Biochimica degli alimenti, della nutrizione e delle malattie metaboliche

A.A. 2019/2020
9
Crediti massimi
76
Ore totali
SSD
BIO/10
Lingua
Italiano
Obiettivi formativi
L'insegnamento si propone di fornire le basi biochimiche per comprendere l'impatto nutrizionale di alimenti, con riferimento alle materie prime e ai processi di trasformazione e presentare gli aspetti biochimici di intolleranze ed allergie alimentari. Inoltre l'insegnamento si propone di offrire una moderna visione della biochimica della nutrizione attraverso un'analisi dei seguenti aspetti: modalità di controllo del metabolismo e controllo fine dell'attività enzimatica; concetti e principi della trasduzione del segnale; controllo dell'espressione genica a livello trascrizionale e post-trascrizionale; difetti enzimatici e patologie correlate. Su queste basi, si forniscono conoscenze sugli aspetti biochimici delle funzioni di specifici nutrienti e di composti bioattivi, e le loro funzioni metaboliche e cataboliche dirette, nonché il loro ruolo nell'attivazione di specifiche vie metaboliche. Inoltre, durante il corso si forniscono gli strumenti per comprendere gli aspetti biochimici connessi con le principali disfunzioni metaboliche che possono comportare l'insorgenza di malattie croniche.
Risultati apprendimento attesi
Lo studente alla fine del corso sarà in grado di inquadrare il ruolo dei componenti della dieta nel modulare i processi biochimici cellulari ed i flussi metabolici, avrà familiarità con gli aspetti biochimici delle formulazioni alimentari e la loro rilevanza per il benessere del consumatore, avrà competenze per valutare criticamente le informazioni fornite dalle metodologie utilizzate nel settore, sarà in grado di comprendere i meccanismi metabolici connessi con l'insorgere di malattie.
Programma e organizzazione didattica

Edizione unica

Responsabile
Periodo
Primo semestre
Programma
UD_1 Prof.ssa Stefania Iametti
- Denaturazione fisica di proteine nei processi. Formazione e scomparsa di principi biologicamente attivi alimentari e marcatori di processo
- Proteolisi controllata: interventi enzimatici su alimenti, formazione di peptidi e modificazione di proteine
- Marcatori molecolari di qualità: marcatori proteici e marcatori genetici
- Trasformazioni alimentari e biochimica dei micronutrienti
- Xenobiotici di origine alimentare e loro metabolismo
- Principali tossine alimentari e loro meccanismi d'azione
- Controllo dell'espressione genica a livello trascrizionale e post-trascrizionale; Nutrigenomica
- Concetti e principi della trasduzione del segnale: messaggeri, recettori, secondi messaggeri e loro modalità d'azione
- Aspetti biochimici delle funzioni di specifici nutrienti e di composti bioattivi: funzioni anaboliche e cataboliche dirette
- Aspetti biochimici delle funzioni di specifici composti/contaminanti in alimenti: ruolo nel metabolismo cellulare
- Allergeni alimentari: determinanti molecolari dell'allergenicità; basi biochimiche della risposta ad allergeni
- Il riconoscimento antigene/anticorpo ed il suo significato per la sicurezza alimentare
- Intolleranze alimentari
- Strategie per la produzione ed il controllo di alimenti ipo-allergici e per intolleranze
- Meccanismi molecolari del danno ossidativo a livello cellulare
- Ruolo di alcuni composti in alimenti nella difesa dal danno ossidativo
- Micotossine ed alimenti: origine, caratteristiche, trasformazioni
- Principali tossine alimentari e loro meccanismi d'azione
- Aspetti molecolari della risposta infiammatoria e della sua modulazione
- Ruolo di macro e micronutrienti nella degenerazione cellulare
- Discussione di case studies

UD_2 Prof. Riccardo Ghidoni
- Digestione e assorbimento: la visione biochimica. I principali stadi della digestione. I meccanismi coinvolti nell'assorbimento dei nutrienti nel tratto digerente. Il ruolo degli enzimi digestivi. La digestione delle principali classi di nutrienti: carboidrati, proteine, grassi. Composti derivanti dalla digestione di carboidrati, proteine e grassi e loro ruolo come substrati per le ulteriori fasi del metabolismo
- Nutrizione e bilancio energetico. metabolismo basale. La termodinamica in relazione con l'alimentazione, l'obesità e gli stati di malnutrizione. Il concetto di fabbisogno energetico. Il concetto di bilancio azotato. Il significato di metabolismo basale. Il significato di disaccoppiante della catena respiratoria. I più comuni metodi per la misurazione del metabolismo basale. I più comuni metodi per il calcolo del metabolismo basale. Definizione di indice glicemico
- Metabolismo glucidico_1. Glicolisi aerobica e anaerobica. Glicogenosintesi e glicogenolisi e loro regolazione.
- Metabolismo glucidico_2. I passaggi della via dei pentosofosfati e le sue principali funzioni. Le cause e gli effetti della carenza di glucosio-6-fosfato deidrogenasi. La correlazione fra favismo e resistenza alla malaria. Il metabolismo del galattosio. Le cause e gli effetti di una elevata galattosemia.
- Metabolismo dei composti azotati. Il metabolismo degli amminoacidi. Il metabolismo della fenilalanina e della tirosina. Le basi enzimatiche della fenilchetonuria. La generazione di ammoniaca. La sintesi di urea. Il metabolismo dei nucleotidi purinici. Iperuricemia e gotta.
- Metabolismo lipidico. Mobilizzazione dei trigliceridi. La beta ossidazione. La sintesi de novo acidi grassi. La chetogenesi.
- Diabete e digiuno. La struttura e le funzioni di insulina e glucagone. I meccanismi di regolazione della glicemia. Definizione di indice glicemico. Il significato metabolico della gluconeogenesi e della chetogenesi. Il metabolismo nello stato di digiuno e nello stato postprandiale. Il Diabete di tipo 1 e il Diabete di tipo 2.
- Colesterolo e lipoproteine. La composizione e le funzioni delle lipoproteine presenti nel plasma. La struttura e le funzioni del colesterolo. La via di biosintesi di colesterolo endogeno e i meccanismi di regolazione della sua concentrazione intracellulare.
- Aterogenesi e il rischio cardiovascolare. Le cause delle dislipidemie. I principali processi dell'aterogenesi. Valutazione del il rischio cardiovascolare.
- Il metabolismo dell'alcool. Le fonti alimentari di alcool etilico. Il metabolismo epatico dell'alcool etilico. Gli effetti biochimici di assunzione di alcool etilico. Le patologie da assunzione acuta e cronica di alcool etilico.
- Vitamine e micronutrienti. Le vitamine idrosolubili e liposolubili. Il meccanismo d'azione e le fonti delle vitamine. Segni e sintomi dei deficit vitaminici. Il ruolo degli elementi in traccia nel metabolismo
- Discussione di case studies
Prerequisiti
Conoscenza della struttura e delle proprietà chimico fisiche di sistemi semplici sistemi biologici. Conoscenza delle caratteristiche macrostrutturali dei materiali biologici.
Metodi didattici
Lezioni frontali (2h ciascuno) con ampio utilizzo di materiale grafico, disponibile immediatamente sul sito ARIEL, assieme ad eventuali link ai siti web o a pubblicazioni scientifiche utilizzati a lezione

Esercitazioni pratiche (4h ciascuna, solo UD_1), basate su attivitò individuali.
Materiale di riferimento
Le presentazioni delle lezioni sono disponibili tempestivamente sul sito ARIEL, come pure eventuali articoli scientifici inerenti gli argomenti trattati e i collegamenti ai siti web utilizzati a lezione

UD_1 Prof.ssa Stefania Iametti
Libri di riferimento:
Campbell/Farrel, Biochimica, EdiSES;
Arienti, Basi Molecolari della Nutrizione, Piccin;
Avigliano/Rossi, Biochemical Aspects of Human Nutrition, Transworld Research Network;
Harper Biochimica, McGraw-Hill.

UD_2 Prof. Riccardo Ghidoni
J.W. Baynes, M.H. Dominiczak - Biochimica per le discipline biomediche - Elsevier Ed.
F. Salvatore - Biochimica Umana - Idelson Gnocchi Ed.
U.Leuzzi, E.Bellocco, D.Barreca - Biochimica della nutrizione - Zanichelli Ed
Modalità di verifica dell’apprendimento e criteri di valutazione
Esame scritto (sia a risposta aperta che "multiple choice"). Si richiede obbligatoriamente l'iscrizione all'appello tramite il servizio UNIMIA.

Gli elementi di valutazione che possono concorrere alla definizione del voto sono:
- la conoscenza e la capacità di comprensione degli argomenti trattati
- la capacità di applicare ed elaborare i concetti trattati
- la capacità di senso critico nei confronti degli argomenti trattati
- la capacità di comunicazione
Gli studenti con DSA e con disabilità sono pregati di contattare via mail il Docente almeno 10 giorni prima della data di esame prevista per concordare le eventuali misure individualizzate. Nella mail indirizzata al docente è necessario mettere in CC i rispettivi Servizi di Ateneo: serviziodsa@unimi.it (per studenti con DSA) e ufficiodisabili@unimi.it (per studenti con disabilità).
Le modalità d'esame durante l'emergenza COVID19 al momento è che l'esame verrà condotto in forma orale a distanza utilizzando la piattaforma Teams. Eventuale variazione della modalità verrà comunicata tramite il sito ARIEL.
BIO/10 - BIOCHIMICA - CFU: 9
Esercitazioni: 8 ore
Lezioni: 68 ore
Docente/i
Ricevimento:
Su appuntamento
9 piano, Blocco C, Via A. di Rudinì, 8 - Milano
Ricevimento:
su appuntamento
sezione Scienze Chimiche e Biomolecolari, DeFENS
Ricevimento:
previo appuntamento da concordare via e-mail
H San Paolo -9 piano Blocco C