L’eccitabilità cellulare - Proprietà passive di membrana: capacità e resistenza. Equilibri chimici: il potenziale elettrochimico, la legge di Nernst, il potenziale di riposo e l’equazione di Goldmann. Le basi molecolari del potenziale d’azione. Struttura e funzione dei canali ionici voltaggio-dipendenti: i canali del Na⁺, K⁺ e Ca²⁺.

Il sistema nervoso – Panoramica sul sistema nervoso. Cellule del sistema nervoso. Struttura del neurone. Segnali elettrici nei neuroni: generazione e propagazione. Potenziale graduato e propagazione elettrotonica. Propagazione di impulsi nervosi: la conduzione saltatoria. La sinapsi elettrica e chimica: struttura e funzione. Potenziali pre- e post-sinaptici. Sinapsi inibitorie ed eccitatorie. Principali neurotrasmettitori e loro recettori. Natura quantica del rilascio vescicolare. Ruolo del calcio nella trasmissione sinaptica. L’integrazione sinaptica. Plasticità e facilitazione sinaptica.

I meccanismi sensoriali - Caratteristiche dei trasduttori sensoriali. Recettori fasici e tonici. Il sistema somato-sensoriale. Meccanocettori: tipi e funzioni. Le vie meccanosensoriali. Il dolore: recettori, iperalgesia, riflesso assonico. Il dolore riferito. La "gate" del dolore. L’occhio e la formazione dell’immagine retinica. I fotorecettori e loro risposta alla luce: i canali attivati dal cGMP, la trasducina e il ciclo della rodopsina. L’organizzazione retinica: cellule bipolari, orizzontali, amacrine e gangliari. La corteccia e l’organizzazione visiva. L’orecchio: la coclea e la propagazione delle onde sonore.  I sensi chimici. Olfatto e Gusto.

I muscoli - Il tessuto muscolare scheletrico, cardiaco e liscio: struttura e funzione. L’apparato contrattile della cellula muscolare scheletrica. La contrazione muscolare: il ciclo dei ponti trasversi, il ruolo del calcio e dell’ATP. L’accoppiamento eccitazione-contrazione: i tubuli T, il reticolo sarcoplasmatico e il calcio intracellulare. Biofisica del muscolo scheletrico: contrazione isometrica e isotonica, elementi contrattili in serie e in parallelo. La scossa muscolare semplice, sommazione di scosse  e tetano muscolare. L’affaticamento muscolare. Unità motorie.  La cellula muscolare liscia: apparato contrattile. Ciclo dei ponti trasversi. Regolazione nervosa ed ormonale della contrazione. Accoppiamento eccitazione-contrazione.

Il cuore - Composizione del sangue. Le parti costituenti il circolo. Il miocardio: struttura, generazione e propagazione dell’eccitamento. Foci ectopici e fenomeni di rientro. Controllo nervoso dell’attività cardiaca. Modulazione muscarinica e b-adrenergica. Il centro vasomotorio. L’elettrocardiogramma: misura e significato. La pompa cardiaca: e i toni cardiaci. Il ciclo P-V e il lavoro cardiaco. Controllo della gettata cardiaca. La legge di Starling e il controllo estrinseco ormonale. Dinamicità cardiaca durante stimolazione simpatica.

 Il sistema vascolare

Emodinamica: resistenza di un condotto e legge di Poiseuille. Il sistema arterioso: la pressione arteriosa, la resistenza periferica, la compliance arteriosa e il polso pressorio. Controllo arteriolare locale, nervoso e ormonale. La microcircolazione e i capillari. L'endotelio vasale come regolatore di flusso: l’NO e sua azione vasodilatatoria. Le vene. I barocettori, il centro vasomotore e il controllo della pressione arteriosa. Effetti della gravità. Aspetti fisiologici dell'ipertensione.

La respirazione - Struttura e funzione del sistema respiratorio. La meccanica respiratoria. La pressione alveolare e pleurica. Fattore tensioattivo e legge di Laplace. Il lavoro respiratorio. Volumi e capacità polmonari. Ventilazione alveolare e fisica degli scambi gassosi. La membrana respiratoria. Capacità di diffusione polmonare e rapporto ventilazione-perfusione. La circolazione polmonare e bronchiale. PO₂ e PCO₂ alveolare e cellulare. Trasporto di O₂: l’emoglobina e la mioglobina. Curva di dissociazione O₂-emoglobina: effetto Bohr, della temperatura e del 2-3 DPG. Trasporto di CO₂: l’effetto Haldane, l’anidrasi carbonica e l’effetto Hamburger. Capacità tampone dell'H₂CO₃/HCO₃^-. Stati di acidosi e di alcalosi. Controllo della respirazione: i centri bulbo-pontini, i recettori di stiramento polmonare e i chemocettori. Regolazione del pH plasmatico. La funzione renale - I liquidi corporei. Struttura del rene: il nefrone e il circolo renale. La filtrazione glomerulare: pressioni e regolazione. Clearance renale: l’inulina, la creatinina e il PAI. Clearance del glucosio. Formazione e composizione dell’urina: meccanismi molecolari di riassorbimento e secrezione dei tubuli renali. Riassorbimento di Na⁺, Cl^-, H₂O, glucosio e aminoacidi. Meccanismi di concentrazione dell’urea. Escrezione di urea, Na⁺ e K⁺. Riassorbimento del Na⁺ mediante l’aldosterone. L’ansa di Henle e il meccanismo di moltiplicazione in controcorrente. La macula densa e il sistema renina-angiotensina-aldosterone. Regolazione del volume plasmatico e del liquido extracellulare: l’ADH, i volumocettori e gli osmocettori. Regolazione del pH plasmatico: secrezione di H⁺, riassorbimento e formazione di HCO₃^-. Riassorbimento ed escrezione di K⁺ e Ca²⁺. Alterazione dell’equilibrio acido-base, stati di alcalosi ed acidosi, tamponi fosfato e ammonio. Il riflesso della minzione. L'emodialisi.

Il sistema endocrino - Gli ormoni: sintesi, rilascio e meccanismo d’azione. Cellule secretorie. I secondi messaggeri. Il sistema ipotalamo-ipofisario. Gli ormoni della neuroipofisi: ADH e ossitocina. Gli ormoni dell’adenoipofisi: GH, prolattina, TSH, ACTH, LH e FSH. Le ghiandole surrenali. Ormoni della midollare e l’azione delle catecolamine. Ormoni della corticale: glucocorticoidi, mineralcorticoidi e steroidi sessuali. La tiroide e gli ormoni tiroidei. Il pancreas endocrino: l’insulina, il glucagone e la somatostatina. Gli ormoni sessuali. L’apparato riproduttivo maschile e femminile.

L’apparato gastrointestinale - I movimenti dell'apparato gastrointestinale. I plessi mioenterici e sottomucosi. L'elettrofisiologia del muscolo liscio: sincronismi e modulazione della contrazione. La masticazione e la deglutizione. Il riflesso esofageale. Movimenti meccanici dello stomaco. Controllo dello svuotamento gastrico. Il riflesso del vomito. Motilità dell'intestino tenue e crasso. La saliva e la secrezione salivare. La digestione nello stomaco: il succo gastrico e 

il muco. Meccanismi di produzione e secrezione dell'HCl. Fasi della secrezione gastrica. Produzione e secrezione di pepsina. Fasi e regolazione della secrezione pancreatica. Il fegato: la bile e i sali biliari.. Secrezione degli acini e pigmenti biliari. Funzioni del fegato. Digestione e assorbimento dei carboidrati nell'intestino tenue. Digestione delle proteine. Il fegato: funzione epatica, secrezione della bile e vie biliari. Assorbimento di amino acidi, H₂O ed elettroliti. Digestione e assorbimento di lipidi. Assorbimento del Ca²⁺.

La membrana cellulare: struttura e funzione - Le membrane cellulari: proteine di membrana e fosfolipidi. Diffusione di ioni attraverso membrane, i gradienti stazionari ionici e le pompe ioniche. I trasporti di membrana. Trasporto passivo di membrana: diffusione semplice, facilitata e attraverso canali ionici. Trasporto attivo: le pompe Na⁺/K⁺, H⁺/K⁺, la Ca²⁺-ATPasi e l’H⁺-ATPasi. Cotrasporto e controtrasporto. Trasporto ionico attraverso epiteli. Osmosi e osmolarità.