Scienze biologiche

Programma del modulo:
1) Trasporti e potenziale di riposo
- come ioni e molecole attraversano le membrane plasmatiche
- concetti di "diffusione" e di "pressione osmotica"
- i potenziali di equilibrio, i potenziali graduati, il potenziale di riposo
2) Potenziale d'azione
- genesi del Potenziale d'Azione: i canali coinvolti
- refrattarietà assoluta e relativa del Potenziale d'Azione
- propagazione del potenziale d'azione - la mielina
3) Sinapsi
- sinapsi chimiche ed elettriche
- meccanismi di rilascio sinaptico
- potenziali sinaptici inibitori e eccitatori
- modulazione sinaptica: sommazione spaziale e sommazione temporale
- cenni di neurochimica: sistemi di neurotrasmettitori
4) Sistema sensoriale
- recettori sensoriali, trasduzione recettoriale
- le vie sensoriali ascendenti
- la nocicezione e il dolore
5) Muscolo scheletrico
- struttura e funzione del sarcomero
- le proteine contrattili e l'accoppiamento eccitazione-contrazione
- controllo della forza muscolare
- cenni sulle vie motorie discendenti
- i fusi neuromuscolari e cenni sui riflessi spinali
6) Sistema Respiratorio
- meccanica respiratoria: accoppiamento ventilazione-perfusione
- le vie respiratorie e i volumi respiratori
- scambio e trasporto dei gas nel sangue: l'emoglobina
- la regolazione chimica e neuronale della respirazione
7) Il cuore
- meccanica cardiaca (il ciclo cardiaco)
- controllo del battito cardiaco
- elettrofisiologia delle cellule cardiache (pacemaker e contrattili)
8) Sistema cardiovascolare
- controllo e regolazione della pressione arteriosa
- il ritorno venoso
9) Sistema Escretore:
- filtrazione (funzione del glomerulo)
- riassorbimento e secrezione: cenni sui meccanismi di trasporto nel nefrone
- controllo della funzione renale: autoregolazione
- meccanismi ormonali dell'ADH e dell'aldosterone
10) Apparato digerente:
- masticazione, salivazione, deglutizione
- funzioni dello stomaco e controllo dell'attività gastrica: ormoni dell'apparato digerente
- digestione e assorbimento: proteine, carboidrati, lipidi
- cenni di funzionalità epatica e pancreatica
11) Metabolismo energetico
- metabolismo basale e bilancio energetico
- catabolismo e anabolismo: insulina e glucagone
- temperatura corporea: regolazione e mantenimento
12) Cenni di Funzioni superiori.

Programma del modulo:
) L'atomo, l'elettronegatività ed il potenziale di ionizzazione
- tavola periodica degli elementi
- i legami chimici: covalente neutro e polarizzato, ionico, ponti idrogeno
2) L'acqua:
- struttura molecolare, proprietà chimiche e biologiche
- le soluzioni acquose: gli elettroliti forti e deboli, pH, i sistemi tampone, la pressione osmotica
3) Le proteine:
- gli aminoacidi: struttura molecolare, proprietà chimiche e biologiche
- le proteine: strutture (primaria, secondaria, terziaria, quaternaria)
- rapporto struttura/funzione delle proteine. Esempi: il collagene
- le glicoproteine e i proteoglicani
4) Il sangue:
- composizione del sangue
- l'emoglobina: struttura, funzioni e regolazioni delle funzioni
- la mioglobina: struttura, funzioni
- il trasporto ematico di ossigeno e di anidride carbonica
5) Gli enzimi:
- le variazioni di energia libera di Gibbs associate alle reazioni: reazioni esoergoniche ed endoergoniche
- la catalisi enzimatica e l'energia di attivazione
- la legge di Michaelis Menten: il significato della Km
- regolazione enzimatica: allosterica, covalente, effetto del pH, effetto della temperatura, inibitori competitivi e non competitivi
- coenzimi e cofattori
6) NADH ed il FADH2: struttura, funzione
- la struttura mitocondriale e gli enzimi della catena di trasporto degli elettroni
- generazione del gradiente elettrochimico tra membrane mitocondriali e sintesi di ATP
- l'ATP: struttura e funzione
7) Il ciclo di Krebs
- funzione dell'Acetil-Coenzima A
- svolgimento nei mitocondri, principali intermedi del ciclo metabolico
- bilancio energetico, intermedi comuni ad altri percorsi metabolici
8) Il metabolismo dei carboidrati:
- struttura dei carboidrati e degli zuccheri alimentari
- l'entrata del glucosio nelle cellule: l'esochinasi
- la glicolisi: bilancio energetico
- l'acido lattico e il ciclo di Cori
- la gluconeogenesi: principali intermedi metabolici, bilancio energetico
- il glicogeno: struttura e funzione
- la glicogeno sintesi e la glicogenolisi
- esochinasi e glucochinasi
- l'insulina e il glucagone: controllo ormonale di chinasi/fosfatasi che regolano glicogeno sintesi e glicogenolisi
9) L'ossidazione extramitocondriale del glucosio e lo shunt dei pentoso-fosfati
10) Il metabolismo dei lipidi:
- struttura dei grassi alimentari
- la ossidazione e la biosintesi degli acidi grassi: compartimentazione subcellulare, principali intermedi metabolici e loro relazione con altri percorsi metabolici, bilancio energetico
- i trigliceridi degli adipociti: struttura, funzione, riciclo e provenienza del glicerolo
- biosintesi dei fosfolipidi
- l'insulina e il glucagone: controllo ormonale di chinasi/fosfatasi che regolano la trigliceride lipasi
11) Il metabolismo delle proteine:
- le proteine quali fonti di azoto, ruolo dell'azoto e bilancio dell'azoto nell'organismo
- il metabolismo del gruppo amminico: la transaminazione e la deaminazione ossidativa, il carbamil-fosfato (struttura e funzione) e il ciclo dell'urea
- il metabolismo dello scheletro carbonioso: intermedi metabolici e loro relazione con altri percorsi metabolici

Programma del modulo:
1) Biochimica Clinica: introduzione, scopi, definizioni
-Livelli di intervento del laboratorio. Concetti di test diagnostico e sue finalità (screening, approfondimento diagnostico, monitoraggio delle malattie)
2) La fase pre-analitica e sue fonti di variabilità
-Preparazione del paziente
-Campionamento, trattamento, trasporto e conservazione dei campioni biologici: sangue, urine, feci, liquido cefalo rachidiano(liquor), liquidi di versamento nelle cavità sierose, liquido sinoviale, liquido amniotico, liquido seminale, succo gastrico, sudore.
-Criteri di accettabilità di un campione biologico
3) Concetto di variabilità totale
-Variabilità biologica e fattori che la influenzano
-Variabilità analitica
-Tipi di errori. Attendibilità di un metodo di dosaggio
4) Valori di riferimento
-concetto di intervallo di riferimento
-concetto di valori decisionali
-concetto d differenza critica
5) Approfondimento di alcuni argomenti a scelta del docente (ad esempio: il monitoraggio del diabete, dell'assetto lipidico, della funzione renale, biochimica della saliva, marcatori cardiaci, le proteine plasmatiche, i marcatori tumorali etc)

Programma del modulo:
Caratteristiche fondamentali della materia vivente:
- proprietà della materia vivente
- cellule e organismi
- teoria cellulare
- gerarchia dell'organizzazione biologica
2. Struttura e organizzazione cellulare:
- cellula eucariotica,
- principali teorie evolutive: invaginazione, ed endosimbiosi
- vantaggi e prove a favore di queste teorie
- organismi monocellulari e pluricellulari
- compartimentazione delle cellule eucariotiche
3. Composizione chimica della materia vivente:
- composti inorganici ed organici
- macromolecole biologiche
- importanza biologica dell'acqua
- struttura e funzione degli acidi nucleici
4. Flusso dell'informazione nella materia vivente:
- il dogma centrale della biologia.
- dimostrazione che il DNA è il materiale ereditario
- esperimento di Meselson e Stahl
- duplicazione del DNA,
- generalità sulla struttura del gene eucariotico: introni ed esoni
- organizzazione della cromatina
5. Trascrizione e traduzione
- cenni sui meccanismi di trascrizione e maturazione degli mRNA
- struttura del ribosoma
- struttura del tRNA
- codice genetico
- traduzione
6. Ciclo cellulare
- riproduzione delle cellule eucariotiche, la mitosi, la meiosi
- crossing-over e variabilità genetica
7 . Cenni sulla regolazione dell'espressione genica