Corso di BIOCHIMICA APPLICATA e CLINICA – 034FA – CdLM in FARMACIA
L’insegnamento tratta i principali processi metabolici dell’organismo vivente. Particolare attenzione viene riservata alla
biochimica umana ed alle relazioni metaboliche tra i diversi organi in condizioni fisiologiche e patologiche.
Obiettivi formativi. Conoscere i meccanismi fondamentali che regolano il metabolismo e le diversità metaboliche dei
principali organi. Comprendere la dipendenza delle diversità metaboliche dalle condizioni locali e il ruolo dei segnali
extracellulari nel modificare il comportamento dei tessuti. Apprendere i principali adattamenti metabolici degli organi
in differenti condizioni fisiologiche e patologiche. Conoscere le basi strutturali e funzionali del sistema endocrino e
l’origine e la regolazione del rilascio degli ormoni. Apprendere i principali effetti degli ormoni sul metabolismo dei vari
tessuti
Requisiti. Requisiti di Biologia animale: struttura della cellula animale e funzioni degli organuli intracellulari. Funzioni
nucleari, cromatina e trascrizione dei geni. Requisiti di Anatomia: sistema circolatorio, fegato, tessuti contrattili,
ghiandole endocrine. Requisiti di Fisiologia: digestione e assorbimento delle molecole nutrienti; struttura dei tessuti
contrattili e loro differenze funzionali; contrazione muscolare; meccanismi di controllo del tono vasale e della
pressione arteriosa. E’ necessario aver superato l’esame di Biochimica.
PROGRAMMA
Principi di regolazione enzimatica.
Regolazione passiva e confronto tra KM – Esochinasi e Glucochinasi. Regolazione genica e sue conseguenze per la
Vmax. Regolazione allosterica: principali effettori allosterici intracellulari. La fosforilazione delle proteine. Protein
chinasi e Protein fosfatasi. Enzimi regolatori e loro significato. Regolazione delle vie metaboliche, visione d’insieme.
Segnali e loro trasduzione
I segnali extracellulari, loro raggio d’azione e il concetto di “trasduzione”. Recettori di membrana, cinetiche di legame,
affinità. Omeostasi e strategie di inattivazione: similitudine e differenze dei diversi meccanismi omeostatici.
Meccanismi d’azione dei segnali liposolubili: localizzazione dei recettori e loro struttura. Principi generali di
regolazione genica: il ruolo dei fattori di trascrizione e le loro interazioni. Molecole segnale idrosolibili: classificazione
dei recettori. I recettori legati alle proteine G (cenni). I secondi messaggeri come attivatori allosterici di Protein Chinasi
multifunzionali. cAMP e Protein Chinasi A. Bersagli della PKA e conseguenze della loro fosforilazione (esempi). Dalla
membrana al nucleo: CREB. Ione Ca2+, calmodulina, protein Chinasi calmodulina-dipendenti. I recettori catalitici e la
fosforilazione proteica. Dalla membrana al nucleo: le MAPK. Il recettore per l’insulina come esempio di recettore
catalitico. Le basi biochimiche dell’effetto ipoglicemizzante dell’insulina. I principali segnali ormonali coinvolti nella
regolazione del metabolismo: gli ormoni pancreatici e le catecolammine.
I lipidi complessi e le problematiche legate al loro metabolismo. La digestione e l’assorbimento dei lipidi: sali biliari,
lipasi, chilomicroni. Lipoproteine: classificazione e composizione. Chilomicroni e VLDL: origine e funzioni. La lipasi
lipoproteica e la sua regolazione. Sintesi dei trigliceridi. Ruolo del glicerolo 3-fosfato e sua origine. Cenni alla sintesi
del colesterolo: origine dei precursori e destini del prodotto. Esteri del colesterolo.
Specializzazioni biochimiche: il metabolismo glucidico, lipidico e proteico nei principali organi
Fegato: Cenni alla struttura anatomica e istologica. La struttura del lobulo epatico e le sue conseguenze funzionali.
Tappe regolative e meccanismi di controllo del ciclo di Krebs, della sintesi e del catabolismo degli acidi grassi, dei
trigliceridi, del colesterolo e delle VLDL. Sintesi dei Sali biliari (cenni). La funzione glucostatica del fegato: GLUT-2,
glucochinasi, glucosio 6-fosfatasi. Regolazione epatica della glicolisi, della via del pentoso fosfato, della
gluconeogenesi, del metabolismo del glicogeno. Regolazione ormonale del metabolismo epatico nel digiuno
(glucagone) e dopo un pasto (insulina). Metabolismo dell’etanolo e sue conseguenze locali e sistemiche. Corpi
chetonici: condizioni metaboliche che ne favoriscono la sintesi epatica e loro utilizzo da parte dei tessuti extraepatici.
Tessuto adiposo. Cenni alla struttura istologica. Funzioni del tessuto adiposo. Tessuto adiposo bianco e bruno: basi
strutturali delle differenze funzionali. Lipolisi e destini dei prodotti di reazione. Lipogenesi, liponeogenesi,
gliceroloneogenesi. Regolazione ormonale della lipogenesi e della lipolisi. Tessuto adiposo bruno, Proteina
Disaccoppiante e termogenesi. Adipochine (cenni). Adrenalina e glucagone: similitudini e differenze nel controllo del
metabolismo del tessuto adiposo.
Muscolo scheletrico: relazioni struttura-funzione per i diversi tipi di muscolo. Il lavoro muscolare e le sue esigenze
metaboliche. Miochinasi e Creatina Chinasi: ruolo, vantaggi e limiti della loro espressione. Muscolo scheletrico a
contrazione veloce: citostruttura e sue conseguenze. Tappe regolative e meccanismi di controllo della glicolisi e del
metabolismo del glicogeno. Affaticamento. Destini del piruvato: transaminazione ad Alanina e fermentazione a Lattato.
I cicli muscolo-epatici di Cori e Glucosio-Alanina e la loro influenza sulla gluconeogenesi epatica. Muscolo scheletrico
a contrazione lenta: citostruttura e sue conseguenze. L’ossidazione del piruvato e del lattato. Ruolo dello ione Ca2+ nel
catabolismo dei lipidi e dei carboidrati. Controllo del metabolismo durante la contrazione. Variazioni metaboliche e
stato nutrizionale.
Gli ormoni. Organizzazione anatomica e funzionale del sistema endocrino.
Il pancreas e i suoi ormoni. Insulina e glucagone: meccanismo d’azione ed effetti sul metabolismo.
Regolazione del metabolismo del calcio e del fosfato. Apparato scheletrico e suo ruolo nel metabolismo del calcio.
Genesi, sviluppo e rimodellamento osseo. Unità di rimodellamento e loro dinamica.Vitamina D, origine, metabolismo,
bersagli e funzioni. Patologie da carenza (cenni). Ormone Paratiroideo: origine, condizioni di rilascio, bersagli e
funzioni. Calcitonina (cenni).
Ipotalamo e ipofisi. Cenni alla struttura anatomica e istologica. Funzioni dei nuclei ipotalamici e dei lobi ipofisari.
Ipofisi posteriore e sue relazioni con l’ipotalamo. Ormone antidiuretico: origine, rilascio, funzioni. Ossitocina: origine,
rilascio, funzioni. Struttura e funzioni dell’ipofisi anteriore. Riflessi endocrini dell’asse ipotalamo-ipofisi. Ormone della
crescita: origine, tessuti bersaglio, funzioni. Crescita ossea e ruolo del fegato nel mediarne l’effetto. Patologie da iper o
ipo funzionalità (cenni).
Tiroide e ormoni tiroidei. Struttura dei follicoli tiroidei. Colloide, captazione dello ioduro e Tireoglobulina. Struttura,
sintesi e meccanismo di rilascio degli ormoni tiroidei. Recettori, tessuti bersaglio e meccanismo d’azione. Metabolismo
basale e sua regolazione. Azione termogenetica e suoi meccanismi. Regolazione del rilascio e TSH.
Le ghiandole surrenali. Struttura delle surreni. Divisione anatomico-funzionale della corticale del surrene. Gli steroidi
corticosurrenalici: origine, sintesi (cenni) e rilascio. L’asse ipotalamo-ipofisi-surrene e i suoi riflessi endocrini. ACTH:
origine e funzione. Cortisolo: basi biochimiche dell’azione glucocorticoide. Azioni sistemiche (schema). Iper e
ipofunzionalità (cenni). L’aldosterone e la funzione mineralcorticoide. La midollare del surrene. Le catecolamine:
origine, localizzazione e meccanismo di rilascio. Recettori adrenergici e loro distribuzione. Azioni metaboliche delle
catecolamine.
Libri di testo consigliati:
Biosegnalazione, Regolazione enzimatica, Regolazione delle vie metaboliche, Integrazione
metabolica
Nelson DL e Cox MM - I PRINCIPI DI BIOCHIMICA DI LEHNINGER , (V edizione) Zanichelli
2010
Cap. 6, 12, 14, 15, 16,17, 19, 21, 23
Specializzazioni biochimiche
Caldarera CM – BIOCHIMICA SISTEMATICA UMANA, (II edizione), CLUEB Economica, 2007 (in biblioteca)
Ormoni
Levy MN, Koeppen, BM, Stanton, BA – PRINCIPI DI FISIOLOGIA di Berne & Levy, (IV
edizione) Elsevier Masson 2007 Capitoli 41-48
in alternativa
Carbone E, Cicirata F e Aicardi G – FISIOLOGIA dalle molecole ai sistemi integrati (I edizione)
EdiSES 2008 Capitoli 20-25, 28
Modalità di iscrizione all’esame
Sarà possibile sostenere l’esame soltanto se iscritti all’appello.
L’iscrizione sarà esclusivamente on-line.
Gli studenti interessati a presentarsi a tali appelli devono prenotarsi cliccando su Servizi on-line
(http://www.units.it/esse3/online/) dalla home page d’Ateneo ed effettuando il login
(l'autenticazione) con il proprio account personale (user id + pwd). Lo studente che non conoscesse
il proprio user e la password li potrà recuperare seguendo le istruzioni presenti nella pagina
medesima.
Ciascuno studente iscritto all’appello dovrà il foglio di presenza. Tale firma è ritenuta valida a tutti
gli effetti anche per la registrazione dell’esame.
Registrazione dell’esame: on-line
La visione del compito corretto e la trascrizione dell’esame sul libretto cartaceo si svolgeranno nella
data pubblicata contestualmente agli appelli d’esame e che corrisponderà alla data di registrazione
(on-line). I risultati delle prove scritte verranno pubblicati su Moodle il giorno prima. Gli studenti
che, pur avendo ottenuto una valutazione sufficiente, desiderassero ripetere la prova nelle prossime
sessioni, sono pregati di comunicarlo al docente, eventualmente via mail, entro e non oltre le ore 12
di tale data. In assenza di una comunicazione in tal senso l’esame verrà registrato con la
valutazione ottenuta nella presente sessione.
La visione del compito corretto e gli eventuali commenti individuali è possibile una sola volta,
nella data di registrazione. Chi fosse impossibilitato ad essere presente alla trascrizione, potrà
trascrivere l’esame nelle successive date programmate. Si raccomanda di utilizzare sempre
l’indirizzo di posta elettronica fornito dall’università – ogni eventuale comunicazione del
docente verrà spedita a tale indirizzo. Nelle comunicazioni con il docente, specificare sempre
Nome e Cognome, Corso di Laurea, corso frequentato e anno di frequenza – tali informazioni
non compaiono automaticamente. In assenza di queste informazioni il messaggio risulterà
anonimo e non verrà preso in considerazione.
MODALITA’ di SVOLGIMENTO dell’ESAME
L’esame consisterà in una prova scritta, composta da 10 domande (valutate, al massimo, 2 punti ciascuna) e da un tema
scelto fra tre argomenti proposti (10 punti al massimo). Se una o più domande richiedono la descrizione di una reazione
si intende che dovranno essere riportate le formule di reagenti e prodotti e dovrà essere scritta la reazione bilanciata.
Il tema (max 2 facciate A4) dovrà essere sviluppato utilizzando testo, schemi e formule (ove necessario). L’intero
compito dovrà essere svolto nel foglio consegnato dal docente. Non verranno accettati in nessun caso altri fogli (brutte
copie o fogli separati). Nel caso in cui il tema scelto preveda la descrizione una o più reazioni dovranno essere riportate
le formule di reagenti e prodotti e dovrà essere riportata la reazione bilanciata per ciascuna reazione.
Tempo disponibile: 3 ore.
Argomenti per la domanda a scelta: esempi indicativi e non vincolanti.
Ad ogni appello ne verranno proposti 3 e ne dovrà essere scelto uno da sviluppare.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
I recettori: cinetiche di legame, strategie di omeostasi, meccanismi d’azione.
I recettori di membrana: classificazione, meccanismo d’azione, conseguenze metaboliche (esempi).
Meccanismi di regolazione delle attività enzimatiche: principi ed esempi.
Il metabolismo dei lipidi: problematiche generali e strategie risolutive.
I trigliceridi: digestione, assorbimento, sintesi e distribuzione.
Il ruolo del fegato nell’omeostasi glicemica.
La regolazione delle vie metaboliche: significato, strategie, conseguenze (esempi).
Il metabolismo glucidico nel fegato e la sua regolazione ormonale.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
21.
22.
23.
24.
Il metabolismo lipidico nel fegato e la sua regolazione ormonale.
La regolazione ormonale della glicemia.
Il tessuto adiposo: funzioni, metabolismo e regolazione ormonale.
Il metabolismo del muscolo: principi generali e specializzazioni funzionali (esempi).
Il metabolismo del muscolo scheletrico e la relazione tra contrazione e metabolismo.
Il metabolismo del muscolo scheletrico: differenze metaboliche tra fibre a contrazione veloce e fibre a
contrazione lenta.
La risposta metabolica al pericolo.
L’insulina: principali tessuti bersaglio e meccanismo d’azione.
Organizzazione e funzioni del sistema endocrino: principi, generalità, esempi.
Il metabolismo del calcio e del fosfato e la sua regolazione ormonale.
Gli ormoni tiroidei: struttura, origine e azioni metaboliche.
L’asse ipotalamo-ipofisi-surrene.
Gli ormoni corticosurrenalici: struttura, origine ed effetti metabolici.
Il cortisolo: origine, rilascio e basi biochimiche dell’effetto glucocorticoide.
La midollare del surrene e le catecolammine.
Il pancreas endocrino e gli ormoni pancreatici.
La correzione e la valutazione del tema sono subordinati al raggiungimento di una
valutazione di almeno 10/20 nella prima parte del compito. In caso di valutazione inferiore il
tema non verrà considerato.
Indirizzo del docente
Prof.ssa Paola D’Andrea
Dipartimento di Scienze della Vita
Via Licio Giorgieri 1
Ed. C11, II piano, lab 225
34127 – Trieste
tel. 040 5588765
fax 040 5583691
e-mail [email protected]
orario di ricevimento:
martedì e giovedì ore 12-14
N.B. si prega gentilmente di fissare un appuntamento mediante e-mail
