00061 - BIOCHIMICA

Conoscenze e abilità da conseguire

Lo scopo dell'insegnamento è quello di introdurre lo studente alla conoscenza dei processi biomolecolari che stanno alla base delle funzioni della cellula e dell'organismo. Lo studente dovrà dapprima imparare a conoscere quali sono e come sono organizzate le molecole che costituiscono la cellula; quindi dovrà capire come avvengono le trasformazioni chimiche che costituiscono il metabolismo. Infine lo studente dovrà comprendere i meccanismi di regolazione ed integrazione del metabolismo nell'uomo. L'enfasi del corso è posta sulla bioenergetica e sul metabolismo della cellula muscolare. Il corso intende quindi fornire quelle nozioni indispensabili per affrontare materie come la Fisiologia, la Scienza dell'alimentazione e tutte quelle discipline che affrontano lo studio dell movimento e dell'allenamento.

Contenuti

1. GENERALITÀ DI CHIMICA E PROPEDEUTICA BIOCHIMICA 

 L'atomo e il legame chimico. Gli ioni. Molecole e formule. L'acqua. Le soluzioni. Il pH. Acidi e basi. Chimica del carbonio. I gruppi funzionali. Bioelementi. Bolecole organiche ed inorganiche; macromolecole; strutture sopramolecolari

 

2.  LE PRINCIPALI BIOMOLECOLE

I carboidrati.Monosaccaridi. Oligosaccaridi naturali. Polisaccaridi. Il glicogeno.

I lipidi.  Gli acidi grassi. I trigliceridi. Lipidi di membrana: i fosfolipidi. Il colesterolo e gli steroidi. Eicosanoidi.

Amminoacidi e proteine.  Gli amminoacidi. Legame peptidico. Conformazione delle proteine. Livelli strutturali delle proteine. Modificazioni covalenti. Proteine multimeriche. Proteine semplici e complesse. La miosina e la sua struttura molecolare. L'actina: actina F e G. Struttura dei filamenti spessi e sottili. Struttura delle immunoglobuline.

I nucleotidi e gli acidi nucleici.  Struttura e funzioni dei nucleotidi. Generalità sulla struttura degli acidi nucleici. Coenzimi contenenti nucleotidi.

 

3. PRINCIPI GENERALI DI BIOFISICA E BIOENERGETICA CELLULARE

Enzimi e reazioni chimiche.Reazioni chimiche e velocità di reazione. Catalizzatori. Cinetica enzimatica. Inibitori enzimatici. Classificazione degli enzimi. Enzimi allosterici. Caratteristiche degli enzimi.

Bioenergetica.  Il flusso di energia nelle cellule. L'energia libera. Reazioni accoppiate. I nucleotidi adenilici e la molecola di ATP. Caratteristiche e funzioni dell'ATP. La fosfocreatina.

La formazione di ATP. Reazioni di ossido-riduzione. Il ruolo dei coenzimi. I mitocondri. La catena respiratoria. La fosforilazione ossidativa e la sintesi di ATP.

 

4. BIOCHIMICA DELL'OSSIGENO

Proteine che legano l'ossigeno.L'emoglobina. Proteine allosteriche Affinità per l'ossigeno e fattori che la influenzano. Modificazioni della molecola di emoglobina. L'eritrocita e l'eritropoietina. La mioglobina ed il suo legame con l'ossigeno. Ruolo nel muscolo

Biochimica dell'ossigeno.Radicali. Le forme attive dell'ossigeno. Acqua ossigenata, radicali superossido ed idrossile. Formazione ed effetti dei radicali liberi. Meccanismi di difesa. Antiossidanti

 

5. IL METABOLISMO

Catabolismo e anabolismo. Segnali cellulari indicatori dello stato energetico. Meccanismi di regolazione. Regolazione allosterica e covalente.

Il metabolismo glucidico.Regolazione della glicemia. Trasporto del glucosio. Glicogenolisi e glicogenosintesi. Catabolismo glucidico: la glicolisi. Formazione di lattato. Debito di ossigeno. Resa energetica. Regolazione. Destino del piruvato. Generalità sul ciclo dei pentosi. Differenze tissutali nell'uso del glucosio. La gluconeogenesi: regolazione. Conversione di piruvato in glucosio. Molecole glucogenetiche.

Il ciclo di Krebs. L'acetil CoA. Scopo del ciclo. Resa energetica. Regolazione.

Il metabolismo degli acidi grassi. Trigliceridi ed adipociti. Lipolisi. Gli acidi grassi come fonte energetica. Ruolo della la carnitina. La b-ossidazione. Resa energetica. I corpi chetonici. La biosintesi dei lipidi: sintesi di acidi grassi. Allungamento ed insaturazione della catena dell'acido grasso. Acidi grassi essenziali. Formazione di trigliceridi. La leptina. Metabolismo del colesterolo.

Metabolismo degli amminoacidi e delle proteine.  Il pool amminoacidico. Il turnover delle proteine. Regolazione ormonale del metabolismo proteico: effettori anabolici e catabolici. Le proteine come fonte di amminoacidi. La transamminazione. Il destino dell'ammoniaca e il ciclo dell'urea. Amminoacidi chetogenici. Amminoacidi glucogenici. Amminoacidi ramificati. 

Metabolismo dei nucleotidi.Generalità su sintesi e degradazione dei nucleotidi. L'acido urico.

Metabolismo dell'eme. Metabolismo del ferro. Sintesi e degradazione dell'eme. Gli itteri.

 

6. GLI ORMONI NELLA REGOLAZIONE DEL METABOLISMO

Ormoni e recettori.  Messaggi tra cellule: ormoni, citochine e fattori di crescita. Recettori e ligandi. Concetto  di trasduzione del segnale. Recettori con attività enzimatica. Proteine G. I secondi messaggeri. AMP ciclico. Calcio. Ossido nitrico. Recettori nucleari.

Biochimica di specifici ormoni. Generalità biochimiche e caratteristiche delle principali classi di ormoni. Le catecolammine. Glucagone. Insulina. IGF-I. Ormone della crescita. Miostatina. Le adipochine. Gli ormoni steroidei.

 

7. BIOCHIMICA DEL MUSCOLO E INTEGRAZIONE DEL METABOLISMO

Il sangue. Composizione del sangue. Funzioni di trasporto del sangue.

Il fegato. Trasformazione e distribuzione di nutrienti.

Il tessuto adiposo. Funzioni energetiche. Funzioni endocrine.

Il cervello. Necessità energetiche del neurone.

Il cuore. Il metabolismo cardiaco.

Biochimica e metabolismo muscolare.   Riserve energetiche della cellula muscolare. Il glicogeno. I trigliceridi intramuscolari. La funzione della fosfocreatina. La miochinasi. Tipologia delle fibre muscolari e particolarità metaboliche. Caratteristiche delle fibre lente di tipo I. Caratteristiche delle fibre rapide di tipo II. Metabolismo aerobico ed anaerobico: i sistemi bioergonici. Lo smaltimento ed il riciclaggio del lattato. Il ciclo di Cori. Il ciclo glucosio-alanina. Modificazioni metaboliche indotte dall'allenamento.

 

 

Testi/Bibliografia

Nelson, Cox. Introduzione alla biochimica di Lehninger. Terza edizione. Zanichelli, Bologna.

Oppure: Siliprandi e Tettamanti, Biochimica medica, terza edizione. Piccin, Padova

Alternativamente: Samaja.   Corso di Biochimica per le lauree sanitarie.  Piccin, Padova.

Gli studenti che provengono da corsi di studio superiori in cui non hanno ricevuto sufficenti nozioni di chimica, dovrebbero integrare lo studio con un testo di raccordo tra Chimica e Biochimica, come:

Sackheim & Lehman. Chimica per le scienze biomediche. Edises, Napoli

Metodi didattici

Lezioni frontali.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

Esame orale

Strumenti a supporto della didattica

All'inizio del corso viene fornito ad ogni studente un CD contenente la copia di tutte le figure proiettate durante le lezioni.

Link ad altre eventuali informazioni

http://scmot.unibo.it

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Claudio Stefanelli