Scuola di Medicina e Chirurgia

Obiettivi del Corso e Risultati di apprendimento attesi

(vedi appendice)

 

Eventuali ulteriori risultati di apprendimento attesi, relativamente a:

• Lo studente sarà in grado di sapere valutare in maniera autonoma i processi biochimici alla base degli stati fisiologici e patologici e di indicare le principali metodologie rivolte al trattamento di determinate patologie, e di proporre nuove soluzioni per affrontare problematiche biomediche. Saranno poi acquisite le capacità basilari per procedere ad un’analisi/giudizio rigoroso nel corso della valutazione dei referti biomedici
• Lo studente saprà spiegare a persone non esperte i principi biochimici che sono alla base della sintomatologia e degli effetti delle diverse patologie. Saprà riassumere in maniera completa ma concisa i risultati raggiunti, utilizzando correttamente il linguaggio tecnico-scientifico, elaborato con rigore ma con chiarezza e semplicità.
• Lo studente sarà in grado di aggiornarsi e ampliare le proprie conoscenze, attingendo in maniera autonoma a testi, articoli scientifici, propri dei settori biochimici, e deve poter acquisire in maniera graduale la capacità di seguire seminari specialistici, conferenze, master ecc. nei settori biomedici.

Programma

(vedi appendice)

Chimica generale (2,5 CFU)

Struttura atomica (0,3 CFU) - Atomo e particelle subatomiche - Numero atomico e numero di massa - Isotopi - Peso atomico - Orbitali atomici - Numeri quantici - Principio di esclusione di Pauli - Regola di Hund - Forma degli orbitali - Scala energetica degli orbitali - Riempimento elettronico degli atomi - Configurazione elettronica degli elementi - Caratteristiche dei gas nobili - Regola dell'ottetto - Tavola periodica degli elementi: gruppi e periodi - Proprietà periodiche - Elettronegatività e sua variazione nell'ambito del sistema periodico.

Legame chimico e concetto di mole (0,3 CFU) - Legami chimici: legame ionico - Legame covalente omeopolare - Orbitali molecolari  e  - Legame covalente semplice, doppio e triplo - Legame covalente polarizzato - Legame dativo - Formule di struttura di composti inorganici - Ibridazione sp³, sp² ed sp - Geometria e polarità delle molecole - Legame a idrogeno - Forze di Van der Waals - Definizione di molecola e di peso molecolare - Peso formula - Grammo-atomo e mole - Sottomultipli della mole - Numero di Avogadro - Calcoli stechiometrici sul concetto di mole.

Nomenclatura dei composti inorganici (0,10 CFU) - Definizione di elemento e composto - Simboli degli elementi - Formula di una sostanza e suo significato qualitativo e quantitativo - Ossidi ed anidridi: nomenclatura, formule di struttura e proprietà dei principali termini - Idrossidi: nomenclatura, formule e proprietà dei principali termini - Nomenclatura, formule di struttura e proprietà dei principali idracidi ed ossiacidi - Sali: nomenclatura, formule e proprietà dei principali termini.

Aspetti energetici e cinetici delle reazioni chimiche (0,50 CFU) - Trasformazioni chimiche - Legge della conservazione della massa - Bilanciamento e classificazione delle reazioni chimiche. - Calcoli stechiometrici: reagenti limitanti ed in eccesso. - Velocità di reazione - Effetto della natura e concentrazione dei reagenti e della temperatura sulla velocità di reazione - Equazione di Arrhenius - Energia di attivazione - Catalizzatori - Equilibrio chimico e costante di equilibrio - Effetto della temperatura sulla costante di equilibrio - Principio dell'equilibrio mobile – Funzioni termodinamiche delle trasformazioni chimiche (∆H, ∆S, ∆G) e relazione con la costante di equilibrio - Reazioni eso- ed endoergoniche, spontanee e non – Funzioni termodinamiche in condizioni biologiche (∆G°’).

Proprietà dell'acqua e delle soluzioni acquose (1,00 CFU)- Caratteristiche dello stato liquido - Proprietà dell'acqua e meccanismi di solubilizzazione dei composti polari e ionici - Soluzioni acquose di gas ed effetto della temperatura e della pressione sulla solubilità dei gas - Modi di esprimere la concentrazione di una soluzione: molarità, percento: applicazioni numeriche - Dissociazione elettrolitica - Forza di un elettrolita: grado di dissociazione - Concentrazione teorica ed effettiva di una soluzione: coefficiente isotonico ed indice di dislocazione - Diffusione ed osmosi - Membrane semipermeabili - Pressione osmotica ed oncotica - Soluzioni isotoniche, ipotoniche ed ipertoniche - Soluzioni fisiologiche - Dissociazione dell'acqua e suo prodotto ionico (Kw) - Definizione di acidità e basicità - Definizione di pH, pOH e pKw - Acidi e basi secondo Brönsted-Lowry - Forza di un acido e di una base: costante di dissociazione acida (K_a) e basica (K_b) - pK_a e pK_b - Dissociazione graduale di elettroliti polivalenti - Calcolo del pH di soluzioni acquose di acidi e basi - Idrolisi salina - Soluzioni tampone: definizione, proprietà e meccanismi di funzionamento - Equazione di Henderson-Hasselbalch - Potere tampone e fattori che lo influenzano - Sistemi tampone biologici: equilibrio acido base nel sangue - Calcolo del pH di soluzioni tampone.

Processi di ossido-riduzione (0,30 CFU)- Numero di ossidazione e suo calcolo - Reazioni di ossido-riduzione - Agenti ossidanti e riducenti - Semireazioni - Potenziali redox e serie elettrochimica degli elementi – Potenziali standard (E₀) ed in condizioni biologiche (E₀’) - Equazione di Nernst – Principi di bioenergetica: trasformazione di forza elettromotrice in energia libera.

 

Molecole organiche semplici (1 CFU)

Proprietà del carbonio e definizione di molecola organica - Riconoscimento dei diversi tipi di ibridazione del carbonio in molecole organiche - Idrocarburi alifatici saturi ed insaturi: nomenclatura e caratteristiche strutturali di alcani, alcheni ed alchini. Idrocarburi aromatici: caratteristiche strutturali - Nomenclatura IUPAC degli idrocarburi e dei corrispondenti radicali - Struttura dei principali gruppi funzionali e loro caratteristiche polari – Elettrofili e nucleofili - Rilevanza del gruppo funzionale per le caratteristiche fisiche di un composto organico: legami a idrogeno e meccanismi di solubilizzazione in acqua - Reazioni tra molecole organiche semplici rappresentate mediante formule di struttura - Isomeria e sua rilevanza biologica - Isomeria di catena, di posizione, di funzione e geometrica - Isomeria ottica (enantiomeria, diasteroisomeria ed epimeria) - Serie stereochimiche e criteri per l'appartenenza di un composto ad una serie - Nomenclatura, proprietà chimico-fisiche e caratteristiche strutturali di alcoli, fenoli, eteri - Nomenclatura, proprietà chimico-fisiche e caratteristiche strutturali di aldeidi e chetoni - Semiacetali e semichetali - Aldoimmine e chetoimmine - Nomenclatura, proprietà chimico-fisiche e caratteristiche strutturali di acidi carbossilici - Esteri - Nomenclatura, proprietà chimico-fisiche e caratteristiche strutturali di ammine - Ammidi - Composti poli-funzionali di importanza biologica.

 

Molecole e macromolecole biologiche (1,5 CFU)

Amminoacidi e proteine (0,5 CFU)- differenti tipi di classificazione - Proprietà chimiche, fisiche ed ottiche degli amminoacidi - Punto isoelettrico - Formazione e struttura del legame peptidico e sue caratteristiche geometriche - Polipeptidi e proteine - I quattro livelli di organizzazione strutturale delle proteine e descrizione delle forze che le stabilizzano - Struttura primaria, secondaria (alfa-elica, foglietto beta, ripiegamenti), terziaria e quaternaria - Struttura di proteine globulari e fibrose. Principali modificazioni post-traduzionali delle proteine.

Carboidrati (0,40 CFU) - Classificazione, struttura e proprietà - Monosaccaridi: principali aldosi e chetosi e loro forme aperte e cicliche - Anomeria - Legame O-glicosidico - Disaccaridi: saccarosio e lattosio - Polisaccaridi: glicogeno, amido e cellulosa.

Lipidi (0,2 CFU) classificazione e proprietà - Struttura e proprietà dei principali costituenti dei lipidi: glicerolo, acidi grassi saturi ed insaturi, sfingosina, colina - Struttura e proprietà di: trigliceridi, acidi fosfatidici e fosfolipidi (lecitine e cefaline), sfingomieline, gangliosidi e cerebrosidi, steroli (colesterolo) - Caratteristiche anfipatiche dei fosfolipidi e loro rilevanza nella formazione del doppio strato lipidico delle membrane biologiche

Nucleotidi ed acidi nucleici (0,4 CFU) - Basi puriniche e pirimidiche: struttura e proprietà di adenina, guanina, citosina, timina ed uracile  - Tautomeria cheto-enolica di basi puriniche e pirimidiniche - Legame N-glicosidico tra basi azotate e ribosio/deossiribosio - Nucleosidi - Nucleotidi - Acidi nucleici: struttura primaria del DNA ed RNA - Struttura a doppia elica del DNA - Differenti tipi di RNA.

Stima dell’impegno orario richiesto per lo studio individuale del programma

Chimica generale (2,5 CFU, 32,5 ore)

Struttura atomica (0,3 CFU, 3,9 ore)

Legame chimico e concetto di mole (0,3 CFU, 3,9 ore)

Nomenclatura dei composti inorganici (0,10 CFU, 1,3 ore)

Aspetti energetici e cinetici delle reazioni chimiche (0,50 CFU, 6,5ore)

Proprietà dell'acqua e delle soluzioni acquose (1,00 CFU, 13 ore)

Processi di ossido-riduzione (0,30 CFU, 3,9 ore)

 

Molecole organiche semplici (1 CFU, 13 ore)

 

Molecole e macromolecole biologiche (1,5 CFU, 19,5 ore)

Amminoacidi e proteine (0,5 CFU, 6.5 ore)

Carboidrati (0,40 CFU, 5,2 ore)

Lipidi (0,2 CFU, 2,6 ore)

Nucleotidi ed acidi nucleici (5,2 CFU, 6 ore)

Risorse per l'apprendimento

Libri di testo

1. Bellini: Chimica Medica e Propedeutica Biochimica, Ed. Zanichelli

F.A. Bettelheim, W.H. Brown, M.K. Campbell, S.O. Farrell: Chimica e Propedeutica Biochimica., EdiSES.

K.J. Denniston, J.J. Topping, R.L. Caret: Chimica Generale, Chimica Organica, Propedeutica Biochimica. Ed. MacGraw-Hill.

 

Ulteriori letture consigliate per approfondimento

J.C. Kotz, P. Treichel, R.F. Weaver: Chimica Generale, EdiSES.

Whitten K.W., Davis R.E., Peck M.L., Stanley G.G. : Chimica Generale, Ed. Piccin

Atkins P., Jones L. Principi di Chimica, Ed. Zanichelli

1. Hart, L.E. Craine, D.J. Hart: Chimica Organica. Ed. Zanichelli, 2003, Bologna.
2. Bocchini: Propedeutica Biochimica. Ed. Florio, 1993, Napoli.
3. Arcari, M. Brunori, A. Dello Russo, F. Malatesta: Chimica Medica. Guida all'autovalutazione. Soc. Ed. Esculapio, 2012, Bologna.

D.L. Nelson, M.M. Cox: Principi di Biochimica di Lehninger. Ed. Zanichelli, Bologna.

 

 

Altro materiale didattico

Diapositive rese disponibili dai docenti e scaricabili dal sito

 

Attività di supporto

Podcasts delle lezioni registrate e disponibili sul sito e-learning

Modalità di frequenza

Le modalità sono indicate dal Regolamento didattico d’Ateneo.

La rilevazione della presenza viene registrata in aula in maniera elettronica

Modalità di accertamento

Le modalità generali sono indicate nel regolamento didattico di Ateneo all’art.22 consultabile al link http://www.unicz.it/pdf/regolamento_didattico_ateneo_dr681.pdf

 

L’esame finale consiste in una prova scritta seguita da un colloquio orale facoltativo a scelta dello studente, se la votazione ottenuta non è inferiore a 24/30. La prova scritta consta di un numero di test a risposta multipla commisurato al peso degli argomenti del programma e da tre esercizi a risposta aperta sugli argomenti di Chimica Generale, Composti organici semplici e Molecole e Macromolecole Biologiche.

 

La votazione finale terrà conto del numero delle risposte giuste alle domande a risposta multipla (un punto per ogni domanda) al quale verrà aggiunto il punteggio assegnato alle risposte date alle domande aperte (max 2 punti per ogni domanda).

L’esame è superato se si raggiunge una votazione minima totale di 18/30. La lode viene assegnata sole se si totalizza il massimo della votazione almeno in una delle due categorie di domande, o in seguito al colloquio orale.

 

 

COERENZA TRA CFU e CARICO DIDATTICO:

Ore disponibili totali (CFU x 25) = 125

Articolate in

ore didattica frontale = 65

ore studio individuale = 60