Biochimica degli alimenti, della nutrizione e delle malattie metaboliche

A.A. 2019/2020
Insegnamento per
9
Crediti massimi
76
Ore totali
SSD
BIO/10
Lingua
Italiano
Obiettivi formativi
Fornire le basi biochimiche per comprendere l¿impatto nutrizionale di alimenti, con riferimento alle materie prime e ai processi di trasformazione. Presentare gli aspetti biochimici di intolleranze ed allergie alimentari.
Sviluppare una moderna visione della biochimica della nutrizione attraverso la comprensione 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. Su queste basi, verranno considerati gli 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.
Comprendere gli aspetti biochimici connessi con le principali disfunzioni metaboliche che possono comportare l'insorgenza di malattie croniche.
Capacità di inquadrare il ruolo dei componenti della dieta nel modulare i processi biochimici cellulari ed i flussi metabolici - Familiarità con gli aspetti biochimici delle formulazioni alimentari e la loro rilevanza per il benessere del consumatore - Capacità di valutare criticamente le informazioni fornite dalle metodologie utilizzate nel settore - Comprensione dei meccanismi metabolici connessi con l'insorgere di malattie.

Struttura insegnamento e programma

Edizione attiva
Responsabile
BIO/10 - BIOCHIMICA - CFU: 9
Esercitazioni: 8 ore
Lezioni: 68 ore
Programma
UD 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

UD Prof. Riccardo Ghidoni
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

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 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 CASE STUDIES
Informazioni sul programma
1) Basi biochimiche dell'impatto nutrizionale: dalle materie prime agli alimenti: denaturazione controllata di proteine nei processi alimentari e marcatori di processo; proteolisi controllata ed interventi enzimatici sul materiale alimentare; formazione e scomparsa di principi biologicamente attivi; trasformazioni alimentari e biochimica dei micronutrienti; marcatori molecolari di qualità: marcatori proteici e marcatori genetici
2) Intolleranze ed allergie alimentari: allergeni alimentari: determinanti molecolari dell'allergenicità; basi biochimiche della risposta ad allergeni; il riconoscimento antigene/anticorpo ed il suo significato per la sicurezza alimentare; strategie per la produzione ed il controllo di alimenti ipo-allergici; tossine alimentaari e loro meccanismo d'azione
3) Una moderna visione della biochimica della nutrizione: modalità di controllo del metabolismo e dell'attività enzimatica; concetti e principi della trasduzione del segnale; nutrienti e controllo dell'espressione genica a livello trascrizionale e post-trascrizionale; aspetti biochimici delle funzioni di specifici nutrienti e di composti bioattivi; funzioni metaboliche e cataboliche dirette; attivazione di specifiche vie metaboliche; meccanismi molecolari del danno ossidativo a livello cellulare e ruolo di alimenti;
4) Ruolo di micro e macronutrienti nella modulazione della risposta infiammatoria e nella degenerazione cellulare; xenobiotici alimentari e loro metabolismo.
Propedeuticità
nessuna
Prerequisiti e modalità di esame
Conoscenza della struttura e delle proprietà chimico fisiche di sistemi chimici semplici. Conoscenza delle caratteristiche macrostrutturali dei materiali biologici.
Esame scritto finale (sia a risposta aperta che "multiple choice").
Materiale didattico e bibliografia
UD Prof.ssa Stefania Iametti

presentazioni delle lezioni

articoli scientifici inerenti gli argomenti trattati

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 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
Periodo
Primo semestre
Periodo
Primo semestre
Modalità di valutazione
Esame
Giudizio di valutazione
voto verbalizzato in trentesimi
Docente/i
Ricevimento:
Su appuntamento
9 piano, Blocco C, Via A. di Rudinì, 8 - Milano
Ricevimento:
su appuntamento
sezione Scienze Chimiche e Biomolecolari, DeFENS, ed 21040
Ricevimento:
previo appuntamento da concordare via e-mail
H San Paolo -9 piano Blocco C