Curs 2010-11

Fisiologia General (20330)

Titulació/estudi: grau en Biologia Humana
Curs: 1r
Trimestre: 3r
Nombre de crèdits ECTS: 8 crèdits
Hores dedicació estudiant:8 crèdits en total, que consten de 88 hores d'activitats presencials i de 112 hores d'activitats no presencials. Les activitats presencials es reparteixen en 40 hores de classes magistrals, 16 hores de seminaris i 32 hores de pràctiques.
Llengua o llengües de la docència: castellà
Professorat: La coordinació de l'assignatura és a càrrec del Dr. Miguel A. Valverde. Els doctors Francisco Muñoz, José Manuel Fernández, Ruben Vicente i César Fandos són responsables d'impartir-ne la docència, tant pel que fa als crèdits teòrics com als pràctics.

1. Presentació de l'assignatura

Aquesta assignatura es centra en l'estudi de l'electrofisiologia en l'àmbit cel·lular, així com dels sistemes de transducció de senyals i de l'organització i el funcionament del sistema nerviós.

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 (Dr. M. A. Valverde)

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 (Dr. M. A. Valverde)

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 (Dr. M. A. Valverde)

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 (Dr. J. M. Fernández)

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 (Dr. J. M. Fernández)

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 (Dr. F. J. Muñoz)

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)

Les pràctiques es fan en grups de 15 alumnes per pràctica. En funció del tipus de pràctica tenim un nombre diferent de subgrups.

Pràctica 1. Neuroprotecció mitjançada per antioxidants davant l'estrès oxidatiu

Experiment fet en línies cel·lulars. Mesura de la toxicitat cel·lular mitjançant mètodes bioquímics (activitat mitocondrial amb l'assaig de MTT). Anàlisi i interpretació dels resultats obtinguts (8 hores: 4 + 4). Aquesta pràctica es fa amb 8 subgrups de 2 alumnes cadascun. (Dr. C. Fandos) 

Pràctica 2. Escriptura d'un article científic basat en les dades obtingudes en la pràctica 1

Anàlisi i interpretació dels resultats obtinguts (4 hores: 2 + 2). Aquesta pràctica es fa amb 8 subgrups de 2 alumnes cadascun. (Dr. C. Fandos) 

Pràctica 3. Potencial d'acció

Es fa amb simulació per ordinador i posterior anàlisi i interpretació dels resultats obtinguts (4 hores). Aquesta pràctica es fa amb 4 subgrups de 3-4 alumnes cadascun. (Dr. M. A. Valverde) 

Pràctica 4. Canals iònics; voltage-clamp

Es fa amb simulació per ordinador i posterior anàlisi i interpretació dels resultats obtinguts (4 hores). Aquesta pràctica es fa amb 4 subgrups de 3-4 alumnes cadascun. (Dr. M. A. Valverde) 

Pràctica 5. Inhibició i excitació sinàptica. Model electrònic de funcionament neuronal controlat des d'una unitat PC

Anàlisi i interpretació dels resultats obtinguts (3 hores). Aquesta pràctica es fa amb 5 subgrups de 3 alumnes cadascun. (Dr. J. M. Fernández) 

Pràctica 6. Contracció muscular

Es fa amb simulació per ordinador i posterior anàlisi i interpretació dels resultats obtinguts (3 hores). Aquesta pràctica es fa amb 4 subgrups de 3-4 alumnes cadascun. (Dr. J. M. Fernández) 

Pràctica 7. Electromiografia i temps de reacció

Registre del to muscular basal i màxim durant una contracció voluntària, així com del temps de reacció. Anàlisi i interpretació dels resultats obtinguts (4 hores). Aquesta pràctica es fa amb 4 subgrups de 3-4 alumnes cadascun. (Dr. J. M. Fernández) 

Pràctica 8. Avaluació de l'aprenentatge pràctic de l'assignatura (2 hores). (Dr. M. A. Valverde)

SEMINARIS (GRUPS DE 30 ALUMNES)

Els seminaris es realitzen en grups de 30 alumnes i consisteixin en la discussió de casos reals en subgrups de 6-8 estudiants amb l'objectiu de facilitar la revisió dels principals conceptes fisiològics així com demostrar de manera pràctica com la patologia és essencialment el resultat de l'alteració de la fisiologia. La capacitat de discussió dels casos s'avaluarà en el seminari 8, que consistirà en un problema pràctic realitzat i amb dues preguntes que han de contestar de forma individual. Cada seminari es realitza en dues hores.

Seminari 1: Intoxicació amb saxitoxina (Dr. M. A. Valverde)
Seminari 2: Hipercalèmia primària amb paràlisi (Dr. F. J. Muñoz)
Seminari 3: Intoxicació per toxina colèrica (Dr. F. J. Muñoz)
Seminari 4: Distròfia muscular de Duchenne (Dr. F. J. Muñoz)
Seminari 5: Components del sistema nerviós (Dr. F. J. Muñoz)
Seminari 6: Control de la funció motora (Dr. F. J. Muñoz)
Seminari 7: Percepció somato-sensorial (Dr. F. J. Muñoz)
Seminari 8: Avaluació de l'aprenentatge en la resolució de problemas amb apunts i llibres (Dr. J. M. Fernández)

 

4. Avaluació

L'avaluació del rendiment acadèmic s'efectuarà de la forma següent (sobre un total de 10 punts):
- Prova d'elecció múltiple en què s'inclouran els continguts del temari teòric i s'avaluarà fins a 2,2 punts de la nota total.
- Prova escrita teòrica amb dues preguntes curtes per cadascun dels blocs temàtics.
Caldrà contestar una pregunta curta per cada bloc temàtic escollida entre dues en una cara d'un foli, com a màxim. S'avaluarà fins a 4 punts de la nota total.
- Prova de pràctiques: avaluació del coneixement dels continguts de les classes pràctiques. S'avaluarà fins a 1 punt de la nota total.
- Prova de seminaris que consistiran en la resolució d'un problema amb apunts i llibres. S'avaluarà fins a 1 punt de la nota total.
- Avaluació formativa: la Facultat de Ciències de la Salut i de la Vida, seguint el seu programa d'avaluació contínua, realitza un examen dels coneixements impartits a meitat del trimestre. Fins a 1,8 punt se sumarà a la nota final.

REQUERIMENTS
- És recomanable un bon nivell d'anglès per a la realització de l'assignatura.
- Els apunts corresponents a cada tema, així com els guions de pràctiques i els seminaris, estan disponibles en l'Aula Global des de principis del curs acadèmic.
- L'assistència a les pràctiques és obligatòria i l'absència requereix d'una justificació oficial.
- Els alumnes de seminaris i de pràctiques no poden canviar-se de grup sense que els canvis, consistents en la permuta per un altre alumne, siguin prèviament aprovats per la Secretaria de la Facultat.
- Els alumnes hauran de portar el guió de pràctiques o del seminari a cadascuna de les pràctiques i seminaris.
- Els alumnes hauran de portar bata de laboratori per a la realització de les pràctiques.
- L'examen de setembre serà una única prova que inclourà preguntes de teoria, seminaris i pràctiques.
- A la convocatòria de setembre la nota final serà la nota obtinguda a l'examen més les notes obtingudes durant el curs a l'avaluació formativa, seminaris i pràctiques.
- Els repetidors de l'assignatura no hauran de repetir les pràctiques i seminaris, però hauran de realitzar un nou examen pràctic i de seminaris.

5. Bibliografia i recursos didàctics

5.1. Bibliografia bàsica

- Bases biológicas y fisiológicas del movimiento humano. M. Guillén y D. Linares. Ed. Médica Panamericana, Madrid; 2002.
- Cell Physiology Source Book. N. Sperelakis. Ed. Academic Press, New York; 1998, 2a. edició.
- Cognition, brain, and consciousness: introduction to cognitive neuroscience. B.J. Baars & N.M. Gage. Ed. Elsevier Academic Press, Boston; 2007
- El entrenamiento de la fuerza: bases teóricas y prácticas. R. Manno. Ed. INDE, Barcelona; 1999.
- Essentials of Neural Science and Behavior. E.R. Kandel, J.H. Schwartz & T.M. Jessell. Eds. Appleton & Lange, Norwalk; 1995.
- Fisiología del ejercicio físico y el entrenamiento. J.R. Barbany. Ed. Paidotribo, Barcelona; 2002.
- Fisiología del ejercicio. J. López y A. Fernández. Ed. Médica Panamericana, Madrid; 2006, 3a. edició.
- Fundamental Neuroscience. L.R. Squire. Ed. Academic Press, Burlington; 2008, 3a. edició.
- Fundamentos de Fisiología de la actividad física y el deporte. A. Merí. Ed. Médica Panamericana, Madrid; 2005.
- Hippocampal place fields: relevance to learning and memory. S. J.Y. Mizumori. Ed. Oxford University Press, Oxford; 2008.
- Memory: from mind to molecules. L.R. Squire & E.R. Kandel. Ed. W.H. Freeman & Co, Nova York; 2000.
- Neurociencia. D. Purves. Ed. Médica Panamericana, Buenos Aires; 2006, 3a. edició.
- Neuroscience: exploring the brain. M.F. Bear, B.W. Connors & M.A. Paradiso. Ed. Lippincot Williams & Wilkins, Philadelphia; 2007, 3a. edició.
- Prescripción de ejercicio físico para la salud. R.S. Grima y C.B.Calafat. Ed. Paidotribo, Barcelona; 2004.
- Principios de Anatomía y Fisiología. G.J. Tortora & B. Derrickson. Ed. Médica Panamericana, Buenos Aires; 2006, 11a. edició.
- Principios de Fisiología Animal. Moyes CD y Schulte PM. Pearson (Addison-Wesley), 2007.
- Principios de Neurociencia. D.E. Haines. Ed. Elsevier Science, Barcelona; 2003, 2a. edició.
- Principios de Neurociencia. E.R. Kandel, J.H. Schwartz & T.M. Jessell. Ed. McGraw-Hill- Interamericana, Madrid; 2001, 4a. edició.
- Principles of Neural Science. E.R. Kandel, J.H. Schwartz & T.M. Jessell. Ed. McGraw-Hill, New York; 2000, 4a. edició.
- Principles of Physiology. M.N. Levy, B.A. Stanton & B.M. Koeppen. Eds. R.M. Berne & M.N. Levy, St. Louis; 2006, 4a. edició.
- Synapses. W.M. Cowan, T.C. Südhof & C.F. Stevens. Ed. Johns Hopkins University Press, Baltimore; 2001.

 

6. Metodologia

 

7. Programació d'activitats