Obiettivi Formativi

Il modulo di biochimica si propone di far acquisire allo studente le conoscenze di base su struttura e funzione delle biomolecole, sulle principali vie metaboliche e sui meccanismi di regolazione delle stesse, e sulla biochimica del tessuto osseo e dentale. Lo studente acquisirà anche conoscenze sugli effetti delle alterazioni delle vie metaboliche sulla salute dell’uomo. Al termine del modulo di biologia molecolare lo studente avrà acquisito conoscenze sui meccanismi di controllo dell’espressione genica e sulle modificazioni geniche che possono indurre alterazioni metaboliche. Il modulo di biochimica clinica si propone di fornire allo studente conoscenze riguardo i campioni biologici ed i marcatori biochimici e molecolari utilizzati in ambito clinico per la prevenzione, la diagnosi ed il monitoraggio degli stati patologici.

Learning Goals

The biochemistry course aims to provide students with the basic knowledge on the structure and function of biomolecules, the main metabolic pathways and their regulation mechanisms, and the biochemistry of bone and dental tissue. The student will also know the effects of metabolic pathways alterations on human health. During the molecular biology course students will acquire knowledge regarding the mechanisms underlying the regulation of gene expression and the DNA modifications that can affect the metabolic pathways. The clinical biochemistry course aims to provide students with knowledge on biochemical and molecular markers useful for prevention, diagnosis and monitoring of pathological states.

Metodi didattici

Lezioni frontali. Discussione di casi clinici.

Teaching Methods

Frontal lessons. Discussion of clinical cases.

Prerequisiti

Gli studenti devono possedere adeguate conoscenze di Chimica, Biologia ed Istologia.

Prerequisites

Knowledge of the subjects studied in the course of Chemistry, Biology and Histology is mandatory.

Verifiche dell'apprendimento

Quiz in itinere. Esame orale di fine corso.

Assessment

Midterm examination. Oral exam at the end of the course.

Programma del Corso

Modulo di Biochimica Struttura e funzioni dei composti di interesse biologico: carboidrati, omo- ed eteropolisaccaridi, derivati dei monosaccaridi; lipidi, lipidi semplici e complessi; proteine, proteine fibrose e proteine globulari, struttura e funzione di mioglobina ed emoglobina. Bioenergetica della cellula: Il ruolo di enzimi e coenzimi nel metabolismo. I processi di ossidazione biologica. Le fermentazioni. Metabolismo dei glucidi: digestione e assorbimento dei glucidi, glicolisi e sua regolazione, fermentazione lattica, ciclo degli acidi tricarbossilici, fosforilazione ossidativa e produzione di ATP, inibitori della catena respiratoria e agenti disaccoppianti, glicogenosintesi e glicogenolisi, via dei pentosofosfati, gluconeogenesi, ciclo dell’acido glucuronico, metabolismo di altri monosaccaridi, regolazione del metabolismo glucidico. Metabolismo dei lipidi: digestione, assorbimento e trasporto dei lipidi, ossidazione degli acidi grassi, sintesi degli acidi grassi, sintesi di acidi grassi insaturi, acidi grassi essenziali e prostaglandine, sintesi di trigliceridi e fosfolipidi, sintesi del colesterolo, chetogenesi e chetolisi nel diabete e nel digiuno, regolazione del metabolismo lipidico. Metabolismo dei protidi: digestione delle proteine, degradazione degli aminoacidi, sintesi di aminoacidi nell’uomo, transaminazione, deaminazione ossidativa e non ossidativa, ciclo dell’urea, ruolo della glutammina e dell’alanina, regolazione del metabolismo protidico. Meccanismi di azione degli ormoni. Radicali liberi nei sistemi biologici: prodotti di riduzione parziale dell'ossigeno (anione superossido, acqua ossigenata e radicale idrossile), perossidazione dei lipidi insaturi ed alterazioni delle membrane biologiche, difese antiossidanti enzimatiche e non enzimatiche. Biochimica del tessuto osseo e dentale: composizione dinamica del dente, dell’osso e del suo ambiente, la saliva, biosintesi del collagene, fattori di crescita, calcificazione dell’osso della dentina e dello smalto, nucleazione dei cristalli ionici, biochimica dei composti contenenti fluoro, effetti fisiologici e tossici dei fluoruri, metabolismo del fluorosfosfato e di alcuni derivati organici del fluoro, aspetti biochimici della carie dentaria. Modulo di Biologia Molecolare Alterazioni del DNA mitocondriale e patologie mitocondriali; regolazione della trascrizione negli eucarioti – fattori di trascrizione; modificazioni epigenetiche e ciclo cellulare; polimorfismi genetici e metabolismo dei glucidi; polimorfismi genetici e metabolismo dei lipidi, polimorfismi genetici e biochimica dell’osso. Modulo Biochimica Clinica Finalità, potenzialità e limiti degli esami di laboratorio. Indicazioni degli esami biochimico clinici. Concetti di profilo analitico, test di funzionalità d’organo o apparato e monitoraggio di trattamenti farmacologici. Principali concetti che stanno alla base della diagnostica biochimico-clinica (intervallo di riferimento, livelli decisionali , finestra diagnostica, valore predittivo). Criteri di attendibilità, tipi e cause di errore. Norme che stanno alla base di un corretto prelievo di sangue in tutte le sue fasi. Principi e applicazioni delle principali tecniche impiegate in biochimica clinica. Monitoraggio Biochimico Clinico di: alterazioni dell’equilibrio acido/base, omeostasi glucidica, funzione epatica, catabolismo dell’eme (bilirubina, bilinogeni ed itteri), funzione renale, metabolismo del calcio e del fosfato, rimodellamento osseo, metabolismo del ferro, funzione surrenalica, sindrome metabolica. Biomarcatori idonei nella valutazione dello stato di nutrizione. Marcatori della condizione di stress ossidativo. Marcatori di patologie neurodegenerative. Marcatori tumorali. Diagnostica molecolare odontoiatrica.

Course Syllabus

Course of biochemistry Structure and functions of compounds of biological interest: carbohydrates, homo- and heteropolysaccharides, derivatives of monosaccharides; lipids, simple and complex lipids; proteins, fibrous and globular proteins, structure and function of myoglobin and haemoglobin. Cell bioenergetics: role of enzymes and coenzymes in metabolism. Biological oxidation processes. Energy supply in living organisms. Fermentations. Carbohydrate metabolism: digestion and absorption of carbohydrates, glycolysis, lactic fermentation, Krebs cycle, electron transport chain, oxidative phosphorylation and production of ATP, respiratory chain inhibitors and uncouplers, glycogen synthesis and glycogenolysis, pentose phosphate pathway, gluconeogenesis, glucuronic acid cycle, metabolism of other monosaccharides, synthesis of heteropolysaccharides, regulation of glucose metabolism. Lipid metabolism: digestion, absorption and transport of lipids, plasma lipoproteins, oxidation of fatty acids, synthesis of fatty acids, synthesis of unsaturated fatty acids, essential fatty acids and prostaglandins, synthesis of triglycerides and phospholipids, synthesis of cholesterol, ketogenesis and utilization of ketone bodies, regulation of lipid metabolism. Protein metabolism: digestion of proteins, degradation of amino acids, synthesis of amino acids in humans, transamination, oxidative and non-oxidative deamination, urea cycle, role of glutamine and alanine, regulation of protein metabolism. Mechanisms of action of hormones. Free radicals in biological systems: partial oxygen reduction products (superoxide anion, hydrogen peroxide and hydroxyl radical), peroxidation of unsaturated lipids and alterations of biological membranes, enzymatic and non-enzymatic antioxidant defences. Biochemistry of bone and dental tissues: dynamic composition of the tooth and its environment, bone, saliva, biosynthesis of collagen, growth factors, calcification of dentin and enamel bone, nucleation of ionic crystals, biochemistry of compounds containing fluorine, physiological and toxic effects of fluorides, metabolism of fluorophosphate and some organic derivatives of fluorine, biochemical aspects of tooth decay. Course of molecular biology Mitochondrial DNA alterations and mitochondrial diseases; transcriptional regulation in eukaryotes - transcription factors; epigenetic modifications and cell cycle; genetic polymorphisms and carbohydrate metabolism; genetic polymorphisms and lipid metabolism, genetic polymorphisms and bone metabolism. Course of clinical biochemistry Purpose, potential and limits of laboratory tests. Indications of clinical biochemical tests. Analytical profile concepts, tests organ or apparatus function and monitoring of drug treatments. Errors, variability of analysis, reference interval, decision levels, diagnostic window, predictive value. Rules for a correct blood sampling. Principles and applications of the main techniques used in clinical biochemistry. Biochemical tests to: monitoring of acid / base balance, glucidic homeostasis, hepatic function, heme catabolism (bilirubin, bilinogens and jaundices), renal function, calcium and phosphate metabolism, bone remodelling, iron metabolism, adrenal function, metabolic syndrome. Biomarkers in the assessment of the nutrition state. Oxidative stress markers. Markers of neurodegenerative diseases. Tumor markers. Molecular diagnostics. Molecular analysis in dental diagnostics.