37201 - BIOCHIMICA METABOLICA (LZ-A)

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. Ruolo e utilizzo dell'ATP: scissione orto- e pirofosforica. Vie metaboliche, loro regolazione e compartimentazione. Modificazioni attività e contenuto enzimi. Protein chinasi e protein fosfatasi. Catabolismo e anabolismo. 

Metabolismo glucidico. Principali glucidi di interesse biologico, loro digestione e asssorbimento; 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. Utilizzazione metabolica di fruttosio e galattosio. Destini alternativi del glucosio. Formazione dell'acido glucuronico.

Bioenergetica mitocondriale. Ossidazione del piruvato: la 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. I principali lipidi di deposito e strutturali. Digestione dei lipidi e 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. 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

 

The Endocrine System [http://arbl.cvmbs.colostate.edu/hbooks/pathphys/endocrine/index.html]

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) risultante in una valutazione complessiva che tiene conto dei cfu delle varie parti. 

I voti parziali conseguiti in Chimica e Biochimica Generale ed in Biochimica Metabolica concorrono alla definizione del voto del C.I. di Biochimica.

Strumenti a supporto della didattica

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

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Flavio Flamigni