37201 - BIOCHIMICA METABOLICA (LZ-A)

Scheda insegnamento

Anno Accademico 2020/2021

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso lo studente conosce: gli elementi essenziali del metabolismo intermedio delle principali molecole biologiche (glucidi, lipidi e composti azotati), le modificazioni energetiche ad essi associate, le loro interrelazioni e regolazioni metaboliche ed ormonali, nonché la localizzazione e compartimentazione cellulare delle principali vie metaboliche; la specializzazione dei vari organi e tessuti umani nelle attività metaboliche come presupposto alla conoscenza delle loro specifiche funzioni; i meccanismi molecolari di regolazione dell’attività cellulare con particolare riguardo alla trasduzione intracellulare del segnale ed alla funzione di ormoni, altri messaggeri extracellulari e vitamine a livello metabolico e genico; i principi biochimici che sono alla base della nutrizione nell’uomo con particolare riguardo ai meccanismi molecolari della digestione e dell’assorbimento dei nutrienti e ai principi nutritivi essenziali con riferimenti di nutrigenomica.

Contenuti

Generalità sul metabolismo. Richiamo dei principi di bioenergetica. ATP e suo ruolo centrale nel metabolismo. Vie metaboliche, loro regolazione e compartimentazione. Modificazioni attività e contenuto enzimi. Protein chinasi e protein fosfatasi. Catabolismo e anabolismo. 

Metabolismo glucidico. Digestione e assorbimento dei glucidi; trasportatori dei monosaccaridi; schema generale del metabolismo del glucosio; metabolismo del glicogeno: glicogenosintesi, glicogenolisi e loro regolazione. La glicolisi: reazioni, resa energetica e regolazione. Riossidazione del NADH glicolitico: acido lattico e sistemi navetta. La gluconeogenesi: reazioni e compartimentazione. Principali precursori glucogenetici. La via dei pentosi: reazioni, significato biologico, regolazione. Utilizzo del NADPH. Metabolismo di fruttosio e galattosio. Destini alternativi del glucosio. Formazione dell'acido glucuronico.

Bioenergetica mitocondriale. Ossidazione del piruvato: il complesso della piruvato deidrogenasi. Il ciclo di Krebs: reazioni, resa energetica, regolazione. Ruolo anfibolico del ciclo. Struttura dei mitocondri ed in particolare della loro membrana interna; fosforilazione ossidativa: catena respiratoria, formazione del gradiente protonico, meccanismo chemiosmotico della sintesi di ATP. Il controllo respiratorio. Trasporto dello ione Ca2+ e di metaboliti attraverso la membrana mitocondriale interna. La carica energetica cellulare. La dispersione degli elettroni e le specie radicaliche dell'ossigeno.

Metabolismo lipidico. Digestione e assorbimento dei lipidi; ruolo delle lipoproteine del plasma. La lipolisi: lipasi ormone-dipendente e acidi grassi non esterificati (NEFA). La beta-ossidazione degli acidi grassi: reazioni, compartimentazione, resa energetica. Beta-ossidazione di acidi grassi dispari e insaturi. Altre vie di ossidazione degli acidi grassi. Sintesi e utilizzo dei corpi chetonici. Rapporti tra chetogenesi e gluconeogenesi. La biosintesi degli acidi grassi. Sintesi ex novo, regolazione e compartimentazione. Allungamento e desaturazione degli acidi grassi. Biosintesi e catabolismo dei trigliceridi e dei principali lipidi complessi. Biosintesi del colesterolo, compartimentazione e regolazione. Derivati del colesterolo: acidi biliari, ormoni steroidi.

Metabolismo azotato. Digestione delle proteine. Demolizione intracellulare delle proteine. Schema generale del metabolismo degli aminoacidi e altri composti azotati. Transaminazione e desaminazione ossidativa degli amminoacidi. Ciclo dell'alanina-glucosio. Destino dell'ammoniaca: ciclo dell'urea e sintesi di glutammina. Destino dello scheletro carbonioso: aminoacidi glucogenetici e chetogenetici. Sintesi degli aminoacidi non essenziali. Decarbossilazione degli aminoacidi: le amine biogene. Il metabolismo dell'unità monocarboniosa: ruolo del tetraidrofolato e della S-adenosil-metionina. Sintesi e catabolismo dell'eme. La bilirubina. Creatina e creatinina. Sintesi e catabolismo dei nucleotidi purinici e pirimidinici. Vie di recupero delle basi puriniche e pirimidiniche. Sintesi dei deossiribonucleotidi.

Aspetti biochimici di specifici ormoni e neurotrasmettitori.
Struttura, biosintesi, secrezione ed effetti molecolari e metabolici di alcuni ormoni e neurotrasmettitori, particolarmente di quelli che regolano il metabolismo energetico come ormone della crescita, insulina, glucagone, catecolamine, ormoni tiroidei e glucocorticoidi.

Integrazione metabolica a livello cellulare e tissutale 

Interrelazioni e adattamenti metabolici nei principali stati fisiologici (alimentazione, digiuno, esercizio muscolare). Ruolo di tessuti e organi

Testi/Bibliografia

Diapositive proiettate a lezione: verranno messe a disposizione degli studenti sulla piattaforma Insegnamenti Online.

 

D.L. Nelson, M.M. Cox "I principi di Biochimica di Lehninger"

Zanichelli editore.

 

M. Lieberman, A.D. Marks "Biochimica Medica: un approccio clinico"

Casa Editrice Ambrosiana

Metodi didattici

Lezioni frontali

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

Esame orale: l'esame di Biochimica Metabolica consiste in un colloquio tenuto dallo studente con i Docenti del corso stesso (Prof. F. Flamigni, Prof.ssa S. Cetrullo e Prof.ssa C. Pignatti).

I voti parziali conseguiti in Chimica e Biochimica Generale, Biologia Molecolare ed in Biochimica Metabolica concorrono alla definizione del voto del C.I. di Biochimica, risultante da una valutazione complessiva che tiene conto dei cfu delle varie parti.

Strumenti a supporto della didattica

Videoproiettore, PC con possibile connessione ad Internet, lavagna luminosa.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Flavio Flamigni