METODICHE DI FISIOLOGIA CELLULARE
cod. 18325

Anno accademico 2007/08
1° anno di corso - Secondo semestre
Docente
Settore scientifico disciplinare
Fisiologia (BIO/09)
Field
Discipline biologiche e biologiche applicate
Tipologia attività formativa
Caratterizzante
24 ore
di attività frontali
3 crediti
sede:
insegnamento
in - - -

Obiettivi formativi

Il corso vuole fornire agli studenti le conoscenze necessarie per poter valutare e confrontare differenti tecniche ottiche ed elettrofisiologiche per la misura di parametri relativi alla morfologia e fisiologia cellulari. In particolare si vuole fornire l'occasione per confrontare i benefici e le limitazioni di tecniche di microfluorimetria confocale e patch clamp whole cell nel contesto specifico di una pubblicazione specialistica proposta agli studenti durante il corso delle lezioni. La capacità di analizzare tale pubblicazione, sia nel merito metodologico e tecnico che in quello biologico, è l'obiettivo formativo principale del corso. 

Prerequisiti

<br />conoscenze di base di fisica, biochimica e fisiologia cellulare

Contenuti dell'insegnamento

IL CORSO ILLUSTRA L’APPLICAZIONE DI TECNICHE ELETTROFISIOLGICHE E DI MICROSCOPIA LASER CONFOCALE ALLO STUDIO DELLA MISURA DELLA SUPERFICIE E DEL VOLUME CELLULARE. IL PROGRAMMA SI ARTICOLA INTORNO ALL’ANALISI DETTAGLIATA DI UNA SPECIFICA PUBBLICAZIONE IN CUI TALI TECNICHE VENGONO UTILIZZATE E POSTE A CONFRONTO, NEL CONTESTO DI UNO SPECIFICO PROBLEMA DI FISIOLOGIA CELLULARE. L’OBIETTIVO DEL CORSO È ALLORA LA COMPRENSIONE E L’APPROFONDIMENTO DELLE TECNICHE UTILIZZATE E DEL CONTESTO FISIO-PATOLOGICO IN CUI SI TROVANO APPLICATE, IL TUTTO TRAMITE MATERIALE CHE VIENE PRESENTATO, DISCUSSO E FORNITO AGLI STUDENTI SU SUPPORTO DIGITALE PER LA PREPARAZIONE DELL’ESAME ORALE FINALE. IL PROGRAMMA, IN FORMA SINTETICA, RIGUARDERÀ: PRESENTAZIONE DEL CONTESTO FISIOLOGICO: I CARDIOMIOCITI VENTRICOLARI E L’ECCITO-CONTRAZIONE. METODICHE DI PATCH CLAMP IN CONFIGURAZIONE DI WHOLE-CELL PER LA MISURA DELLA CAPACITÀ ELETTRICA CELLULARE COME INDICE DELLA SUPERFICIE DI MEMBRANA. BREVE RICHIAMO SULLA TECNICA DEL PATCH CLAMP: GIGASEAL, CIRCUITO ELETTRICO EQUIVALENTE DI UNA CELLULA E SUA SOLUZIONE IN VOLTAGE CLAMP E CURRENT CLAMP, RALAZIONE CORRENTE-VOLTAGGIO PER UNA MEMBRANA E SUO SIGNIFICATO. SIGNIFICATO DELLE MISURE DI SUPERFICIE NELLA FISIOLOGIA E PATOLOGIA CELLULARE (MISURA DELLA DENSITÀ DI CORRENTE E DELLE SUE VARIAZIONI, IPERTROFIA CELLULARE, SVILUPPO EMBRIONALE). ESEMPI PRATICI DI MISURA. METODICHE DI MICROFLUORIMETRIA CONVENZIONALE E CONFOCALE PER LA MISURA DEL VOLUME CELLULARE. CENNI DI TECNICHE DI MICROSCOPIA CONVENZIONALE E CONFOCALE. CENNI DI OTTICA GEOMETRICA E DI SCANSIONE LASER CONFOCALE. SCELTA, UTILIZZO E MECCANISMO D’AZIONE DEI FLUOROCROMI PRINCIPALMENTE UTILIZZATI IN FISIOLOGIA CELLULARE. APPROFONDIMENTI SULLA DINAMICA DEL CALCIO E PH INTRACELLULARI. PROCEDURE DI DYE-LOADING E DYE-COUPLING. PROBLEMI ASSOCIATI ALL’USO DEI DIVERSI FLUOROCROMI E TENTATIVI DI SOLUZIONE. MANIPOLAZIONE DEL SEGNALE LUMINOSO ED ELETTRICO. AMPLIFICAZIONE, FILTRO, CONVERSIONE ANALOGICO-DIGITALE. BIT-NOISE E PIXELIZATION. MISURA DELLA SUPERFICIE DI UNA SEZIONE CONFOCALE. PROBLEMA DEL THRESHOLDING DEL SEGNALE. MINIMIZZAZIONE DEL FOTO-BLEACHING. RISOLUZIONE SPAZIALE DELLE SCANSIONI CONFOCALI ED ABERRAZIONE SFERICA. PROTOCOLLO DI CONVOLUZIONE PER LA RICOSTRUZIONE DEL VOLUME CELLULARE. BREVE RICHIAMO DEI PRINCIPI STATISTICI UTILIZZATI. SIGNIFICATO DELLA MISURA DEL RAPPORTO SUPERFICIE/VOLUME E DI SUE VARIAZIONI. CENNI SULLA RELAZIONE SUPERFICIE/VOLUME IN SOLIDI GEOMETRICI SEMPLICI E SUL SIGNIFICATO DI TALE PARAMETRO NELLO STUDIO DELL’AUMENTATA COMPLESSITÀ DI SUPERFICIE (INVAGINAZIONI, TUBULI-T, CAVEOLAE). COMMENTO E DISCUSSIONE DEI RISULTATI DI SATOH ET AL. (BIOPHYS J, 1996): SURFACE:VOLUME RELATIONSHIP IN CARDIAC MYOCYTES STUDIED WITH CONFOCAL MICROSCOPY AND MEMBRANE CAPACITANCE MEASUREMENTS: SPECIES-DEPENDENCE AND DEVELOPMENTAL EFFECTS. SEMINARIO 1: DIGESTIONE ENZIMATICA DI SINGOLI CARDIOMIOCITI DA REGIONI SPECIFICHE DEL TESSUTO CARDIACO. SEMINARIO 2: L’USO DELLA CAFFEINA PER MONITORARE LA DINAMICA DEL RILASCIO DEL CALCIO SARCOPLASMATICO TRAMITE L’UTILIZZO COMBINATO DI PATCH CLAMP E FLUORIMENTRIA. SEMINARIO 3: LA TECNICA DEL DYE-COUPLING PER LO STUDIO DELLA TRASMISSIONE ACIDA INTERCELLULARE.

Programma esteso

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Bibliografia

<br />Satoh H, Delbridge LM, Blatter LA, Bers DM. Surface:volume relationship in cardiac myocytes studied with confocal microscopy and membrane capacitance measurements: species-dependence and developmental effects. Biophys J. 1996 Mar;70(3):1494-504.

Metodi didattici

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Modalità verifica apprendimento

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Altre informazioni

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