIÓ I TRANSMISSIÓ SINÀPTICA

Tema 14
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 15
Neurofisiologia I. Introducció al sistema nerviós. Conceptes generals. La sinapsi química i elèctrica. La transmissió colinèrgica.

Tema 16
Neurofisiologia II. La transmissió catecolaminèrgica i serotoninèrgica.

Tema 17
Neurofisiologia III. La transmissió peptidèrgica. Aminoàcids excitants i inhibidors. La histamina.

V. CONTRACCIÓ MUSCULAR

Tema 18
El múscul esquelètic. Estructura de la fibra muscular. La unió neuromuscular. Potencials d'acció en el múscul. Bases de la contracció muscular. Paper del calci. El múscul cardíac i la seva contracció.

Tema 19
El múscul llis. Potencials d'acció en el múscul. Bases de la contracció muscular. Paper del calci. Manteniment del to muscular i de la contracció sinèrgica.

Tema 20
El múscul durant l'exercici. Tipus de fibres musculars esquelètiques. Fonts d'energia. Remodelació muscular.

VI. SISTEMA NERVIÓS

Tema 21. Organització funcional dels sistemes motors
Definició dels sistemes de control segmentari i suprasegmentari. Integració sensorial i motora.

Tema 22. Control segmentari del moviment i de la postura I
Reflexos segmentaris. Característiques funcionals del reflex miotàctic, tendinós i de retirada.

Tema 23. Control segmentari del moviment i de la postura II
Control del reflex segmentari. Activitat dels receptors musculars. Components i funcions del sistema gammamotor.

Tema 24. Control suprasegmentari del moviment i de la postura I
Organització funcional del còrtex cerebral motor. Funció i alteracions del còrtex motor.

Tema 25. Control suprasegmentari del moviment i de la postura II
Organització funcional, paper fisiològic i alteracions dels ganglis basals. Organització funcional, paper fisiològic i alteracions dels centres motors del troncoencèfal.

Tema 26. Control suprasegmentari del moviment i de la postura III
Connexions i organització funcional del cerebel. Funcions i alteracions del cerebel.

Tema 27. Introducció a la fisiologia sensorial
Funcions generals i components del sistema sensorial. Òrgans sensorials. Tipus de sensibilitat.

Tema 28. Receptors sensorials
Classificació. Tacte i pressió. Receptors de temperatura. Receptors cutanis. Sensibilitat profunda i sensibilitat visceral. Sensacions orgàniques. Receptors articulars.

Tema 29. Transmissió de l'impuls des del receptor
Nervis perifèrics. Vies sensorials de la medul·la espinal. Sistema sensorial del troncoencèfal. Funció tàlamo-cortical.

Tema 30. Fisiologia del dolor I
Mecanismes de transmissió i d'integració del dolor. Tipus de transmissió dolorosa. Vies de transmissió del dolor a la medul·la espinal. Formació reticular. Funció del tàlem. Estructures implicades en la interpretació dels estímuls dolorosos.

Tema 31. Fisiologia del dolor II
Sistemes implicats en el control dels estímuls dolorosos. Aspectes funcionals i neuroquímics implicats en el sistema inhibidor descendent.

Tema 32. Fisiologia de la visió
Principis físics d'òptica. Anatomia funcional de l'ull. Bases fotoquímiques de la visió. Funció nerviosa de la retina. Agudesa visual i visió en colors. Vies visuals centrals. Àrea visual cortical.

Tema 33. Fisiologia de l'audició
Principis físics bàsics del so. Anatomia funcional de l'audició. Fisiologia coclear. Transmissió dels estímuls auditius. Funció de les cèl·lules ciliades internes i externes. Sintonització mecànica. Sintonització elèctrica. Integració dels estímuls auditius. Teories de l'audició.

Tema 34. Fisiologia vestibular
Receptors vestibulars. Control de l'equilibri i de l'acceleració pel sistema vestibular. Reflexos vestibulars.

Tema 35. Receptors químics
Sentit del gust. El botó gustatiu. La cèl·lula receptora gustativa. Transducció dels quatre gustos bàsics. Representació dels gustos al tàlem i al còrtex. Sentit de l'olfacte. Receptors del neuroepiteli olfactori. Transducció de les olors per part de les cèl·lules receptores. Projecció de la informació al paleocòrtex i a l'escorça cerebral olfactòria.

Tema 36. Sistema nerviós autònom I
Organització funcional dels sistemes simpàtic i parasimpàtic. Equilibri fisiològic entre tots dos sistemes. Activitat i variacions funcionals.

Tema 37. Sistema nerviós autònom II
Efectes generals dels sistemes simpàtic i parasimpàtic. Efectes específics sobre les glàndules, la musculatura llisa visceral i la vascular. Reflexos neurovegetatius.

Tema 38. Regulació central de les funcions viscerals
Organització funcional del bulb raquidi. Paper de l'hipotàlem en el control neuroendocrí. Paper de l'hipotàlem en el control neurovegetatiu.

Tema 39. Funcions superiors del sistema nerviós I
Organització funcional i connexions del sistema límbic. Control de les emocions i de la conducta. Funcions específiques de l'amígdala, de l'hipocamp i de l'escorça límbica.

Tema 40. Funcions superiors del sistema nerviós II
Organització funcional i connexions del neocòrtex. Aprenentatge i memòria. Bases moleculars de la memòria. Bases neuronals de la consciència i del llenguatge.

CRÈDITS PRÀCTICS (GRUPS DE 15 ALUMNES)

Pràctica 1. Neuroprotecció mitjançada per antioxidants davant de l'estrès oxidatiu (.... hores; 4+4). Experiment fet en línies cel·lulars. Mesura de la toxicitat cel·lular mitjançant mètodes bioquímics (activitat mitocondrial amb l'assaig d'MTT).

Pràctica 2. Escriptura d'un article científic basat en les dades obtingudes en la pràctica 4 (4 hores).

Pràctica 3. Potencial d'acció (simulació per ordinador). (4 hores). Inclou l'anàlisi i la interpretació dels resultats.

Pràctica 4. Canals iònics; voltatge-clamp (simulació per ordinador). (4 hores). Inclou l'anàlisi i la interpretació dels resultats.

Pràctica 5. Inhibició i excitació sinàptica. Model electrònic de funcionament neuronal controlat des d'una unitat PC. (4 hores). Inclou l'anàlisi i la interpretació dels resultats.

Pràctica 6. Contracció muscular (simulació per ordinador). (4 hores). Inclou l'anàlisi i la interpretació dels resultats.

Pràctica 7. Electromiografia i temps de reacció (4 hores). Registre del to muscular basal i màxim durant una contracció voluntària, així com del temps de reacció. Inclou l'anàlisi i la interpretació dels resultats.

SEMINARIS (GRUPS DE 30 ALUMNES)

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.
Seminari 2.
Seminari 3.
Seminari 4.
Seminari 5.
Seminari 6.
Seminari 7.
Seminari 8. Problema pràctic per resoldre amb apunts i llibres.

4. Avaluació

1. L'avaluació del rendiment acadèmic es farà de la manera següent (sobre un total de 10 punts):
- Prova d'elecció múltiple (s'hi inclouran els continguts dels seminaris): 2 punts.
- Prova escrita teòrica. Caldrà contestar tres preguntes curtes entre quatre (una cara d'un foli, com a màxim: 5,5 punts.
- En l'examen teòric s'inclourà una pregunta sobre els continguts donats a les classes pràctiques: 1,5 punts.
- Resolució de problema pràctic amb apunts i llibres en una sessió de dues hores: 1 punt.

2. Quan es repeteix l'assignatura, els repetidors hauran de fer-la tota. No tindran l'obligació d'assistir a les pràctiques, però hauran de contestar les preguntes de pràctiques de l'examen.
*Qualsevol tipus de còpia en qualsevol dels apartats d'avaluació implica la no-superació de l'assignatura.

REQUERIMENTS
És aconsellable tenir un bon nivell d'anglès per poder utilitzar els textos recomanats i seguir la discussió dels treballs científics. També calen coneixements d'informàtica a nivell d'usuari.
Si no s'assisteix a les pràctiques, als seminaris i a la presentació oral del treball cal presentar una justificació de l'organisme competent.

L'estudiant està obligat a portar una còpia del seminari, del guió de pràctiques o del text que es vagi a impartir, que es poden obtenir del Campus Global des del principi del curso acadèmic.

Els estudiants han d'assistir a les classes pràctiques portant la bata de laboratori

5. Bibliografia i recursos didàctics

5.1. Bibliografia bàsica

LLIBRES DE TEXT
SILVERTHORN, A. C. Fisiología humana. Un enfoque integrado. 4a. ed. Médica Panamericana, 2007.
MOYES, C. D.; SCHULTE, P. M. Principios de fisiología animal. Pearson (Addison-Wesley), 2007.

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

5.2. Bibliografia complementària

 

5.3. Recursos didàctics

 

6. Metodologia

7. Programació d'activitats