Scienze della Nutrizione Umana LM-61

I docenti consigliano l’integrazione del materiale fornito (videolezioni, slides, dispense, didattica sincrona) con i seguenti testi, a cui gli stessi possono fare riferimento durante le lezioni:

•       “I principi di biochimica di Lehninger” – Lehninger, Nelson, Cox.

•       “Le basi della biochimica” – E.Abali, S. Cline, D. Franklin, S. Viselli.

•       “Biochimica della nutrizione” – U. Leuzzi, E. Bellocco, D.Barreca

•       “La nutraceutica nella pratica clinica. Integrazione e prevenzione” – Gianfranco Trapani

•       “Trattato italiano di nutraceutica clinica” – Arrigo FG Cicero – Società italiana di nutraceutica

Criteri di valutazione di una prova d’esame

Descrittori

Indicatori

Punteggio

Conoscenza e capacità di comprensione

Presenza di informazioni complete, elaborate e ben illustrate

6

Capacità di applicare conoscenza e comprensione

Padronanza della materia ed elaborazione adeguata delle argomentazioni

6

Autonomia di giudizio

Capacità di raccogliere e interpretare i dati ritenuti utili a determinare giudizi autonomi

6

Abilità comunicative

Esposizione corretta ed efficace, impiego linguaggio tecnico e capacità di collegamenti fra argomenti diversi

6

Capacità di apprendimento

Testimonianza di un grado di apprendimento funzionale all’intrapresa di studi successivi con autonomia

6

Totale punteggio

30

PROVA INTERMEDIA DIGITALE (ONLINE):

Consta di un test scritto composto da 31 domande a risposta multipla (una sola risposta corretta). Lo studente avrà possibilità di selezionare una sola opzione fra quelle prospettate. Ogni risposta corretta verrà valutata “1” punto. La 31ma domanda sarà funzionale al conseguimento della lode. Pertanto, lo studente che risponderà correttamente a 30 domande su 31, conseguirà la lode solo se avrà risposto correttamente anche alla 31ma domanda; mentre lo studente che risponderà correttamente a meno di 30 domande su 31, conseguirà la votazione corrispondente al numero delle risposte esatte e la 31ma domanda non sarà valutata ai fini del punteggio, anche se corretta.  Questa modalità di esame si utilizzerà per gli appelli online previsti nelle sedi periferiche oppure in presenza digitale.

ESAME FINALE IN PRESENZA

Esame orale in presenza durante il quale avverrà la verbalizzazione ufficiale dell’esame. Dopo la valutazione, la Commissione potrà confermare il voto acquisito tramite la prova intermedia digitale oppure aggiungere fino a 2 punti in più. Solo dopo lo svolgimento di questa prova in presenza l’esame sostenuto sarà effettivamente aggiunto al libretto esami dello studente.

Propedeuticità

L’ordinamento della LM-61 non prevede alcuna propedeuticità

Prerequisiti

Al fine di comprendere e saper applicare gli argomenti affrontati nel corso e? necessario aver acquisito le conoscenze della chimica generale inorganica ed organica e della biologia. Tali conoscenze si ritengono acquisite nel corso della laurea triennale.

Il corso è svolto interamente in modalità telematica, con lezioni asincrone (didattica erogativa) e sincrone (per la didattica interattiva).

Attività didattiche previste

Le attività di didattica, suddivise tra didattica erogativa (DE) e didattica interattiva (DI), saranno costituite da 7 ore per CFU e ripartite secondo una struttura di almeno 2,5 ore di DE (tenuta in considerazione la necessità di riascolto) e di 2 ore di DI sincrona per ciascun CFU.

Attività didattica erogativa (25 ore) (50 ore incluso il riascolto):

• 50 lezioni frontali videoregistrate, della durata di circa 30 minuti ciascuna (tenuta in considerazione la necessità di riascolto) sempre disponibili in piattaforma.

 Attività didattica interattiva (20 ore):

20 lezioni frontali svolte in sincrono, della durata di circa 60 minuti ciascuna da calendarizzare. L’avviso sarà comunicato attraverso la piattaforma didattica.

Attività di autoapprendimento:

Materiale di studio ed articoli scientifici inerenti ai contenuti del corso sono disponibili in piattaforma per approfondimento degli argomenti trattati da parte degli studenti.

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

Gli studenti sono ricevuti tutti i giorni, previo appuntamento in presenza in sede a Roma o online su Google meet. I docenti sono contattabili online ai seguenti indirizzi mail:

- S. Castelli: serena.castelli@uniroma5.it

- S. Silvestri: sonia.silvestri@uniroma5.it

- L. Mosca: laura.mosca@uniroma5.it

- B. Hay Mele: bruno.haymele@uniroma5.it

 L’insegnamento BIOCHIMICA DELLA NUTRIZIONE E NUTRACEUTICA nell’ambito del Corso di Studi in Scienze della Nutrizione Umana Curriculum NUTRACEUTICA è finalizzato alla formazione di laureati magistrali esperti in attività di ricerca e sviluppo in ambiti inerenti la qualità degli alimenti e la nutrizione umana. Particolare attenzione sarà rivolta alla padronanza di strumenti analitici avanzati per la valutazione delle fondamentali caratteristiche delle materie prime e dei prodotti alimentari. Il percorso prevede l'acquisizione di solide conoscenze su: materie prime e loro caratterizzazione genetica; struttura e funzione di composti organici di interesse alimentare; qualità nutrizionale degli alimenti strumenti biotecnologici e biochimici per la preparazione di campioni biologici da analizzare sotto differenti punti di vista analitici.

Il corso di Biochimica della nutrizione e nutraceutica nell’ambito del Corso di Studi in Scienze della Nutrizione Umana, Curriculum Nutraceutica, si propone di introdurre lo studente ai principi della Biochimica della Nutrizione, approfondendo il ruolo di sostanze che possono essere utilizzate come nutraceutici nell’ambito dell’alimentazione umana.

In particolare, la prima parte del corso, relativa alla biochimica della nutrizione, si propone di:

Fornire nozioni riguardo le vie metaboliche principalmente implicate nell’anabolismo e nel catabolismo;

Fornire conoscenze relative al ruolo dei macronutrienti nell’ambito del metabolismo cellulare;

Delucidare le modalità di regolazione delle vie metaboliche sulla base della disponibilità di energia e dei macronutrienti, con risvolti pratici nell’alimentazione umana;

Aumentare le conoscenze degli studenti relativamente all’impatto che i macro- e i micro-nutrienti fisiologicamente hanno sulle risposte metaboliche.

La seconda parte del corso, si propone invece di:

Approfondire il ruolo del mitocondrio, del tessuto adiposo e di quello muscolare scheletrico nella regolazione dei processi anabolici e catabolici dell’organismo

Fornire conoscenze relative alla nutraceutica e alle principali molecole bioattive a cui è possibile attingere aderendo ad uno stile di vita sano ed in particolare alla dieta mediterranea e/o all’integrazione con opportuni integratori alimentari

Esaminare per ciascuna molecola bioattiva che verrà presa in considerazione, le principali caratteristiche biochimiche e il ruolo svolto a livello fisiologico

Al termine del corso lo studente dovrà aver acquisito un buon livello di conoscenza delle vie metaboliche e delle regolazioni che queste subiscono in base alla biodisponibilità dei nutrienti.

Conoscenza e capacità di comprensione

Nel suo percorso formativo, lo studente deve avere già acquisito competenze di Biochimica della Nutrizione. In questo corso, lo studente apprende dal punto di vista strutturale e funzionale le più importanti classi di molecole biologiche: lipidi, carboidrati e proteine con lo studio di particolari tipi di nutrienti importanti per la salute umana. Lo scopo è sia dare gli strumenti necessari per l'apprendimento di argomenti quali il metabolismo e la fisiologia umana trattati in insegnamenti successivi, che conoscere i concetti base dell’organizzazione delle cellule eucariotiche, del flusso dell'informazione genetica.

Capacità di applicare conoscenza e comprensione

Saper applicare le conoscenze acquisite di Biochimica della Nutrizione all’analisi delle basi molecolari della funzionalità dell'organismo umano e della sua integrazione con l'ambiente; cogliere le interconnessioni tra strutture macromolecolari e metabolismo nella loro interdipendenza e regolazione; conoscenza e comprensione: capacità di utilizzare le nozioni di base acquisite, di sapere applicare le conoscenze dei processi biochimici, con particolare risalto allo studio della nutraceutica e del metabolismo nei diversi organi.

Abilità di giudizio

Lo studente deve avere la capacità di raccogliere ed interpretare i dati teorici e sperimentali di letteratura che permetteranno di costruire la base utile a determinare giudizi autonomi, elaborando anche procedure non standardizzate da applicare nella soluzione di problemi che si presentino nelle varie circostanze dell’attività professionale.

Abilità di comunicare

Dimostrare capacità di estrarre e sintetizzare l'informazione rilevante; dimostrare di saper comunicare in maniera efficace sia oralmente che in forma scritta; dimostrare abilità di riassumere e presentare l'informazione (anche in termini Biochimici); utilizzare il linguaggio scientifico appropriato alla descrizione dei cicli metabolici e delle macromolecole; dimostrare di essere in grado di saper comunicare e presentare efficacemente, con obiettività e utilizzando un adeguato linguaggio scientifico le informazioni e i risultati sperimentali ottenuti e di trarre da essi le opportune conclusioni.

Capacità di apprendimento

Capacità di leggere, comprendere e commentare un testo scientifico di biochimica; abilità ad utilizzare queste conoscenze per valutare e comprendere corsi di insegnamento successivi e più avanzati.

Introduzione al Corso

Sezione 1. Le Macromolecole

1. Gli amminoacidi (Struttura degli AA; Classificazione degli AA in base al gruppo R; Altri tipi di AA; Isomerizzazione; AA essenziali e non; Accenni su legame peptidico e peptidi)

2. Il legame peptidico e le proteine (Strutture delle proteine; Classificazione delle proteine; Funzioni principali e secondarie delle proteine; Esempi di alcune proteine)

3. Gli enzimi (Descrizione della struttura e della funzione degli enzimi; Cinetica enzimatica)

4. I carboidrati (Classificazione dei carboidrati; Monosaccaridi; Disaccaridi; Oligosaccaridi; Polisaccaridi; Glicoproteine; Funzioni; Esempi di alcuni carboidrati)

5. La digestione dei carboidrati (Fonti alimentari di carboidrati; Digestione e assorbimento dei carboidrati; Varie fasi della digestione e vari tipologie di assorbimento; GLUT(s); Carboidrati e attività sportiva)

6. Gli acidi nucleici (Struttura dei nucleotidi e degli acidi nucleici, quali DNA e RNA)

7. I lipidi (Classificazione dei lipidi; Struttura dei lipidi; Esempi (alimenti))

8. La digestione dei lipidi (Digestione e assorbimento dei lipidi; Fabbisogno dei lipidi)

9. Le vitamine (Struttura e funzione generalizzata delle Vitamine; Classificazione delle Vitamine; Vit.A D, E, K, F e F; Caratteristiche strutturali, funzioniali, carenza ed eccesso)

10. Le vitamine idrosolubili (Vitamine idrosolubili: Vitamina B1; Vitamina B2; Vitamina B3; Vitamina B5; Vitamina B6; Vitamina Bc; Vitamina B12; Vitamina C; Vitamina H)

11. Sali minerali (Sali minerali: Macrominerali e microminerali; Classificazione, fonti e fabbisogno; Sali minerali e attività sportiva)

12. Regolazione ormonale (Ormoni struttura; Classificazione; Meccanismi di azione dei singoli ormoni)

13. Le molteplici funzioni delle proteine (Descrizione della struttura e delle funzioni di composti di natura proteica)

 Sezione 2. Il Metabolismo 1

14. Introduzione al metabolismo (Metabolismo; Metabolismo primario e secondario; Anabolismo e catabolismo)

15. La glicolisi (Catabolismo del glucosio; Respirazione cellulare; Glicolisi; Fase preparatoria; Fase di recupero; Fermentazione alcolica; Fermentazione lattica; Regolazione della glicolisi)

16. La glicolisi anaerobica (Glicolisi e attività sportiva; Meccanismo anaerobico lattacido; Meccanismo anaerobico alattacido; Meccanismo anaerobico; Decarbossilazione ossidativa del piruvato)

17. Il ciclo di Krebs (Introduzione al ciclo di Krebs; Le tappe; Bilancio energetico; Regolazione del ciclo di Krebs; Ciclo di Krebs e alimentazione; Ciclo di Krebs e attività sportiva)

18. La fosforilazione ossidativa (Introduzione alla fosforilazione; Mitocondri; Trasportatori di elettroni; Sistemi navetta; Complessi della catena e fasi; Forza motrice protonica; ATP Sintasi)

19. La gluconeogenesi (Introduzione alla gluconeogenesi; Precursori non glucidici; Finalità della gluconeogenesi; Importanza biologica della gluconeogenesi; Le tappe; Bilancio energetico; Regolazione enzimatica; Regolazione ormonale; Gluconeogenesi e attività sportiva; Ciclo di Cori; Gluconeogenesi e nutrizione)

20. La via dei pentoso fosfato (Metabolismo secondario; Via dei pentoso fosfato: introduzione; GSH; Le tappe; Link tra glicolisi e via pentoso-fosfato; Regolazione)

21. Il metabolismo del glicogeno (Struttura e funzioni del glicogeno nel fegato e muscolo; Glicogenosintesi: le tappe; Glicogenolisi : le tappe; Regolazione ormonale; Regolazione allosterica)

22. Il metabolismo degli acidi grassi (Utilizzo dei lipidi; β-ossidazione: caratteristiche generali; β-ossidazione: le tappe; Regolazione e bilancio energetico; Corpi chetoni: caratteristiche; Corpi cetonici: sintesi)

23. Il catabolismo degli amminoacidi (Derivazione AA; Metabolismo gruppo amminico; Metabolismo scheletro carbonioso; Transaminazione: le tappe; Destino NH4+; Ciclo glucosio alanina; Ciclo dell'urea le tappe; Regolazione ciclo dell‘Urea; Catabolismo dello scheletro carbonioso; AA chetogenici e glucogenici)

24. I radicali liberi (Definizione di specie radicaliche; ROS e RNS; Formazione dei RONS; Effetti fisiologici dei RONS; Nrf2; Fonti di RONS; Stress ossidativo; Danni alle macromolecole; RONS e Aging; RONS e esercizio fisico)

25. La risposta antiossidante (Stress ossidativo; Antiossidanti: classificazione; Antiossidanti endogeni enzimatici e non enzimatici; Antiossidanti esogeni; ORAC; Stress ossidativo e antiossidanti nell'aterosclerosi; Stress ossidativo e antiossidanti nel diabete; Stress ossidativo e antiossidanti nell'attività sportiva)

 Sezione 3. Il Metabolismo 2

26. I mitocondri: struttura, mtDNA, fissione, fusione e mitofagia; mitocondri, divisione mitocondriale e mitofagia (struttura del mitocondrio; distribuzione mitocondri; porine; TIM e TOM; mtDNA; eredità mitocondriale; divisione mitocondriale; fusione e fissione; mitofagia; malattie mitocondriali.

27. Biogenesi mitocondriale: regolazione, deficit energetico e esercizio fisico, infiammazione, adattamento termico e invecchiamento; biogenesi mitocondriale aspetti generali; teoria endosimbiotica; fattori implicati nella biogenesi; PGC-1alpha; biogenesi e deficit termico; biogenesi e esercizio fisico; biogenesi e infiammazione; biogenesi e adattamento energetico; biogenesi ed aging.

28. Il tessuto adiposo: struttura, funzioni, WAT, BAT e obesità; aspetti generali del tessuto adiposo; funzioni del tessuto adiposo; adipociti; WAT e BAT; lipolisi; termogenesi; obesità.

29. La biochimica del tessuto muscolare scheletrico (classificazione muscoli; muscolo scheletrico: struttura; proteine muscolari; contrazione muscolare; meccanismi energetici del muscolo; classificazione bioenergetica delle attività sportive; fonti energetiche.

30. I pathways del metabolismo energetico: organi coinvolti, regolazione ormonale e digiuno intermittente; pathways metabolismo energetico; fegato; cuore; muscolo scheletrico; tessuto adiposo; sangue; cervello; regolazione ormonale; digiuno Intermittente.

 Sezione 4. Nutraceutica e Salute Umana

31. La nutraceutica; origine del significato di nutraceutica; definizione di nutraceutico; definizione di alimento funzionale e integratore alimentare; classificazione degli alimenti funzionali; molecole funzionali; regolamenti CE; EFSA e FDA; nutritional and health claims.

32. Probiotici, prebiotici, fibra alimentare e simbiotici; microbiota intestinale e ruolo nell’organismo; definizioni, classificazioni e caratteristiche funzionali dei probiotici, prebiotici, fibra alimentare e simbiotici; principali componenti riportati in bibliografia; meccanismi di azioni; fonti alimentari; opinione scientifica dell’ente Europeo sulla Sicurezza Alimentare in Europa (EFSA), ove presente.

33. Nutraceutici e ipercolesterolemia; malattie cardiovascolari; placca aterosclerotica; letteratura scientifica sui principali nutraceutici impiegati per ridurre il colesterolo; fitosteroli e fitostanoli; fibra solubile; β-glucani; psyllium; glucomannano; probiotici; riso rosso fermentato; aglio; bergamotto; carciofo; acidi grassi polinsaturi (omega-3); olio di Krill; semi di lino e olio di oliva; meccanismi di azione; fonti alimentari; opinione scientifica dell’ente Europeo sulla Sicurezza Alimentare in Europa (EFSA), ove presente .

34. Nutraceutici e ipercolesterolemia: escrezione ed effetto ipolipemizzante; berberina; estratto di tè verde; proteine della soia; spirulina; combinazione di nutraceutici; meccanismi di azione; fonti alimentari; opinione scientifica dell’ente Europeo sulla Sicurezza Alimentare in Europa (EFSA), ove presente.

35. Nutraceutici e mitocondri; invecchiamento; ruolo del mitocondrio nell’invecchiamento; cofattori lipofilici; meccanismi di azione e fonti alimentari; coenzima Q₁₀; mitoQ; vitamina K; acido lipoico; urolitina A; omega-3; GlyNAC; NAD⁺; melatonina; carnitina; evidenze scientifiche; opinione scientifica dell’ente Europeo sulla Sicurezza Alimentare in Europa (EFSA), ove presente.

36. Ipertensione, alimenti funzionali e nutraceutici; ipertensione arteriosa e funzionalità cardiaca; fattori di rischio dell’ipertensione e linee guida per evitare l’insorgenza; evidenze scientifiche; olio di oliva; cacao; succo di barbabietola; tè; karkadè; succo di melograno; meccanismi di azione e fonti alimentari; omega-3; proteine; peptidi e aminoacidi; potassio; magnesio; calcio; vitamine C e D; opinione scientifica dell’ente Europeo sulla Sicurezza Alimentare in Europa (EFSA), ove presente.

37. Nutraceutici e ipertensione; meccanismi di azione e fonti alimentari; evidenze scientifiche; resveratrolo; carotenoidi; astaxantina; β-carotene; crocina; crocetina; luteina; licopene; opinione scientifica dell’ente Europeo sulla Sicurezza Alimentare in Europa (EFSA), ove presente.

38. Sindrome metabolica; eziopatogenesi della sindrome metabolica; evoluzione nel tempo dei fattori di rischio; insulino resistenza; strategie di trattamento; statine; agenti anti-iperglicemia; introduzione dei principali nutraceutici utili a contrastare i sintomi; evidenze scientifiche.

39. Sindrome metabolica e nutraceutici; alimenti funzionali; nutraceutici; evidenze scientifiche; meccanismi di azione; fonti alimentari; proprietà lipid-lowering, ipoglicemizzanti; anti-obesità e anti-diabetiche; cannella; acido corosolico della banana; melone amaro; curcumina; butirrato.

40. Infertilità e nutraceutici; infertilità e aspetti biochimici che la caratterizzano; molecole bioattive; meccanismi di azione; fonti alimentari; evidenze scientifiche; folato; acido folico; polifenoli; carotenoidi; vitamine; opinione scientifica dell’ente Europeo sulla Sicurezza Alimentare in Europa (EFSA), ove presente.

 41. Cancro e nutraceutici; eziopatogenesi del cancro; trattamenti; strategie di prevenzione; dieta; nutraceutici; terapica combinata; evidenze scientifiche.

42. Cancro e meccanismi di azione dei nutraceutici; meccanismi di azione dei fitocomposti attualmente oggetto di studio per la cura di alcuni dei principali tipi di tumore come quello al seno, al polmone e alla prostata; proprietà antiossidanti, antinfiammatorie, pro-infiammatorie, modulazione dell’espressione dei microRNAs, epigenetica; evidenze scientifiche.

43. Le malattie neurodegenerative; eziopatogenesi delle principali malattie neurodegenerative quali Alzheimer (AD), Parkinson (PD) e Sclerosi laterale amiotrofica (SLA); meccanismi molecolari e insorgenza dei sintomi; aggregazione proteica; stress ossidativo; neuroinfiammazione; prevenzione e terapie attualmente impiegate per ridurre la progressione della neurodegenerazione.

44. Malattie neurodegenerative e nutraceutica; evidenze scientifiche; ruolo della dieta e della nutrizione; esercizio fisico; sonno; esercizi mentali; stress; esposizione a sostanze tossiche; erbe e integratori; composti fenolici; acidi grassi omega-3; vitamine liposolubili; isotiocianati; carotenoidi.

45. Invecchiamento: nutrizione e lifestyle; definizione di invecchiamento; processo di fragilizzazione; sarcopenia; parametri di valutazione e diagnosi; strategie per il rallentamento del processo di invecchiamento; vitamina D; anticorpi monoclonali contro la miostatina; terapie mitocondriali; evidenze scientifiche.

46. Invecchiamento: strategie di healthy aging; approfondimento sugli “hallmarks” dell’invecchiamento; senescenza cellulare; alterazione della comunicazione cellulare; disfunzione mitocondriale; instabilità genomica; alterazione epigenetica; concetto di healthy aging; strategie per promuovere l’healthy aging come l’aumento dell’introito nutrizionale, supporto alla digestione e assorbimento dei nutrienti, ottimizzazione del metabolismo energetico, limitazione dell’infiammazione e dello stress ossidativo e promozione del benessere del microbiota.

47. Invecchiamento e nutraceutica; fattori modificabili e non del processo di invecchiamento; blue zones; modelli alimentari; dieta DASH; dieta Portfolio; dieta MIND; meccanismi di azione di alcune molecole bioattive; vitamine idrosolubili; vitamine liposolubili; acidi grassi omega-3; polifenoli; probiotici e prebiotici; terpeni; alcaloidi; estratti vegetali grezzi; evidenze scientifiche.

48. Sport e nutrizione; ruolo della nutrizione nell’ambito dello sport; letteratura scientifica; posizione dell’International Society of Sport Nutrition in merito alla dieta, agli effetti che essa è in grado di generare sull’organismo umano e agli integratori alimentari impiegati nel mondo dello sport; classificazione degli integratori alimentari; vitamine e sali minerali.

49. Sport e integratori alimentari; evidenze scientifiche sui principali integratori impiegati nel mondo dello sport; crescita muscolare e parametri biochimici; β-idrossi β-metilbutirrato (HMB); creatina monoidrato; aminoacidi essenziali; proteine; performance muscolare e parametri biochimici; β-alanina; caffeina; carboidrati; bicarbonato di sodio; fosfato di sodio; acqua; bevande sportive.

50. Esercizio fisico, ormesi e antiossidanti; adattamenti sistemici indotti dall’esercizio fisico regolare; ormesi; curva ormetica dell’esercizio fisico; overtraining syndrome; supplementazione con antiossidanti; evidenze scientifiche.