Fisiologia delle cellule eccitabili

Anno accademico 2012/2013

Obiettivi formativi del corso

L'eccitabilità è la capacità sviluppata dalla membrana di alcuni cellule di rispondere a stimoli di diversa natura con segnali elettrici di tipo tutto-o-nulla (potenziali d'azione); essa è alla base di funzioni biologiche fondamentali quali quella nervosa e cardiovascolare, è presente anche nei procarioti, nei protisti, nelle alghe verdi e nei vegetali superiori.  Obiettivo del corso è riprendere i concetti base sviluppati nella Fisiologia Generale circa i meccanismi molecolari alla base della insorgenza e propagazione del potenziale d'azione. Questi saranno sviluppati attraverso l'approfondimento di recenti pubblicazioni scientifiche che verranno presentate agli studenti e fornite loro come materiale di supporto. Si svilupperanno in particolare tematiche riguardanti i meccanismi di autoritmicità (pacemaker) e la loro regolazione, nonchè i meccanismi di accoppiamento eccitazione-contrazione.

Risultati dell'apprendimento

Il risultato dell'apprendimento sarà valutato in relazione alla discussione, da parte dello studente, di una pubblicazione specialistica all'interno di una collezione di queste, presentate e approfondite in classe durante il corso. Lo studente dovrà mostrare comprensione dell'articolo scelto, delle metodiche sperimentali utilizzate nello stesso. Il tutto verrà discusso nel contesto generale della eccitabilità di membrana, di cui lo studente dovrà mostrare di conoscere i fondamenti e le implicazioni per la funzione cellulare.

Note

Si avvisano gli studenti che, come parte integrante del corsi, il giorno mercoledì 12 dicembre alle ore 14.30 il Prof. Stefano Severi del Dipartimento di Ingegneria dell'Università di Bologna terrà una lezione dal titolo:

"WHAT MAKES OUR HEART BEAT? COMPUTATIONAL ANALYSIS OF THE HEART’S CLOCK(s)"

Programma

CONCETTI PRELIMINARI:

1. Genesi del potenziale di membrana .

2. Genesi del potenziale d'azione.

3. Tecniche di misura del potenziale di membrana (current clamp, voltage clamp, coupling clamp, action potential clamp, dynamic clamp).

4. Misura del gating dei canali ionici in voltage clamp.

5. Ricostruzione numerica del potenziale d'azione dai dati sperimentali.

6. Proprietà del potenziale d'azione: reobase, cronassia, refrattarietà, restituzione elettrica, restituzione dinamica, input resistance.

7. Propagazione del potenziale d'azione.

APPROFONDIMENTI da letteratura recente:

1. Il pacemaker cardiaco e la sua modulazione

2. Misure di accoppiamento eccito-contrattile

3. Modulazione elettrotonica della ripolarizzazione del potenziale d'azione cardiaco

4. Considerazioni sul significato della variabilità inter-battito della ripolarizzazione in cardiomiociti

5. Relazioni corrente-voltaggio istantanee e loro significato nella dinamica della eccitabilità cellulare

Testi consigliati e bibliografia

TESTO DI RIFERIMENTO PER LA PARTE INTRODUTTIVA DEL CORSO:

V. Taglietti, C. Casella. Principi di Fisiologia e Biofisica della Cellula; Vol. 2: Scambi tra cellula e ambiente.

La Goliardica Pavese s.r.l.

La letteratura specifica di approfondimento delle tematiche trattate nella seconda parte del corso verrà aggiornata di volta in volta su questo sito