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CHIMICA MEDICA E BIOCHIMICA I

Anno accademico e docente
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English course description
Anno accademico
2022/2023
Docente
TIZIANA BELLINI
Crediti formativi
10
Periodo didattico
Secondo Semestre
SSD
BIO/10

Obiettivi formativi

Fornire le basi per la comprensione dei principi chimici e chimico biologici dei processi fisiopatologici e saperli applicare all’organismo umano. Per quanto riguarda i parametri del:
Sapere
Al termine dell’insegnamento lo studente avrà acquisito in modo ordinato le conoscenze di base della chimica relative a:
-Le leggi dei gas; le proprietà delle soluzioni; la pressione osmotica; gli equilibri chimici; gli equilibri acido base; il potenziale elettrochimico; cinetica chimica
- Principali gruppi funzionali dei composti organici e loro reazioni.
- Struttura e funzione dei nucleotidi e delle principali macromolecole biologiche.
- Struttura e funzione della mioglobina ed emoglobina
-Importanza chimico biologica del Ferro e delle sue variazioni legate al sesso.
Saper fare
Alla fine del corso lo studente saprà applicare le conoscenze acquisite ai processi che governano l’organismo umano con riferimenti alle applicazioni cliniche trattate, quali:
la respirazione, il mantenimento dell’equilibrio osmotico, gli equilibri acido base del sangue, comprensione delle basi scientifiche dell’emogasanalisi e dei potenziali di membrana.
Deve saper riconoscere le proprietà delle molecole biologiche in relazione alla presenza di specifici gruppi funzionali.
Deve saper applicare i meccanismi di reazione dei composti organici per la comprensione delle reazioni biochimiche.
Inoltre lo studente deve essere in grado di eseguire semplici, ma fondamentali calcoli sulla concentrazione delle soluzioni.

Prerequisiti

Conoscenza delle nozioni fondamentali di matematica. Conoscenza generica della struttura dell'atomo, dei legami chimici, della stechiometria della nomenclatura IUPAC, degli stati della materia e conoscenza preliminare dei principali composti organici.

Contenuti del corso

Il programma del corso è suddiviso in tre macroaree:
Chimica Medica (Generale), Chimica Organica e Biochimica 1.

CHIMICA MEDICA
Struttura della materia: rappresentazione della struttura elettronica di un atomo, importanza della tavola periodica degli elementi, numero di ossidazione. Radicali. Nomenclatura IUPAC . La composizione in elementi del corpo umano. Importanza biologica degli elementi di transizione con particolare riguardo al ferro.
Cenni su Radicali liberi e stress ossidativo
Radioattività, tipi di radiazioni e decadimento radioattivo, unità di misura, effetti biologici e significato del tempo di dimezzamento. Applicazioni cliniche delle radiazioni.
Il Legame chimico: legame covalente e dativo, ionico, legame idrogeno, legami deboli. Interazioni idrofobiche. Importanza biologica degli ioni idrati e dei legami deboli.
Leggi dei gas, stato liquido e stato solido e la loro applicazione in medicina: termoregolazione, tensione superficiale e respirazione.
L’energia chimica e leggi della termodinamica. Folding e invecchiamento
Tipi di soluzioni, metodi per determinare la concentrazione delle soluzioni, soluzioni iso, ipo e ipertoniche e fisiologiche, proprietà correlate alle soluzioni, legge di Henry e ossigenazione
Proprietà colligative delle soluzioni, osmolarità e meccanismi di controllo dell’osmolarità plasmatica. Dialisi
Cinetica chimica ed equilibri. Cenni di farmacocinetica
Acidi e Basi e Sali, importanza del pH e pK. Le reazioni acido-base in medicina: gli antiacidi
Il prodotto di solubilità nella clinica.
I tamponi, I tamponi del sangue, Equilibri Acido-Base, Emogasanalisi , gli ioni nel sangue,
l’elettroneutralità, il Gap anionico.
Elettrochimica ed equazione di Nernst, potenziali di membrana. Applicazioni biologiche.



CHIMICA ORGANICA
I composti organici, formule di struttura, Isomerie, Elettrofili, Nucleofili, Nomenclatura IUPAC.
Idrocarburi aromatici, eterociclici. I gruppi funzionali e i meccanismi di reazione. Idrocarburi alifatici. Alogenuri alchilici. Alcoli: ossidazioni e riduzioni biologiche, Fenoli. Tioalcoli, Eteri e Tioeteri, Ammine, Ammine aromatiche e biogene. Aldeidi, Chetoni e loro reazioni. Tautomeria. Acidi carbossilici (alifatici e aromatici), acidi grassi, ossiacidi e chetoacidi, lattoni. Derivati acilici: alogenuri acilici, anidridi, tioesteri, esteri ed esteri fosforici, ammidi. Reattività del gruppo uscente e reazioni. Applicazioni cliniche dei principali composti organici.

BIOCHIMICA 1
Classificazione delle reazioni biochimiche
Carboidrati: monosaccaridi, le reazioni del glucosio, Glicazione non enzimatica. Polialcoli, strutture aperte e cicliche. Il legame glicosidico. Disaccaridi di rilievo biologico. Oligosaccaridi, muco e polisaccaridi.
Lipidi: Reazione di saponificazione, Trigliceridi, Oli e grassi. Fosfolipidi, sfingolipidi e glicolipidi.
Steroli. Idrofilia, idrofobicità, soluzioni micellari e proprietà detergenti. Reazioni dei FANS.
Vitamine e loro importanza a livello metabolico, alcune patologie legate al deficit vitaminico.
Nucleotidi, ATP, Coenzimi, DNA e RNA. Cenni sui farmaci antitumorali correlati ai nucleotidi e acidi nucleici.
Cenni su Acidi nucleici come farmaci e vaccini a RNA
Aminoacidi: proprietà e loro reazioni. Il legame peptidico.
Proteine: Struttura e funzione, stabilità e denaturazione. Le amiloidosi
Gli enzimi: catalisi enzimatica, cinetica e regolazione dell’attività.
Mioglobina ed Emoglobina: Struttura e funzione
Il Ferro nelle differenze di sesso.

Sulla piattaforma moodle certificativa vengono approfonditi in particolare i seguenti argomenti:
Le soluzioni con esercizi
Il mantenimento dell’equilibrio osmotico con esercizi
Gli equilibri acido base del sangue con esercizi
Comprensione delle basi scientifiche attraverso esempi di lettura di emogasanalisi (EGA)

Metodi didattici

Il corso di 10 CFU prevede 125 ore di didattica frontale assistita suddivisa in 80 ore di lezioni in modalità solo frontale.
e 45 ore di didattica assistita su piattaforma moodle certificativa, che consistono nell’approfondimento di argomenti particolarmente importanti trattati a lezione (sopra citati) e esercizi di autovalutazione

Modalità di verifica dell'apprendimento

La verifica dell'apprendimento sarà effettuata mediante esame scritto con 50 domande della durata di 50 minuti.
Le domande saranno formulate con quesiti a risposta multipla (4 opzioni per ogni domanda) relativi a tutti gli obiettivi formativi sopra definiti. Non sarà prevista alcuna penalizzazione per risposte non corrette o non date. Le domande saranno predisposte in modo da accertare le conoscenze della chimica medica, chimica organica e biochimica 1. Al fine di verificare le capacità applicative acquisite dallo studente sarà richiesta la soluzione di problemi e semplici casi con particolare riferimento ai processi dell’organismo umano, alle proprietà delle molecole biologiche e alla comprensione delle reazioni biochimiche, oltre a calcoli sulla concentrazione delle soluzioni.
Le domande avranno un diverso peso basato sulla importanza dell’argomento, evidenziato nella domanda. Il punteggio finale è attribuito in trentesimi: la prova viene considerata superata con un punteggio minimo di 18/30, il massimo è 30 e lode.
N.B. Per favorire la corretta preparazione all’esame lo studente potrà presentarsi solo ad un appello al mese

Testi di riferimento

T. Bellini, Chimica Medica e propedeutica Biochimica con applicazioni cliniche, Ed Zanichelli
Testi per la consultazione:
H.Hart, Chimica Organica, Ed. Zanichelli
L.Nelson, M.M Cox, Principi di Biochimica di Lehninger, Ed Zanichelli (ultima edizione)