Biochimica generale e dello sport

INFORMAZIONI GENERALI

Obiettivi Formativi

Il corso prevede la comprensione da parte dello studente di concetti riguardanti le biomolecole sia in termini di struttura, funzione e trasformazioni chimica che sono alla base del funzionamento della cellula e del nostro organismo. In seguito alla comprensione dei meccanismi generali della biochimica si tratteranno le vie metaboliche coinvolte nella trasduzione energetica nel muscolo ponendo l’attenzione alle differenti vie metaboliche responsabili della produzione di energia nei vari tipo di esercizio fisico e agli adattamenti metabolici che si instaurano durante un esercizio muscolare. La trattazione dei temi specifici della materia si avvantaggia della conoscenza di concetti di Chimica e Biologia. Il corso fornisce le basi di conoscenze fondamentali per lo studio successivo di discipline di carattere funzionale applicate all’esercizio fisico.

Gli obiettivi specifici sono:

• Acquisire le nozioni riguardanti le interazioni tra atomi e molecole

• Comprendere le caratteristiche delle biomolecole

• Comprendere i principi delle reazioni biochimiche

• Comprendere le varie vie metaboliche coinvolte nella produzione di energia e la loro

regolazione, in particolare quelle riguardanti la cellula muscolare

• Comprendere e descrivere i processi di adattamento metabolico e le vie di segnalazione

che stanno alla base del movimento e dell’attività muscolare

Risultati di apprendimento attesi

Al termine del corso lo studente dovrà aver acquisito:

Conoscenza e capacità di comprensione

Lo studente deve acquisire un linguaggio specifico e una conoscenza approfondita delle caratteristiche funzionali delle biomolecole e del metabolismo energetico.

Capacità di applicare conoscenza e comprensione

Lo studente, attraverso una buona padronanza di sintesi e correlazione tra le varie vie metaboliche, dovrà essere in grado di applicare la conoscenza acquisita all’attività pratica.

Autonomia di giudizio

Attraverso l’acquisizione di specifiche competenze biochimiche, lo studente dovrà essere in grado di individuare e raccogliere informazioni aggiuntive per conseguire una maggiore consapevolezza e di formulare una propria valutazione e/o giudizio sulla base della interpretazione delle informazioni disponibili inerenti le necessità energetiche e nutrizionali durante l’attività pratica.

Abilità di comunicare

Lo studente deve dimostrare piena padronanza del linguaggio biochimico e buone capacità di comunicazione.

Capacità di apprendimento

L’acquisizione delle nozioni fornite dal corso devono aiutare lo studente alla comprensione delle problematiche biochimico/nutrizionali connesse al proprio specifico ambito lavorativo.

PROGRAMMA DEL CORSO

Concetti di Chimica e Biochimica

• Elementi, atomi, molecole, Legami chimici, chimica del carbonio, reazioni chimiche, ATP ed energia.
• Acqua, ph, acidi e basi, solventi, molecole idrofiliche, idrofobiche, anfipatiche.
• Componenti della cellula eucariotica. Il trasporto di membrana.

Biochimica Strutturale e Funzionale

• Gli amminoacidi: struttura, classificazione biochimica, energetica, modificazioni post traduzionali, amminoacidi non proteinogenici.
• Le proteine: legame peptidico, struttura primaria, secondaria, terziaria, quaternaria, gruppi prostetici, domini funzionali, classificazione. Sintesi e degradazione proteica, funzioni delle proteine. Trasporto e utilizzo dell’ossigeno (emoglobina e mioglobina, struttura, funzioni, regolazione). Gli enzimi (definizione, cinetica, cofattori, regolazione)
• I carboidrati: monosaccaridi, disaccaridi, polisaccaridi, carboidrati modificati
• I lipidi: acidi grassi saturi, insaturi, trigliceridi, acidi grassi trans, gocce lipidiche. I lipidi di membrana (fosfolipidi, sfingolipidi), colesterolo e derivati.
• I nucleotidi: acidi nucleici, cofattori nucleotidici (struttura e funzioni)

Biochimica Energetica e Metabolica

• Introduzione al metabolismo energetico: fonti di energia, catabolismo, anabolismo, fasi del metabolismo.
• Metabolismo degli zuccheri: Glicolisi, destino del piruvato, glicogenolisi, via dei pentoso fosfati. Gluconeogenesi, glicogenosintesi, ciclo di Cori.
• Ciclo di krebs, catena di trasporto degli elettroni e fosforilazione ossidativa
• Metabolismo dei lipidi: lipolisi, -ossidazione. Sintesi degli acidi grassi, trigliceridi, colesterolo e corpi chetonici.
• Metabolismo degli amminoacidi: proteolisi, transaminazione, ciclo glucosio alanina. Ciclo dell’urea, sintesi degli amminoacidi.
• Principi di regolazione del metabolismo: ormoni peptidi e steroidei, effettori allosterici.

Biochimica dell’Esercizio Fisico

• Il muscolo scheletrico e la contrazione muscolare: struttura e classificazione delle fibre muscolari, le proteine dell’apparato contrattile, meccanismo della contrazione muscolare
• Biochimica dell’esercizio fisico ad alta intensità: definizione, fonti di energia, regolazione metabolica, effetti dello stato nutrizionale.
• Biochimica dell’esercizio fisico di endurance: definizione, fonti di energia, regolazione metabolica, effetti dell’intensità e durata dell’esercizio, effetti dello stato nutrizionale.
• Biochimica dell’esercizio fisico intermittente ad alta intensità: definizione, fonti di energia, regolazione metabolica, effetti dell’intensità e durata dell’esercizio, effetti del rapporto lavoro/riposo e dello stato nutrizionale.
• Adattamenti metabolici all’allenamento: segnali che portano all’allenamento, effetti dell’allenamento ad alta intenstià, endurance e intermittente ad alta intensità.
• Esercizio fisico e stress ossidativo: ROS e stress ossidativo, danno ossidativo e difese antiossidanti, effetto dell’esercizio sullo stress ossidativo. Effetto degli antiossidanti sugli adattamenti metabolici indotti dallo stress ossidativo.
• Basi biochimiche della fatica: definizione di fatica, fatica centrale e periferica, meccanismi della fatica (fosfocreatina, fosfato, acidosi, deplezione del glicogeno, potassio, ROS)

Testi consigliati

Il docente consiglia l’integrazione del materiale fornito (videolezioni, slides, esercitazioni) con uno a scelta dei seguenti testi, a cui il docente può fare riferimento durante le lezioni:

MacLaren, Morton. Biochimica metabolica dello sport e dell'esercizio fisico (edi-ermes)

Tiidus, Tupling, Houston. Biochimica per le Scienze Motorie (UTET Università)

Di Giulio, Fiorilli, Stefanelli. Biochimica per le Scienze Motorie (Casa Editrice Ambrosiana)

MODALITÀ DI ESAME, PREREQUISITI, ESAMI PROPEDEUTICI

Modalità di accertamento dei risultati di apprendimento acquisiti dallo studente

La verifica dell’apprendimento avverrà tramite lo svolgimento di una prova orale/scritta strutturata (quesiti a risposta multipla o a risposta aperta), avente lo scopo di valutare il "sapere" e il "saper fare" basati sulla capacità di rielaborare e argomentare i contenuti forniti dai materiali didattici di riferimento per l’esame.

Durante la prova la Commissione esaminatrice valuterà la capacità di apprendimento (learning skills) da parte dello studente, nonché la capacità di applicare le conoscenze e si assicurerà che le competenze siano adeguate a sostenere e risolvere problemi relativi alle materie oggetto d’esame (50% del punteggio). Saranno, inoltre, valutati: l’autonomia di giudizio (making judgements) (25% del punteggio) e le abilità comunicative (communication skills) (25% del punteggio), secondo quanto indicato nei descrittori di Dublino.

Darà luogo a valutazioni di eccellenza (30 e Lode – 27) il possesso da parte dello studente di buone conoscenze sugli argomenti del programma, tali da permettergli di affrontare e risolvere i quesiti e le prove proposte con competenza e spirito critico.

Darà luogo a valutazioni discrete (26-23) il possesso da parte dello studente di una conoscenza prevalentemente mnemonica dei contenuti, in grado di consentirgli di affrontare i temi proposti in maniera meccanica e spesso acritica.

Darà luogo a valutazioni sufficienti (22-18) il raggiungimento di un bagaglio di conoscenze minimale, principalmente indirizzate al possesso dei concetti base.

Daranno luogo a valutazioni negative (< 18) le difficoltà di orientamento dello studente rispetto ai temi affrontati nei testi d'esame, le lacune formative e l'incapacità di elaborare anche le più elementari questioni applicative proposte.

L'esisto di tale prova costituisce autonoma valutazione di profitto eventualmente integrabile, su esplicita richiesta dello studente, con una suppletiva prova orale.

Modalità di esame

La valutazione finale avverrà nelle date d’appello previste dall’Ateneo e pubblicate in piattaforma, in modalità scritta o orale.

Prova orale: colloquio.

Prova scritta: prove strutturate (risposta multipla) o non strutturate (risposta aperta).

Tutti gli argomenti trattati nel presente insegnamento potranno essere oggetto di valutazione.

E' data facoltà agli studenti di preparare un elaborato di approfondimento, che varrà valutato dal docente con un punteggio da 0 a 2 che verrà sommato al risultato ottenuto nella prova d’esame, se superata.

La modalità d'esame (se scritto o orale) sarà indicata per ogni singolo appello e per ogni sede nella news di segreteria "orario esami".

Il voto (in trentesimi) sarà comunicato al singolo studente dal sistema informatico. La registrazione della prova d'esame superata avverrà attraverso il sistema informatizzato del libretto elettronico da parte degli uffici amministrativi di segreteria

Propedeuticità

Nessuna

Prerequisiti

Nessuno

ORGANIZZAZIONE DIDATTICA

Modalità di erogazione del corso:

Il corso si articola in un unico modulo che comprende videolezioni e attività di didattica interattiva.

I contenuti delle videolezioni sono parte fondamentale del programma d’esame.

Attività didattiche previste

Le attività di didattica, suddivise tra didattica erogativa (DE) e didattica interattiva (DI), saranno costituite da 6 ore per CFU e ripartite secondo una struttura di almeno 5 ore di DE (tenuta in considerazione la necessità di riascolto) e di 1 ora di DI per ciascun CFU.

Attività didattica erogativa (30 ore):

• 30 lezioni frontali videoregistrate, sempre disponibili in piattaforma (ogni videolezione corrisponde a 1 ora di didattica erogativa considerando la necessità di riascolto).

• slides sempre disponibili in piattaforma didattica
• articoli scientifici da consultare per approfondimenti

Attività didattica interattiva (6 ore):

• Approfondimenti interattivi in aula virtuale
• Elaborato di approfondimento
• Attività di approfondimento e confronto con gli studenti tramite i fora tematici inseriti nella piattaforma didattica

Attività di autoapprendimento:

• Test di autovalutazione in ingresso con domande a risposta multipla
• Test di autovalutazione al termine di ogni sezione con domande a risposta multipla
• Test di autovalutazione in uscita con domande a risposta multipla

L'articolazione tra DE e DI, per ciascuna unità didattica, sarà organizzata coerentemente con gli obiettivi formativi specifici dell’insegnamento.

Ricevimento studenti

Il docente è sempre reperibile via e-mail o tramite il forum nella sezione "Comunica col docente" presente in piattaforma didattica. Su richiesta degli studenti il docente è disponibile ad organizzare ulteriori incontri interattivi in videoconferenza in data concordata.