SCIENZE BIOMEDICHE DI BASE

10 CFU - 1° semestre

Docenti titolari dell'insegnamento

ANTONELLA CACCAMO - Modulo FISIOLOGIA - BIO/09 - 3 CFU
CARMELINA DANIELA ANFUSO - Modulo BIOCHIMICA - BIO/10 - 4 CFU
DAVIDE BARBAGALLO - Modulo BIOLOGIA APPLICATA - BIO/13 - 3 CFU

Obiettivi formativi

FISIOLOGIA
Acquisire una comprensione chiara dei meccanismi cellulari e di rete che permettono il funzionamento dell’organismo umano. Conoscere il funzionamento integrato dei diversi organi, apparati e sistemi di controllo mediante i quali l'organismo vivente ottiene e mantiene l'omeostasi del suo mezzo interno. Acquisire una conoscenza di base dei substrati delle funzioni autonome.Comprendere i meccanismi che, se alterati, determinano disfunzioni patologiche. Alla fine del corso lo studente sarà in possesso delle conoscenze necessarie per comprendere imeccanismi alla base del funzionamento degli apparati e dei sistemi del corpo umano.
BIOCHIMICA
Conoscenze generali sulle basi molecolari della vita, dalle proprietà chimiche fondamentali delle sostanze, alla struttura e alla funzione delle macromolecole implicate nei processi vitali, sia a livello cellulare sia extracellulare, alle trasformazioni metaboliche delle biomolecole necessarie per il funzionamento dell’organismo umano. Inoltre, lo studente comprenderà il significato delle variazioni delle principali vie metaboliche in diversi contesti fisiologici e patologici, con particolare riguardo alle affezioni a carico del miocardio e dei vasi sanguigni.
BIOLOGIA APPLICATA
Il corso si prefigge di fornire una preparazione adeguata alla comprensione delle nozioni basilari della moderna Biologia Cellulare e Molecolare. Al termine del modulo lo studente avrà acquisito le nozioni di base sulla struttura e funzione di specifici apparati cellulari, nonché sui meccanismi sottostanti il flusso dell’informazione genetica necessaria per "fare" e "fare funzionare" una cellula. L’apprendimento di tali nozioni renderà dunque chiari allo studente i meccanismi di passaggio dal genotipo al fenotipo molecolare e cellulare, sia in condizioni fisiologiche che patologiche.

Modalità di svolgimento dell'insegnamento

FISIOLOGIA
Lezioni frontali
BIOCHIMICA
Lezioni fontali, con il supporto di slides e di strumenti audiovisini. Al termine di ogni lezione è dato ampio spazio al commento degli argomenti trattati.

Qualora l'insegnamento venisse impartito in modalità mista o a distanza potranno essere introdotte le necessarie variazioni rispetto a quanto dichiarato in precedenza, al fine di rispettare il programma previsto e riportato nel syllabus.
BIOLOGIA APPLICATA
Lezioni frontali.

Qualora l'insegnamento venisse impartito in modalità mista o a distanza potranno essere introdotte le necessarie variazioni rispetto a quanto dichiarato in precedenza, al fine di rispettare il programma previsto e riportato nel syllabus.

Informazioni per studenti con disabilità e/o DSA
A garanzia di pari opportunità e nel rispetto delle leggi vigenti, gli studenti interessati possono chiedere un colloquio personale in modo da programmare eventuali misure compensative e/o dispensative, in base agli obiettivi didattici ed alle specifiche esigenze. E' possibile rivolgersi anche al referente CInAP (Centro per l’integrazione Attiva e Partecipata - Servizi per le Disabilità e/o i DSA) di competenza.

Prerequisiti richiesti

FISIOLOGIA
E' richiesta una preparazione di base in discipline come fisica, chimica, anatomia, istologia.
BIOCHIMICA
Il corso prevede i requisiti minimi di base per poter seguire con profitto le lezioni e affrontare l’esame finale. Lo studente che frequenta il corso di Biochimica dovrà conoscere i concetti fondamentali di Chimica Generale e Inorganica e Chimica Organica ed avere una buona base di conoscenze di fisica e biologia della cellula.
BIOLOGIA APPLICATA
Conoscenze generali su struttura e funzione delle principali macromolecole biologiche e sul metabolismo informazionale cellulare

Frequenza lezioni

FISIOLOGIA
Obbligatoria per almeno il 70% dell’attività didattica frontale e frontale interattiva di ciascun insegnamento e almeno il 50% di ogni singolo modulo dell’insegnamento stesso
BIOCHIMICA
Obbligatoria
BIOLOGIA APPLICATA
Obbligatoria, secondo le percentuali di frequenza dettate dal regolamento del CdL

Contenuti del corso

FISIOLOGIA
Membrane cellulari Meccanismi di trasporto; canali ionici.

Sistema nervoso Organizzazione generale del sistema nervoso centrale, periferico e vegetativo. Caratteristiche delle cellule nervose e loro funzioni. Proprietà delle membrane eccitabili: Potenziale di membrana a riposo; potenziali locali e potenziale d’azione. Propagazione del potenziale d’azione.

Muscoli Organizzazione del muscolo scheletrico. Accoppiamento eccitazione-contrazione. Risposte contrattili: scossa semplice e tetano muscolare. Muscolo liscio viscerale.

Trasmissione sinaptica Sinapsi neuromuscolare e centrali. Neurotrasmettitori.

Sistema cardiovascolare Proprietà del muscolo cardiaco. Miocardio comune e miocardio specifico. Ciclo meccanico e ciclo elettrico del cuore. Circolo coronario. Apparato vascolare: caratteristiche del sangue e dei vasi sanguigni. Fattori fisici che influenzano il flusso ematico. Flusso laminare e turbolento. Scambi capillari. Circolazione nelle vene. Regolazione della gittata cardiaca e della pressione arteriosa.

Apparato respiratorio Generalità sulle vie aeree superiori ed inferiori. Meccanica respiratoria. Ventilazione polmonare. Surfactant. Spirometria. Scambi gassosi. Trasporto dei gas nel sangue.

Apparato urinario Funzioni renali. Processi renali: filtrazione glomerulare, secrezione e riassorbimento tubulare. Regolazione dell’equilibrio idro-elettrolitico ed acido base.

Apparato digerente Generalità su attività motorie, secretorie ed assorbenti
BIOCHIMICA
1. LE PROTEINE
2. CROMOPROTEINE TRASPORTATRICI DI OSSIGENO
3. LE PROTEINE PLASMATICHE
4. GLI ENZIMI E LA CATALISI ENZIMATICA
5. IL METABOLISMO GLUCIDICO
6. IL METABOLISMO LIPIDICO
7. IL METABOLISMO DEGLI AMINOACIDI
8. LE VITAMINE
9. MECCANISMO DI AZIONE DEGLI ORMONI E INTEGRAZIONI METABOLICHE
10. MIOCARDIO: TRASMISSIONE DEI SEGNALI ELETTRICI E ORMONALI.
11. LA BIOCHIMICA DELLA CONTRAZIONE NEL MIOCARDIO
BIOLOGIA APPLICATA
- 1. Introduzione al corso: significato della Biologia e suoi campi di applicazione;
  2. Le macromolecole organiche di interesse biologico: glucidi, lipidi, proteine, acidi nucleici;
  3. Organizzazione cellulare eucariotica e procariotica;
  4. La membrana cellulare: struttura e meccanismi di trasporto;
  5. DNA, cromatina e cromosomi;
  6. Struttura e funzione dei geni procariotici ed eucariotici;
  7. Trascrizione negli eucarioti e nei procarioti;
  8. Traduzione negli eucarioti e nei procarioti;
  9. Duplicazione del DNA negli eucarioti e nei procarioti;
  10. Mitosi e Meiosi;
  11. Mutazioni puntiformi e cromosomiche;
  12. Cellule staminali ed iPSCs;
  13. Oncogeni, oncosoppressori e cancro

Testi di riferimento

FISIOLOGIA
- Silverthorn - FISIOLOGIA UMANA. UN APPROCCIO INTEGRATO - PEARSON
- Carbone, Aicardi, Maggi - FISIOLOGIA. DALLE MOLECOLE AI SISTEMI INTEGRATI – EDISES
BIOCHIMICA
1. Introduzione alla Biochimica di Lehninger – D.L. Nelson, M.M. Cox – ZANICHELLI
2. Biochimica medica – Siliprandi, Tettamanti – PICCIN
3. LE BASI MOLECOLARI DELLA NUTRIZIONE - Arienti - PICCIN
BIOLOGIA APPLICATA
1. Biologia e Genetica. G. De Leo, S. Fasano, E. Ginelli. Ed. EdiSES

2. Fondamenti di biologia e genetica. Riccardo Pierantoni, Gilda Cobellis, Rosaria Meccariello. Ed. EdiSES

3. Elementi di biologia e genetica. David Sadava,David M. Hillis,H. Craig Heller. Ed. Zanichelli

Ultime edizioni disponibili

Altro materiale didattico

FISIOLOGIA
Ulteriore materiale didattico (slides, testi ecc), sarà disponibile su Studium
(https://studium.unict.it/dokeos/2020/courses/syllabus/?cid=18106)
BIOCHIMICA
Slides illustrate e commentate nel corso delle lezioni, in formato PDF stampabile
BIOLOGIA APPLICATA
Studium

Programmazione del corso

FISIOLOGIA
	Argomenti	Riferimenti testi
1	Membrane cellulari	Cap. 3 Silverthorn
2	Sistema nervoso	Cap. 5 e 8 Silverthorn
3	Muscoli	Cap.11, 12 e 13 Silverthorn
4	Trasmissione sinaptica	Cap. 8 Silverthorn
5	Sistema cardiovascolare	Cap. 14, 15 e 16 Silverthorn
6	Apparato respiratorio	Cap. 17 e 18 Silverthorn
7	Apparato urinario	Cap.19 e 20 Silverthorn
8	Apparato digerente	Cap.21 Silverthorn
BIOCHIMICA
	Argomenti	Riferimenti testi
1	LE PROTEINE. La struttura degli aminoacidi. Il legame peptidico. Organizzazione strutturale delle proteine. collagene, elastina, cheratina. Le immunoglobuline e le lipoproteine plasmatiche.	Testo 1: cap. 4; Testo 2: capp. 3 e 4.
2	CROMOPROTEINE TRASPORTATRICI DI OSSIGENO. La struttura dell’Eme. Mioglobina ed Emoglobina. Il trasporto dell’ossigeno e del biossido di carbonio. L’effetto Bohr. Il 2,3-bisfosfoglicerato e suo ruolo fisiologico. Funzione tampone dell’emoglobina. Patologie	Testo 1: cap. 5 ; Testo 2: cap. 5.
3	Le proteine plasmatiche. L’albumina e le sue funzioni principali. Le principali proteine plasmatiche: gamma-globuline (funzione e cenni sulla struttura); le lipoproteine plasmatiche, metabolismo e ruolo fisiologico. Cenni sulla cascata di coagulazione.	Testo 2: cap. 25.
4	L’energia di attivazione e ruolo degli enzimi nell’abbassamento del suo valore. Lo stato di transizione nelle razioni. Curve di saturazione. Effetto della concentrazione del substrato. La curva e l’equazione di Michaelis-Menten.	Testo 1: cap. 6; Testo 2: cap. 7.
5	IL METABOLISMO GLUCIDICO: glicolisi, gluconeogenesi, il ciclo di Krebs. Le fermentazioni e LDH. Ciclo di Cori e dell'alanina. Il destino metabolico del piruvato.	Testo 1: capp. 7, 12, 14 , 15, 16, 19 (parti curate a lezione); Testo 2: cap. 7, 19 (I)
6	IL METABOLISMO LIPIDICO. Ossidazione e Sintesi degli acidi grassi e regolazioni reciproche. I corpi chetonici e la loro utilizzazione energetica, in particolare nel miocardio.	Testo 1: capp. 10, 17 , 21 (solo 21.1) ; Testo 2: cap. 2, 12
7	IL METABOLISMO DEGLI AMINOACIDI. Digestione e assorbimento degli aminoacidi e dei peptidi. Il catabolismo degli aa: reazioni di transaminazione, deaminazione e decarbossilazione. La Glutammato deidrogenasi. La Glutaminasi renale. Ciclo dell'Urea.	Testo 1: cap. 18 Testo 2: cap. 13 (parti curate a lezione)
8	LE VITAMINE e le loro implicazioni metaboliche e nella patologia.	Testo 2: cap. 8
9	METABOLISMO DEL MIOCARDIO	Testo 2
10	BIOCHIMICA DELLA CONTRAZIONE NEL MIOCARDIO	Testo 2
BIOLOGIA APPLICATA
	Argomenti	Riferimenti testi
1	1. Introduzione al corso: significato della Biologia e suoi campi di applicazione	Testo 1 Cap. 1
2	2. Le macromolecole organiche di interesse biologico: glucidi, lipidi, proteine, acidi nucleici	Testo 1 Cap. 1
3	3. Organizzazione cellulare eucariotica e procariotica	Testo 1 Cap. 2
4	4. La membrana cellulare: struttura e meccanismi di trasporto	Testo 1 Cap. 5
5	5. DNA, cromatina e cromosomi	Testo 2 Cap. 10
6	6. Struttura e funzione dei geni procariotici ed eucariotici	Testo 2 Cap. 15
7	7. Trascrizione negli eucarioti e nei procarioti	Testo 1 Cap. 4
8	8. Traduzione negli eucarioti e nei procarioti	Testo 1 Cap. 4
9	9. Duplicazione del DNA negli eucarioti e nei procarioti	Testo 1 Cap. 4
10	10. Mitosi e Meiosi	Testo 1 Cap. 7
11	11. Mutazioni puntiformi e cromosomiche	Testo 1 Cap. 10
12	12. Cellule staminali ed iPSCs	Slides mostrate a lezione
13	13. Oncogeni, oncosoppressori e cancro	Testo 1 Cap. 13

Verifica dell'apprendimento

MODALITÀ DI VERIFICA DELL'APPRENDIMENTO

FISIOLOGIA
Esame orale. La verifica dell’apprendimento potrà essere effettuata anche per via telematica, qualora le condizioni lo dovessero richiedere.

Informazioni per studenti con disabilità e/o DSA:

A garanzia di pari opportunità e nel rispetto delle leggi vigenti, gli studenti interessati possono chiedere un colloquio personale in modo da programmare eventuali misure compensative e/o dispensative, in base agli obiettivi didattici ed alle specifiche esigenze. E' possibile rivolgersi anche al docente referente CInAP (Centro per l’integrazione Attiva e Partecipata - Servizi per le Disabilità e/o i DSA) del nostro Dipartimento
BIOCHIMICA
La prova è orale ed è svolta contestualmente a quelle correlate agli insegnamenti di Fisiologia e Biologia, in presenza o on line, sulla piattaforma MS Teams.
BIOLOGIA APPLICATA
Esame orale

La verifica dell’apprendimento potrà essere effettuata anche per via telematica, qualora le condizioni lo dovessero richiedere

ESEMPI DI DOMANDE E/O ESERCIZI FREQUENTI

FISIOLOGIA
Le domande rifletteranno la totalità delle tematiche elencate nel programma, senza preferenza alcuna. Nel corso dell'esame, verrà valutata in particolare la capacità di argomentazione logica da
parte dello studente
BIOCHIMICA
Regolazione reciproca di glicolisi e gluconeogenesi; Isoenzimi nella diagnostica delle affezioni del miocardio e del fegato. I Canali del Calcio nel sarcomero del miocardio.
BIOLOGIA APPLICATA
Le domande sono atte ad accertare il ragionamento dello studente in ambito biologico (es.: differenze tra organizzazione cellulare procariotica ed eucariotica; mutazioni: cause ed effetti; etc...)

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