00061 - BIOCHIMICA

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso lo studente conosce quali sono i percorsi metabolici utilizzati nel corpo umano per soddisfare le esigenze strutturali, energetiche e tessuto-specifiche delle cellule, con particolare riferimento all’apparato stomatognatico. In particolare lo studente è in grado di: • comprendere le strategie e le finalità’ biologiche che rendono tra loro interdipendenti le varie fasi del metabolismo (anabolismo, metabolismo intermedio, catabolismo); • conoscere le vie metaboliche mediante le quali la materia biologica viene trasformata, localizzando le sedi delle reazioni nell’ambito della cellula, dei tessuti e degli organi, con maggiore riferimento all’apparato stomatognatico; • conoscere i processi di produzione e di utilizzazione dell’energia nella cellula ed il ruolo svolto dai mitocondri; • riconoscere i meccanismi di regolazione delle principali reazioni enzimatiche in relazione al metabolismo cellulare e all’omeostasi più generale del corpo umano; • utilizzare le conoscenze di biochimica per identificare e comprendere alcuni importanti processi metabolici che regolano la fisiologia e la fisiopatologia dell’apparato stomatognatici;

Contenuti

Biochimica generale e metabolica

Enzimologia – Struttura generale e classificazione degli enzimi. Coenzimi. Interazioni enzima-substrato. Cinetica enzimatica. Energia di attivazione, stato di transizione e stati intermedi. Equazione di Michaelis-Menten. Stato stazionario. Significato di Km, Vmax e kcat. Grafici lineari di cinetica enzimatica. Unità di misura dell'attività enzimatica. Meccanismi di regolazione enzimatica. Enzimi allosterici e loro cinetica. Effetto cooperativo. Inibizione reversibile e irreversibile.

Metabolismo glucidico - Digestione e assorbimento dei carboidrati. Destini metabolici del glucosio, fruttosio e galattosio. Glicolisi aerobica e anaerobica. Reazioni glicolitiche reversibili e irreversibili. Enzimi di regolazione del flusso glicolitico.  Fosfofruttochinasi 1 e 2. Resa energetica della glicolisi. La via dei pentosi fosfati: produzione di NADPH e ribosio-5-fosfato. Glutatione reduttasi e glutatione perossidasi. Gluconeogenesi: sedi di sintesi del glucosio, principali precursori e reazioni enzimatiche. Ciclo di Cori. Glicogenosintesi e glicogenolisi. Regolazione ormonale del metabolismo glucidico.

Metabolismo lipidico - Digestione e assorbimento dei lipidi.  Lipoproteine plasmatiche. Lipolisi e sua regolazione ormonale. Beta-ossidazione degli acidi grassi. Ruolo della carnitina. Chetogenesi. Biosintesi di acidi grassi, trigliceridi, colesterolo. Regolazione dell'HMG-CoA reduttasi. Statine.

Metabolismo aminoacidico e proteico - Digestione e assorbimento delle proteine. Degradazione intracellulare delle proteine. Proteasoma. Transaminazione e desaminazione. Trasporto dell'ammoniaca al fegato. Ciclo dell'alanina. Ruolo della glutamina e dell'asparagina. Ciclo dell'urea. Aminoacidi glucogenetici e chetogenetici.

Metabolismo nucleotidico -  Digestione degli acidi nucleici. Degradazione delle purine e delle pirimidine. Via di recupero delle nucleobasi. Forme di iperuricemia.

Metabolismo mitocondriale - Piruvato deidrogenasi.  Ciclo dell'acido citrico e sue interrelazioni metaboliche. I complessi della catena respiratoria mitocondriale. Teoria chemio-osmotica di Mitchell. Ciclo del Coenzima Q. Elettrochimica della catena respiratoria. Trasporto di equivalenti riducenti nei mitocondri. Il controllo respiratorio.

Ormoni - Caratteristiche generali degli ormoni di natura aminoacidica, peptidica e steroidea. Sintesi delle prostaglandine e dei leucotrieni.  Regolazione della ciclossigenasi. Effetto dei salicilati e dei glucocorticoidi sulla sintesi degli eicosanoidi. Meccanismo generale d'azione cellulare degli ormoni in base alla loro struttura. Struttura, recettori e meccanismo d'azione di insulina e glucagone. Glucocorticoidi.

Biochimica del diabete mellito - Diabete di tipo I, di tipo II e diabete senile. Alterazioni della glucogeneogenesi e della chetogenesi nel diabete. Prodotti finali di glicazione avanzata, loro recettori e lesioni parodontali.

 

Biochimica odontoiatrica

Dolcificanti naturali e sintetici – Caratteristiche strutturale delle sostanze dolci. Glicofori. Trasmissione della sensazione gustativa mediata da recettori. Espressione del potere dolcificante. Alimenti contenenti dolcificanti naturali. Dolcificanti semisintetici e sintetici.  Dose giornaliera accettabile. Potere cariogeno, potere calorico ed indice glicemico di: glucosio, fruttosio, saccarosio, polialcoli, stevia, aspartame, saccarina, acesulfame, ciclamati, sucralosio.  

Proteine salivari – Funzioni generali delle proteine presenti nella saliva. Mucine salivari: classificazione, struttura e funzioni. Staterina, istatine, cistatine, proteine ricche di prolina, lattoferrina e agglutinina salivare: struttura, rapporti con lo smalto, funzioni e meccanismi d'azione. Tannini e proteine salivari.

Enzimi salivari - Lisozima: struttura, meccanismo di catalisi, meccanismi d'azione battericida. Anidrasi carbonica VI: proprietà, meccanismo di catalisi, Km e kcat. Alfa-amilasi. Lattoperossidasi.

Processi fermentativi del cavo orale - Definizione di fermentazione.  Fermentazione dei carboidrati omolattica, eterolattica, alcolica, acido mista. Ruolo della lattato deidrogenasi e della piruvato-formiato liasi.  Omofermentazione ed eterofermentazione. Batteri acidogeni e acidurici. Tipi di fermentazione negli Actinomiceti e negli Streptococchi del cavo orale. Ruolo energetico dei polifosfati e del pirofosfato. Modificazioni metaboliche ed ecologiche indotte dal pH, bicarbonato, ossigeno, glucosio, fruttosio, saccarosio, lattato e polialcoli nella flora batterica del cavo orale. Sintesi extracellulare di glucani e fruttani. Ruolo dell'ureasi salivare. Effetti del fluoruro sull'enolasi e sul sistema di trasporto dei carboidrati nei microrganismi del cavo orale. Variazioni del metabolismo batterico nella placca in fase iniziale e matura.

Meccanismi biochimici dell'emostasi - Adesione e aggregazione piastrinica. Ligandi, recettori e trasduzione del segnale nelle piastrine. Fattori di regolazione dell'aggregazione. Prostaglandine, prostacicline e trombossani. Esempi di antiaggreganti sintetici e naturali. Struttura e meccanismo d'azione dei fattori della coagulazione del sangue.

Vitamine di interesse odontoiatrico - Vitamine idrosolubili e liposolubili: struttura, funzioni, meccanismo d'azione e principali manifestazioni carenziali. Idrossilazione del collagene dipendente dalla vitamina C. Scorbuto. Fattori della coagulazione dipendenti dalla vitamina K. Fibrinolisi e sua regolazione. Esempi di  anticoagulanti e fibrinolitici naturali e sintetici.

 

 

Testi/Bibliografia

Marks. Biochimica medica. Un approccio clinico. Casa Editrice Ambrosiana.

Ferguson. Biologia del cavo orale. Istologia, Biochimica, Fisiologia. Casa Editrice Ambrosiana.

Metodi didattici

Didattica frontale.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

La verifica dell'apprendimento avviene attraverso l'esame finale, che accerta l'acquisizione delle conoscenze e delle abilità attese tramite lo svolgimento di una prova scritta, seguita da correzione in presenza dello studente e spiegazione degli errori commessi. La prova unica consiste nel rispondere a 16 domande a risposta multipla e a 8 domande aperte relative al programma complessivo del C.I. di Chimica e Biochimica che comprende gli insegnamenti di Chimica e di Biochimica. La valutazione finale viene espressa in trentesimi.

Strumenti a supporto della didattica

Videoproiettore, PC. Disponibilita' delle presentazioni delle lezioni e dispense in formato elettronico.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Claudio Muscari