AÑO ACADÉMICO: 2021
DEPARTAMENTO DE ZOOLOGÍA
PROGRAMA DE CÁTEDRA: Fisiología Animal
OBLIGATORIA
CARRERA/S A LA QUE PERTENECE: Licenciatura en Ciencias Biológicas
ÁREA: Fisiología ORIENTACIÓN: Fisiología Animal
PLAN DE ESTUDIOS – Ord. Nro 094/85, 883/93, 877/01 – (Mod.1249/13 y 0625/16)
CARGA HORARIA SEMANAL SEGÚN PLAN DE ESTUDIOS: 10 horas
CARGA HORARIA TOTAL: 160 horas
REGIMEN: cuatrimestral
CUATRIMESTRE: segundo
EQUIPO DE CÁTEDRA: Dr. Víctor E. Cussac CARGO: PTR1
Dra. Jorgelina Boretto CARGO: ASD3
Lic. Laura Mazzitelli Fuentes CARGO: AYP3
ASIGNATURAS CORRELATIVAS:
Para cursar: haber cursado Biología Celular y Molecular
Para cursar: haber aprobado Zoología, Química Biológica y Física 2
Para rendir examen final: haber aprobado Biología Celular y Molecular, Zoología, Química Biológica y Física 2
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FUNDAMENTO (SEGÚN PLAN DE ESTUDIOS):
Esta asignatura propone analizar el fenómeno vital, en términos físicos, químicos y biológicos, a través de los mecanismos que actúan en los organismos animales a todos los niveles, abarcando desde el subcelular hasta el organismo integrado con su ambiente.
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OBJETIVOS (SEGÚN PLAN DE ESTUDIOS):
Comprender de manera integrada y coordinada el funcionamiento de los distintos sistemas de órganos en toda la escala zoológica. Analizar la variabilidad de las respuestas de un mismo sistema en relación a los distintos medios a los que pueda ser expuesto. Adquirir los conocimientos metodológicos básicos para la realización de trabajos de fisiología, incluyendo el manejo de animales de experimentación.
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CONTENIDOS (SEGÚN PLAN DE ESTUDIOS):
Características anatómicas y funcionamiento de los Sistemas: nerviosos, sensoriales, locomotores, endócrinos, respiratorios, circulatorios, excretores o quimioreguladores, digestivos y reproductores de los animales. Hemostasia e inmunología. Regulación hídrica y osmótica. Regulación equilibrio ácido-base. Metabolismo energético. Regulación térmica.
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CONTENIDO PROGRAMA ANALÍTICO:
UNIDAD I: El fenómeno vital
Equilibrio termodinámico. No equilibrio y estado estacionario. Revisión del concepto de vida. Formas de energía. Reacciones acopladas. Función de la alimentación. Oxígeno y medio interno. Temperatura. Información y regulación. Sistema nervioso y regulación hormonal, principales características. Estado estacionario, lazos de retroalimentación, homeostasis y homeorhesis, su relación con el ciclo de vida.
UNIDAD II: Físico-química de la membrana plasmática
La membrana plasmática, composición y propiedades de sus componentes. Difusión. Transporte a través de la membrana plasmática: pasivo, facilitado, cotransporte y transporte activo. Osmosis, osmolaridad y tonicidad. Presión osmótica y presión coloidosmótica. Equilibrio Donnan. Concentraciones intra y extracelulares. Movimiento de electrolitos y no electrolitos. Uniones célula-célula. Conductancia y capacitancia de la membrana plasmática. Potenciales electrotónicos, electroquímicos, de reposo y de acción. Papel del sodio. Corriente de potasio. Otros canales excitables.
UNIDAD III: Información
Potenciales marcapasos. Potenciales graduados e impulsos todo o nada. Propagación pasiva de las señales eléctricas. Propagación del impulso nervioso. Velocidad. Conducción saltatoria. Sinapsis eléctricas y químicas. Potenciales sinápticos, corrientes sinápticas y potenciales de inversión. Inhibición postsináptica. Receptores y canales postsinápticos. Liberación de transmisores presinápticos, su naturaleza cuántica. Acoplamiento despolarización-liberación. Integración sináptica. Sumación. Plasticidad sináptica. Habituación, sensibilización y potenciación. Sustancias transmisoras. Sistemas de control hormonal. Glándulas endócrinas. Interacción hormona-células blanco. Naturaleza química de las hormonas. Receptores. Segundo mensajero. Receptores paracrinos. Control neural de la función endocrina. Ritmo de las funciones animales.
UNIDAD IV: Órganos de los sentidos
Transductores sensoriales. Codificación de intensidad. Factores condicionantes. Determinación de dirección y distancia. Quimiorrecepción. Mecanorrecepción. Electrorreceptores. Termorreceptores. Fotorreceptores. Transmisión, ordenamiento y procesado de la información. Propioceptores. Coordinación sensorial de la función muscular. Comportamiento. Aprendizaje y memoria.
UNIDAD V: Metabolismo energético
Tasa metabólica. Medidas directas e indirectas. Acción dinámica específica. Tamaño corporal. Ley de la superficie, alternativas. Hormona de crecimiento, factores de crecimiento y hormona tiroidea. Otras funciones. Efectos y mecanismos de acción. Glucocorticoides, catecolaminas, insulina y glucagon.
UNIDAD VI: Relaciones con la temperatura
Mecanismos de la transferencia del calor. Poiquilotermia. Tasa metabólica en reposo. Sensibilidad térmica. Aclimatación. Diferencias geno y fenotípicas. Comportamiento. Congelación. Homeotermia. Termoneutralidad. Aislamiento. Termogénesis. Refrigeración. Heterotermia regional. Termorregulación en ambientes cálidos. Respuestas de comportamiento en aves y mamíferos. Tamaño corporal y temperatura. Ontogenia de la homeotermia. La termorregulación y los fenómenos endotérmicos en los vertebrados inferiores y en los invertebrados. Hipotermia controlada en las aves y en los mamíferos. Hibernación y estivación. Torpor diario. Control nervioso de la temperatura corporal. Papel de la hormona tiroidea. Fiebre.
UNIDAD VII: Alimento y energía
Requerimientos energéticos y estructurales. Estrategias de alimentación. Movilidad del tubo digestivo. Secreciones gastrointestinales. Glándulas exócrinas. Control de las secreciones digestivas. Mecanismos de absorción.
UNIDAD VIII: Balance hidrosalino y excreción
Movimientos de agua, compartimentos. Ganancias y pérdidas inevitables. Agua metabólica y preformada. Evaporación y deshidratación. Obtención de agua a partir del aire. Heces. Orina. Regulación iónica y del volumen plasmático. Animales de agua dulce, marinos y de agua salobre. Excreción de Nitrógeno en medio alcalino. Animales terrestres. Productos finales nitrogenados. Energética. Hábitat, relaciones hídricas y excreción. Excreción en invertebrados y vertebrados. Mecanismos de la función renal en los distintos grupos. El riñón de los mamíferos. Excreción extra-renal.
UNIDAD IX: Regulación del balance hidrosalino
Mecanismo de la sed. Receptores de osmolaridad y volumen. Péptidos hipotalámicos. Hormona antidiurética. ACTH y mineralocorticoides. Sistema renina-angiotensina. Prostaglandinas en relación con las respuestas hipotensoras. Metabolismo del calcio, hormonas involucradas.
UNIDAD X: Respiración y transporte de gases
El aire y el agua como medios respiratorios. Problemas con la temperatura. Presión parcial, concentración y solubilidad de los gases. Velocidad de difusión. Tamaño y forma de los organismos. Convección, circulación y ventilación. Tamaño corporal y superficies de intercambio. Tegumento, branquias, pulmones y tráqueas. Estructura y funcionamiento. Respiración en el agua y en el aire, condiciones ambientales. Evaporación, conductividad térmica y viscosidad. Control de la respiración. Pigmentos respiratorios. Captación y liberación del oxígeno. Células transportadoras. Dióxido de carbono y pH. Efecto Bohr y Root. Hemoglobina fetal. Efecto de los fosfatos orgánicos. Difusión del oxígeno en las soluciones de hemoglobina.
UNIDAD XI: Balance ácido-base
Transporte del dióxido de carbono en la sangre. Disociación. Sistemas tampón. Anhidrasa carbónica. Mecanismo renal para la excreción de ácido y la reabsorción de bicarbonato. Balance ácido-base en organismos acuáticos y terrestres.
UNIDAD XII: Circulación
Generalidades. Vertebrados e invertebrados. Esquemas circulatorios. Volumen latido, frecuencia y gasto cardíaco. Marcapasos. Control nervioso y hormonal. Vasos sanguíneos. Física de fluidos. Grosor de las paredes de los vasos. Sistema capilar. Hemostacia e inmunología. Sistema linfático. Inmunidad innata y adaptativa. Inmunidad humoral y mediada por células.
UNIDAD XIII: Respuestas a las bajas disponibilidades de oxígeno
Respuestas metabólicas al ejercicio. Metabolismo anaerobio. Interacciones con el conjunto del metabolismo energético. Consumo de oxígeno y tensión de oxígeno ambiental. Fisiología de la vida a gran altura. Fisiología del buceo de los vertebrados.
UNIDAD XIV: Movimiento y locomoción
Movimiento ameboide, ciliar y flagelar. Contracción muscular. Control. Fuerza y trabajo producidos. Tipos de respuesta. Locomoción.
UNIDAD XV: Reproducción y desarrollo
Línea germinal. Gametogénesis. Fecundación. Procesos de auto-organización. Morfogénesis y diferenciación. Plasticidad fenotípica. Períodos ontogenéticos. Metamorfosis. Sistemas de apareamiento y estilos de vida alternativos. Control hormonal y nervioso de la reproducción en vertebrados, particularmente en mamíferos. Ciclo de vida y concepto de vida.
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BIBLIOGRAFÍA:
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Sherwood L., H. Klandorf, P. Yancey. 2013. Animal Physiology: From Genes to Organisms. Brooks/Cole Cengage Learning.
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PROPUESTA METODOLÓGICA:
Clases teóricas, seminarios y trabajos prácticos experimentales bajo entornos de simulación informático Neuron y PhysioEx 9.0. Modalidad de trabajo Virtual Sincrónica.
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EVALUACIÓN Y CONDICIONES DE ACREDITACIÓN:
La aprobación de la asignatura podrá ajustarse a tres modalidades;
a)modalidad de aprobación con cursado regular y examen final
b)modalidad de aprobación sin examen final (por promoción), y
c) modalidad de aprobación con examen libre (Ord. 273/18).
CONDICIONES DE CURSADO REGULAR:
. Asistencia y aprobación del 80 % de los trabajos prácticos
. Aprobación (con 6 puntos sobre 10) de los exámenes parciales acumulativos de la materia o de sus únicos exámenes recuperatorios.
. Cumplimiento de las correlatividades previstas en el plan de estudios de la carrera, para cursar la presente materia: haber cursado Biología Celular y Molecular y haber aprobado Zoología, Química Biológica y Física 2
CONDICIONES PARA RENDIR EL EXAMEN FINAL:
. Haber aprobado el CURSADO REGULAR, haber aprobado Biología Celular y Molecular, Zoología, Química Biológica y Física 2.
CONDICIONES DE PROMOCIÓN:
. idem CURSADO REGULAR pero con nota mínima de 7 y promedio de 8 puntos en todos los exámenes parciales.
. Cumplimiento de las correlatividades previstas en el plan de estudios de la carrera, para rendir la presente materia: haber aprobado Biología Celular y Molecular, Zoología, Química Biológica y Física 2.
CONDICIONES PARA RENDIR EL EXAMEN LIBRE:
. Haber aprobado Biología Celular y Molecular, Zoología, Química Biológica y Física 2 y cumplimentar los requisitos establecidos en la Ord. 273/18.
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DISTRIBUCIÓN HORARIA: 4 horas de práctica y seminario (1 trabajo práctico y/o un seminario de 4 horas) y 6 horas teóricas (2 clases teóricas de tres horas cada una) semanales.
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CRONOGRAMA TENTATIVO: 16 semanas
TRABAJOS PRÁCTICOS:
TP 1. Seminario de Bioética. Uso y Cuidado de animales de experimentación en estudios de Fisiología. Diferencias según escala taxonómica. Bienestar Animal. Criterio de las tres R (Russell y Burch 1959). Legislaciones, marco legal nacional e internacional. Normas bioéticas para publicar investigaciones en revistas internacionales.
TP 2. Instrumentos de medición. Calibración. Uso apropiado de instrumentos. Aislamiento térmico en vertebrados.
TP 3. Mecanismos de transporte y permeabilidad celular.
TP 4. Propiocepción muscular.
TP 5. Mecanismos iónicos del procesamiento y transmisión de información sensorial. Docentes Invitados: Dres. Marcela Nadal (UNCO-Centro Atómico Bariloche) y Yimmy Amarillo (Centro Atómico Bariloche).
TP 6. Tasa metabólica en Poiquilotermos y en Homeotermos. Rol de la hormona tiroidea. Docente Invitada Dra. Sonia Crichigno.
TP 7. Sensibilidad térmica en el desempeño locomotor en animales ectotermos. Importancia del uso de variables fisiológicas en estudios de efectos de cambio climático.
TP 8. Fisiología del Sistema Renal.
TP 9. Mecanismo del Sistema Respiratorio.
TP 10. Equilibrio Acido Base.
TP 11. Dinámica Cardiovascular.
TP 12. Seminario Biología reproductiva.
La mayoría de los trabajos prácticos antes detallados constan de una parte práctica experimental y de toma de datos y otra parte de análisis de datos con programas estadísticos y de gráficos, discusión y puesta en común de los resultados obtenidos. Bajo la modalidad de trabajo virtual, en algunos casos los/las estudiantes trabajarán con bases de datos provistas por los docentes. En otros casos se trabajará con programas de Simulación de laboratorio de Fisiología, y los estudiantes podrán realizar experiencias y obtener los datos trabajando en entornos de simulación informático provistas por los docentes (Neuron y PhysioEX 9.0). Al finalizar las prácticas los/las estudiantes elaborarán y presentarán un informe final, el cual puede ser grupal o individual de acuerdo con las características del trabajo práctico. Dependiendo de la dinámica de cada grupo, se contempla la posibilidad de que algunos trabajos prácticos requieran más de una clase para ser finalizado. En algunos trabajos prácticos se invita a especialistas en la temática.
El seminario de Bioética es preparado y presentado por los y las estudiantes, se trabaja en grupos de dos o tres estudiantes y los temas son acotados y propuestos por el equipo de cátedra.
El seminario final sobre biología reproductiva es presentado por especialistas en la temática.
PROFESOR CONFORMIDAD DEL DEPARTAMENTO
CONFORMIDAD SECRETARÍA ACADÉMICA
CENTRO REGIONAL UNIVERSITARIO BARILOCHE