BIOCHIMICA AVANZATA

Il corso di Biochimica avanzata si propone di preparare gli studenti per una conoscenza approfondita di processi biochimici di particolare interesse riguardanti diversi aspetti fisio-patologici.

Conoscenza e capacità di comprensione: gli studenti acquisiscono conoscenze approfondite sugli aspetti più importanti dei processi biochimici la cui comprensione è valutata nel corso delle lezioni.

Conoscenza e capacità di comprensione applicate: gli studenti acquisiranno capacità di applicare quanto appreso durante le lezioni frontali svolte durante il corso.

Autonomia di giudizio: gli studenti imparano a interpretare in modo autonomo e obiettivo quanto appreso durante le lezioni e le esercitazioni.

Abilità comunicative: gli studenti acquisiscono abilità comunicative grazie ai dibattiti che nascono durante le lezioni o a miniseminari su specifici argomenti di approfondimento.

Capacità di apprendimento: le capacità di apprendimento vengono valutate in itinere durante le lezioni e le esercitazioni e tramite l'esame orale.

Lezioni frontali e teorico-pratiche (6 CFU), seminari di approfondimento. Insegnamento cooperativo (studente-docente) tramite condivisione di materiale didattico e supporti multimediali.

Qualora l'insegnamento venisse impartito in modalità mista o a distanza potranno essere introdotte le necessarie variazioni rispetto a quanto dichiarato in precedenza, al fine di rispettare il programma previsto e riportato nel syllabus.

Sono richieste conoscenze di base in Chimica propedeutica biochimica e Biochimica generale.

La frequenza delle lezioni è obbligatoria

La gestione dell’energia; Bioenergetica mitocondriale e microbica: Reazioni di trasferimento di energia nelle reazioni biochimiche; Intermedi ad alta energia; Chimica dell'ATP; Ruolo dell'ATP nella bioenergetica; Relazione tra variazione di energia libera standard e differenza di potenziale standard di ossidoriduzione; rapporto P/O; accoppiamento chemiosmotico; gradiente elettrochimico di H+; controllo respiratorio; disaccoppianti; Termogenina e tessuto adiposo bruno; Meccanismi risposta al freddo, APK; confronto con altri processi bioenergetici dei microorganismi.

La gestione dell’energia; Fotosintesi: cloroplasti; clorofille e assorbimento della luce; fotosistemi I e II; gradiente protonico e sintesi di ATP; pigmenti accessori; ciclo C4; ciclo di Calvin e sintesi di esosi; ciclo del gliossilato e sintesi di esosi.

Biochimica nutrizionale: apporto calorico e bilancio azotato; Parametri dello stato nutrizionale; Creatina/creatinina; Vitamine e coenzimi ed alimenti essenziali; acido folico; nutraceutica.

Meccanismo d’azione degli ormoni e dei fattori di crescita: trasduzione dei segnali; correlazioni e integrazioni del metabolismo degli organi e dei tessuti.

Integrazione e controllo ormonale delle vie metaboliche: Controllo della glicemia; Gestione delle riserve di energia e i destini del glucosio; Interrelazioni metaboliche; Adattamenti metabolici nel ciclo digiuno-alimentazione; chetogenesi; Mobilitazione riserve lipidiche, regolazione lipolisi HSL e perilipina; Lipoproteine plasmatiche.

Composti di glicazione avanzata (AGE): formazione, effetti, controllo e detossificazione, correlazioni con infiammazione e angiogenesi, recettori AGE; ruolo nelle alterazioni conformazionali proteiche e patologie neurodegenerative.

Metabolismo di aminoacidi particolari: Ciclo della metionina; Transmetilazione e transulfurazione;

Sintesi delle poliammine; cisteina; arginina (NOS e perossinitriti); aa aromatici.

Metabolismo delle purine e delle pirimidine: biosintesi "de novo" dei nucleotidi pirimidinici e sua regolazione; biosintesi de novo dei nucleotidi purinici e interconversione; conversione dei ribonucleotidi in deossiribonucleotidi; via di recupero delle

basi; catabolismo dei nucleotidi purinici ed acido urico; Funzioni dei nucleotidi purinici; Recettori purinergici.

Meccanismi molecolari dell’angiogenesi: tumori e patologie neurodegenerative.

Biosintesi delle prostaglandine: il processo di infiammazione.

Elementi di Neurochimica: sintesi catecolammine, dopamina, serotonina, acetilcolina, glutammato e GABA, neurotrasmissione.

TESTI ADOTTATI

1.     Nelson Cox. I principi di Biochimica di Lehninger. Zanichelli.

2.     Leuzzi, Bellocco, Barreca. Biochimica della nutrizione. Zanichelli.

3.     Materiale bibliografico fornito dal docente.

La prova consiste in un colloquio in cui saranno poste almeno n. 4 domande principali che vertono su diversi argomenti del programma. Nel corso della risposta alle domande principali saranno poste delle domande secondarie collegate alla domanda principale che consentano allo studente di correggere eventuali errori, di chiarire eventuali risposte parziali o di integrare esposizioni carenti.

La prova permette di verificare: i) l’avanzato livello di conoscenza delle reazioni biochimiche e delle interazioni molecolari alla base di fenomeni biologici e di processi fisiologici importanti come elaborata storicamente dalle discipline biochimiche; ii) la capacità di applicare tali conoscenze per la risoluzione di problemi specifici inerenti la ricerca chimica e biochimica (problem solving e autonomia di giudizio); iii) la chiarezza espositiva; iv) la proprietà di linguaggio scientifico.

Parametri per l’attribuzione del voto finale:

Voto 29-30 e lode: lo studente ha una conoscenza approfondita dei processi biochimici avanzati trattati, riesce prontamente e correttamente a integrare e analizzare criticamente le situazioni presentate, dimostrando capacità interpretativa nell’analisi di problemi proposti anche di elevata complessità; ha ottime capacità comunicative e padroneggia il linguaggio scientifico.

Voto 26-28: lo studente ha una buona conoscenza dei processi biochimici avanzati trattati, riesce a integrare e analizzare in modo critico e lineare le situazioni presentate, riesce a fornire un’interpretazione soddisfacente dei problemi complessi proposti ed espone gli argomenti in modo chiaro utilizzando un linguaggio scientifico appropriato;

Voto 22-25: lo studente ha una discreta conoscenza dei processi biochimici avanzati trattati, anche se limitata agli argomenti principali; riesce a integrare e analizzare in modo critico ma non sempre lineare le situazioni presentate ed espone gli argomenti in modo abbastanza chiaro con una discreta proprietà di linguaggio;

Voto 18-21: lo studente ha la minima conoscenza dei processi biochimici avanzati trattati, ha una modesta capacità di integrare e analizzare in modo critico le situazioni presentate ed espone gli argomenti in modo sufficientemente chiaro sebbene la proprietà di linguaggio sia poco sviluppata;

Esame non superato: lo studente non possiede la conoscenza minima richiesta dei contenuti principali dell’insegnamento. La capacità di utilizzare il linguaggio specifico è scarsissima o nulla e non è in grado di applicare autonomamente le conoscenze acquisite.

Descrivere:

•                    La gestione dell’energia a livello mitocondriale.

•                    La gestione dell’energia nella fotosintesi.

•                    Altri sistemi di gestione dell’energia (microbici).

•                    Le necessità di apporto calorico.

•                    Il bilancio azotato.

•                    Adattamenti metabolici nel ciclo alimentazione-digiuno.

•                    Le interrelazioni metaboliche nel controllo della glicemia.

•                    Formazione ed effetti dei composti di glicazione avanzata.

•                    Il trasporto dei lipidi tramite lipoproteine plasmatiche.

•                    Il metabolismo della metionina.

•                    Il metabolismo dell’arginina e ossido nitrico.

•                    Il metabolismo della tirosina.

•                    Il metabolismo del triptofano.

•                    I meccanismi d’azione ormonali e fattori di crescita.

•                    Meccanismi molecolari dell’angiogenesi.

•                    La biosintesi delle prostaglandine: il processo di infiammazione.

•                    Il metabolismo delle catecolammine

•                    La sintesi di GABA.

•                    Il meccanismo di neurotrasmissione.