CORSO INTEGRATO DI Biochimica II

ARGOMENTI e FINALITA’

METABOLISMO GLUCIDICO

- Vie di sintesi e di degradazione. Loro utilizzazione negli organuli cellulari: inter-relazioni fra tessuti.

METABOLISMO LIPIDICO

- Vie di sintesi: destino cellulare dei trigliceri di, fosfolipidi e colesterolo. Degradazione dei lipidi e ruolo degli acidi grassi: corpi chetonici.

Lipoproteine plasmatiche e correlazioni tissutali.

METABOLISMO DEGLI AMINOACIDI

- Funzione plastica: trasporto e utilizzazione degli aminoacidi nella cellula: correlazioni intersistemiche.

REGOLAZIONE METABOLICA

- I messaggeri cellulari: controllo dell’attività metabolica di cellule e tessuti.

GLI ORMONI E IL METABOLISMO

- Controllo della glicemia, della lipolisi, lipogenesi, dell’accrescimento somatico, della funzionalità sessuale, dell’attività ionica e minerale, della risposta metabolica allo stress. Ormoni che regolano la calcemia. Vitamina D.

BIOCHIMICA DEI TESSUTI

- Correlazioni tissutali: regolazione neuroendocrina: controllo della utilizzazione dei substrati energetici e plastici.

DESCRIZIONE DETTAGLIATA DEI CONTENUTI DELLA MATERIA DA

UTILIZZARE COME TRACCIA PER LO STUDIO E PER GLI ESAMI

METABOLISMO DEI GLICIDI

Glicidi di importanza biologica: glicogeno, amido disaccaridi, monosi- derivati dei monosi: esteri fosforici, glicosidi, reazioni generali dei glicidi, dosaggio del glucosio nel sangue. Funzione plastica ed energetica dei glicidi. Digestione ed assorbimento dei glicidi- Amilasi e disaccaridasi. Meccanismi di trasporto e di assorbimento dei glicidi. Assorbimento. intestinale del glucosio, carrier mobile per il glucosio. Utilizzazione del glucosio- Glicolisi aerobica ed anaerobica e loro regolazione metabolica ed ormonale. Effetto Pasteur ed effetto Crabtree; Utilizzazione dell’energia nella glicolisi. Origine dell’acido lattico. Lattico deidrogenasi (LDH) ed enzimi pendolari. Fermentazione alcolica. Interconversione de monosaccaridi. Utilizzazione metabolica dell’acido piruvico e sue interconversioni metaboliche, correlazioni tra metabolismo glicidico, lipidico e proteico. Enzima malico. Ciclo piruvato-citrato e correlazioni con il ciclo extramitocondriale del citrato. Decarbossilazione ossidativa dell’acido piruvico. Difosfotiamina, acido lipoico, coenzima A; Regolazione del metabolismo dell’acido piruvico (complesso multienzimatico della piruvato deidrogenasi).

Il ciclo degli acidi tricarbossilici o ciclo di Krebs e sua regolazione metabolica ed ormonale Correlazioni metaboliche tra alcuni intermedi del ciclo di Krebs e i metaboliti della sintesi dei lipidi. Reazione globale e resa energetica del ciclo di Krebs. Ruolo biosintetico del ciclo. Reazioni anaplerotiche. Localizzazione mitocondriale degli enzimi. La via dei pentosi(o Shunt dell’esosomonofosfato).

Ruolo del NADPH nel metabolismo. Glicogeno sintesi e glicogenolisi. Regolazione del metabolismo del glicogeno epatico e muscolare, glucogenesi e gluconeogenesi e loro regolazione. Disturbi del metabolismo del glicogeno: le glicogenosi. Regolazione della glicemia. Adrenalina: biosintesi e catabolismo delle catecolamine. Recettori a e b adrenergici. Effetti metabolici e farmacologici mediati dai suddetti recettori. Meccanismo d’azione dell’adrenalina e del glucagone. Nucleotidi ciclici (AMP ciclico e GMP ciclico).

Gli ormoni glucocorticoidi e loro meccanismo d’azione. Insulina: biosintesi, meccanismo di secrezione e suoi effetti metabolici. Recettori insulinici. Processo d’internalizzazione dell’insulina. Meccanismo molecolare d’azione dell’insulina a livello della membrana plasmatica, a livello citoplasmatico e nucleare. Effetti metabolici dell’insulina sul metabolismo glicidico, lipidico, proteico e degli acidi nucleici. Modificazioni patologiche del metabolismo glicidico: Il diabete mellito, sue cause biochimiche e terapia ipoglicemizzante orale (sulfaniluree e la biguanide fenformina). Chetoacidosi diabetica Curva di carico del glucosio.

METABOLISMO LIPIDICO

Digestione di lipidi; lipasi pancreatica; sali biliari; micelle ed assorbimento intestinale dei lipidi; composizione del succo pancreatico; composizione della bile; colecistochinina, pancreozimina; secretina; steatorrea (da insufficienza pancreatica e insufficienza biliare), biosintesi dei trigliceridi a livello intestinale (via dei monogliceridi); chilomicroni; biosintesi dei trigliceridi (fegato e tessuto adiposo); metodi di separazione delle lipoproteine (separazione elettroforetica su gel di agarosio; separazione per ultracentrifugazione a densità crescenti); classificazione e composizione chimica delle lipoproteine (chilomicroni VLDL, LDL, HDL); ruolo delle lipoproteine nel trasporto dei grassi di origine esogena ed endogena; lipasi lipoproteica, lipasi adipolitica e loro regolazione esercitata da ormoni attraverso il cAMP; trasporto ematico di acidi grassi non esterificati (NEFA) sotto forma di complessi con l’albumina; endocitosi delle LDL mediata da recettori; regolazione della sintesi del colesterolo e dei recettori delle LDL da parte del colesterolo intracellulare; biosintesi del colesterolo e sua regolazione; biosintesi acidi biliari; circolo entereopatico degli acidi biliari; biosintesi vit. D; biosintesi ormoni steroidei; b-ossidazione degli acidi grassi (ruolo della carnitina, reazioni chimiche, resa energetica, ossidazione degli acidi grassi con numero dispari di atomi di carbonio); biosintesi degli acidi grassi: trasporto di acetil CoA dal mitocondrio al citoplasma (ruolo del citrato e della carnitina), acetil-carbossilasi e biotina, sinteasi degli acidi grassi e proteina trasportatrice di acili, regolazione della sintesi degli acidi grassi, reazioni di allungamento della catena (sistema microsomiale e mitocondriale); meccanismo della desaturazione degli acidi grassi essenziali; derivati dell’acido arachidonico (eicosanoidi): prostaglandine, prostaciclina, trombossani, leucotrieni; biosintesi dei trigliceridi; biosintesi e degradazione dei fosfolipidi

VITAMINE E RELATIVI COENZIMI:

Tiamina, riboflavina, piridossina, nicotinamide, acido pantotenico, coenzima A, biotina, acido folico, retinolo, calciferolo, acido ascorbico, funzioni della vitamina B12

METABOLISMO PROTIDICO

Digestione delle proteine: meccanismo della secrezione di HCl nello stomaco; proteasi. Digestione delle proteine: meccanismo della secrezione di HCl nello stomaco; proteasi gastriche (pepsina); proteasi pancreatiche (tripsina, chimotripsina, elastasi, carbossipeptidasi); peptidasi intestinali (aminopeptidasi, tripeptidasi, dipeptidasi); assorbimento intestinale; trasporto attivo degli aminoacidi; ciclo di Meister o del glutatione; Malattia di Hartnup; Vitamine B6 e piridossalfosfato: struttura e funzioni. Aminoacidi essenziali e non essenziali. Bilancio azotato, richiesta minima proteica giornaliera, valore biologico delle proteine.

- Catabolismo degli aminoacidi:, desaminazione ossidativa e transaminazione degli aminoacidi; Importanza diagnostica delle transaminasi. Cause biochimiche dell’infarto miocardico. "Markers" enzimatici dell’epatite virale. Glutamina sintetasi, glutaminasi e funzioni della glutamina; alanina e ciclo "muscolo-fegato"; eliminazione dell’azoto nelle varie specie animali; ciclo dell’urea; correlazione tra ciclo dell’urea e ciclo degli acidi tricarbossilici; aminoacidi glucogenetici e chetogenetici, difetti genetici del metabolismo azotato.

- Biosintesi degli aminoacidi non essenziali.

- Sintesi della serina da 3-fosfoglicerato; serina transidrossimetilasi e tetraidrofolato; desaminazione non ossidativa di serina e treonina (serina treonina deidratasi)

- Glicina: conversione serina-glicina; glicina sintasi. Biosintesi dell’eme (vedi metabolismo emoglobina); biogenesi della creatina, funzione della fosfocreatina, isoenzimi della creatina cinasi; creatinina; glutatione; biosintesi dei nucleotidi purinici.

- Metabolismo della fenilanina e della tirosina: catabolismo fino a fumarato ed acetoacetato; cenni su biosintesi della melanina; biosintesi catecolamine (dopamina, noradrenalina ed adrenalina; enzimi tirosina idrossilasi, dopamina (b-idrossilasi, feniletanolammina-N-metiltransferasi. Degradazione catecolamine. Fenilchetonuria, alcaptonuria, albinismo.

- Metabolismo del triptofano; Cenni sulla biogenesi dell’acido nicotinico. Biosintesi e degradazione della serotonina

- Metabolismo della metionina e della S-adenosil-metionina.

- Decarbossilazione degli aminoacidi e amine biogene: ornitina e biosintesi delle poliamine; biosintesi delle catecolamine; biosintesi serotonina, biosintesi istamina; biosintesi del GABA. Amminoacidopatie.

BIOCHIMICA DEGLI ORMONI

- Ormoni peptidici e proteici e loro meccanismi d’azione: Adrenocorticotropina, ormone follicolostimolante, ormone luteinizzante, prolattina, somatotropina o ormone della crescita, tireotropina, ossitocina, vasopressina, paratormone, calcitonina, somatomedina, glucagone, insulina, colecistochinina, pancreozimina, gastrina, secretina, ganadotropina corionica. Ormoni provenienti da modificazioni di amminoacidi e loro meccanismo d’azione: ormoni tiroidei (tiroxina, triiodotironina), adrenalina e noradrenalina. Ormoni steroidei e loro meccanismo d’azione: aldosterone, glucocorticoidi: cortisolo, cortisone, ecc.. Androgeni (testosterone), estrogeni (estradiolo ed estrone) progestinici (progesterone). Cenni sugli ormoni che derivano da acidi grassi poliinsaturi, prostaglandine.

- Recettori ormonali. Struttura e funzione dei recettori di membrana per segnali chimici extracellulari (ormoni, neurotrasmettitori, citochine). Recettori ionofori. Recettori accoppiati a secondi messaggeri. Proteine G. Sistema dei secondi messaggeri (AMP ciclico, ciclo dei fosfoinositidi, calcio, GMP ciclico). Protein cinasi (AMP ciclico-dipendenti, Ca++/calmodulina-dipendenti, protein cinasi C). Meccanismi molecolari dell’azione ormonale a livello citoplasmatico e nucleare. Cenni sui fattori di crescita.

CALCIO E REGOLAZIONE DELLA CALCEMIA

Funzioni biochimiche e fisiologiche del calcio. Paratormone. Calcitonina, vitamina D3, calcidiolo, calcitriolo. Meccanismo biochimico dell’azione della vitamina D3. Assorbimento intestinale del calcio. Antibiotici polienici (filipina). Correlazioni con la patologia del metabolismo del calcio. (osteodistrofia renale, osteomalacia, osteoporosi).

BIOCHIMICA DEL MUSCOLO

- Miofibrille, miofilamenti e sarcomeri; struttura molecolare dei miofilamenti spessi: catene leggere e pesanti della miosina; struttura molecolare dei miofilamenti sottili: G-actina, F-actina, tropomiosina, troponina (Tn-T, Tn-I. Tn-C).

- Meccanismo della contrazione muscolare: recettore colinergico della placca neuromuscolare; sistema tubulare trasverso e reticolo sarcoplasmatico; ruolo del calcio; scorrimento dei filamenti e modello dei remi; ATPasi miosinica; miosina cinasi e muscolo liscio.

- Classificazione delle fibre muscolari.

- Bioenergetica muscolare: ATP; fosfocreatina e creatina cinasi; adenilato cinasi o miocinasi; glicolisi anaerobica e glicogeno muscolare; (b-ossidazione e carnitina; biochimica dell’esercizio anaerobico ed aerobico. - Classificazione delle fibre muscolari.

- Bioenergetica muscolare: ATP; fosfocreatina e creatina cinasi; adenilato cinasi o miocinasi; glicolisi anaerobica e glicogeno muscolare; (b-ossidazione e carnitina); biochimica dell’esercizio anaerobico ed aerobico.

ELEMENTI DI NEUROCHIMICA

Neurotrasmissione: Definizione di neurotrasmettitore; la sinapsi (terminazione presinaptica, vescicole sinaptiche, mitocondri sinaptici membrana pre e post sinaptica, vallo sinaptico). Caratteristiche molecolari dei recettori postsinaptici: recettori ionoforici e recettori accoppiati a secondi messaggeri.

Proteine G. Sistema dei secondi messaggeri (AMP ciclico, ciclo dei fosfoinositidi, calcio, GMP ciclico). Protein cinasi (AMPciclico-dipendenti, Ca ++ /calmodulina-dipendenti, protein cinasi C).

Canali ionici: voltaggio-dipendenti e controllati da recettori.

Biosintesi e degradazione di alcuni neurotrasmettitori: acetilcolina, GABA, catecolamine, serotonina.

Integrazione ed interrelazioni metaboliche nei vari tessuti: Fegato, muscolo, cuore, cervello, tessuto adiposo, rene e polmone.