Medicine and surgery (abilitante all'esercizio della professione di Medico Chirurgo) - Medicina e chirurgia "F"

Programma del Corso: Interazioni forti e deboli nella materia Struttura dell’atomo; isotopi. Proprietà generali degli elementi; tavola periodica degli elementi. Natura del legame chimico; ibridazione degli orbitali atomici. Concetto di molecola. Nomenclatura e struttura dei principali composti inorganici di interesse biomedico. Concentrazione e proprietà delle soluzioni Sistemi omogenei: i gas; relazioni tra volume, pressione, temperatura e quantità di materia; concetto di mole e numero di Avogadro. Stati condensati della materia: i liquidi (e loro equilibrio con la fase gassosa). Transizioni di fase. Proprietà dell’acqua. Miscugli e soluzioni; unità di misura della concentrazione del soluto nelle soluzioni. Le interazioni intermolecolari; legame a idrogeno, interazioni idrofobiche e forze di Van der Waals; loro ruolo nei sistemi d’importanza biomedica. Proprietà delle soluzioni; osmosi e pressione osmotica; sua importanza in medicina. Solubilità dei gas nei liquidi e sua importanza ai fini degli scambi respiratori. Trattamento quantitativo dei principali aspetti dei gas e delle soluzioni. Processi chimici visti all’equilibrio e nella loro dinamica Reazioni chimiche: definizione. Conservazione di massa, energia e carica elettrica. Reversibilità. Concetti di entalpia, entropia ed energia libera. Equilibrio chimico omogeneo ed eterogeneo; costante di equilibrio e legge d’azione delle masse; principio dell’equilibrio mobile. Equilibrio chimico in processi biomedici. La velocità delle reazioni chimiche; costante di velocità; effetto della temperatura sulla costante di velocità. Catalisi. Implicazioni biomediche della catalisi: enzimi e modello di Michaelis e Menten per la catalisi enzimatica. Trattamento quantitativo degli aspetti più rilevanti dello stato di equilibrio. Acidi, basi, sali e tamponi La reazione di autoprotolisi dell’acqua; il concetto di pH. Acidi e basi; forza degli acidi e delle basi; idrolisi salina. Le soluzioni tampone. Indicatori di pH; tamponi biologici; titolazioni acido-base. Trattamento quantitativo degli equilibri ionici. Trasferimento di elettroni e bioenergetica Potenziali di ossidoriduzione; cenni sul funzionamento delle pile elettrochimiche; equazione di Nernst; misura potenziometrica del pH; altre misure potenziometriche di interesse biomedico. Importanza delle reazioni di ossidoriduzione nella biologia e nella medicina. Aspetti chimici della respirazione; le reazioni dell’ossigeno. Termodinamica Temperature, Parametri entalpia, entropia, energia libera e temperatura. Equilibrio e T. Chimica Bio-Organica Nomenclatura, forma e simmetria delle molecole organiche Idrocarburi: alifatici (saturi ed insaturi), lineari e ciclici; aromatici. Composti eterociclici. Geometria e forma delle molecole organiche. Isomeria. Gruppi funzionali e cenni sulle loro reazioni caratteristiche. Nomenclatura IUPAC delle molecole organiche. Amminoacidi e proteine Proprietà stereochimiche ed acido-base degli amminoacidi. Legame peptidico e catene polipeptidiche. Legame disolfuro. Le proteine: strutture primaria, secondaria, terziaria e quaternaria. Meccanismi del ripiegamento tridimensionale delle proteine; denaturazione e rinaturazione delle proteine. Il sito attivo. Zuccheri Natura chimica e stereoisomeria dei monosaccaridi; strutture cicliche e mutarotazione. Il legame glicosidico; disaccaridi; omopolisaccaridi; eteropolisaccaridi. Importanza biologica degli zuccheri. Lipidi Acidi grassi; mono-, di- e trigliceridi; fosfogliceridi e sfingolipidi; cenni sulla struttura delle membrane cellulari. Il colesterolo, i suoi esteri ed i suoi derivati; cenni sulla loro importanza nella fisiologia dell’uomo. Acidi nucleici Purine e pirimidine, composizione nucleosidica e nucleotidica; tautomeria cheto-enolica e legami a idrogeno.

Prerequisiti: Test di ingresso /corso primo semestre/primo anno

Libri di testo (consigliati): ● “Introduction to General, Organic and Biochemistry”, Bettelheim, Brown, Campbell, Farrell., Brooks & Cole Eds. ● “Chemistry for the Biosciences” J. Crowe, T. Bradshow, P. Monk, Oxford Universitry Press. ● Altri libri di testo universitari previa approvazione.

obbligatoria

Modalità di valutazione: prova scritta (calcolo numerico di stechiometria, calcolo pH, equilibri, proprietà colligative) ed orale. Nella valutazione si tiene conto di: - Risultati prova scritta - Comprensione dei concetti fondamentali della chimica generale e delle proprietà chimico-fisiche dei composti di natura biologica. - Inquadramento dei concetti in problematiche mediche di base: pH, tamponi, solubilità dei gas nei liquidi etc. - Comprensione del metodo scientifico e della sua applicazione nella valutazione della significatività dei dati sperimentali. Per superare l'esame occorre conseguire un voto non inferiore a 18/30. Lo studente deve dimostrare di aver acquisito una conoscenza sufficiente degli argomenti: pH, tamponi, legame chimico, molecole di base della biochimica. Per conseguire un punteggio pari a 30/30 e lode, lo studente deve invece dimostrare di aver acquisito una conoscenza eccellente di tutti gli argomenti trattati durante il corso, essendo in grado di raccordarli in modo logico e coerente.

Lezioni Frontali, Esercitazioni numeriche, Esercitazioni pratiche (osmometria, pH, tamponi e titolazione).

Atomo, molecola, interazioni forti e deboli nella materia: Struttura dell'atomo; isotopi. Gli elettroni e gli orbitali; ibridazione degli orbitali atomici. Proprieta generali degli elementi; tavola periodica degli elementi. Natura del legame chimico. Concetto di molecola. Nomenclatura e struttura dei principali composti inorganici di interesse biomedico. Concentrazione e Proprieta' delle soluzioni: Sistemi omogenei chimicamente puri: i gas; relazioni tra volume, pressione, temperatura e quantita' di materia; concetto di mole e numero di Avogadro. Stati condensati della materia: i liquidi (e il loro equilibrio con la fase gassosa). Transizioni di fase. Proprieta' dell'acqua. Miscugli e soluzioni; unita' di misura della concentrazione del soluto nelle soluzioni. Le interazioni intermolecolari; legame a idrogeno, interazioni idrofobiche e forze di Van der Waals; loro ruolo nei sistemi di importanza biomedica. Proprieta' delle soluzioni; osmosi e pressione osmotica; sua importanza in medicina. Solubilita' dei gas nei liquidi e sua importanza ai fini degli scambi respiratori. Trattamento quantitativo dei principali aspetti dei gas e delle soluzioni. Processi chimici visti all'equilibrio e nella loro dinamica: Reazioni chimiche: definizioni. Conservazione di massa, energia e carica elettrica. Reversibilita'. Concetti di entalpia, entropia ed energia libera. Equilibrio chimico omogeneo ed eterogeneo; costante di equilibrio e legge d'azione delle masse; Principio dell'equilibrio mobile. Equilibrio chimico in processi biomedici. Trattamento quantitativo degli aspetti piu' rilevanti dello stato di equilibrio. La velocita' delle reazioni chimiche; costante di velocita'; effetto della temperatura sulla costante di velocita'. Catalisi. Implicazioni biomediche della catalisi; enzimi e modello di Michaelis e Menten per la catalisi enzimatica. Acidi, basi, sali e tamponi: La reazione di autoprotolisi dell'acqua; il concetto del pH. Acidi e basi; forza degli acidi e delle basi; forza degli acidi e delle basi; idrolisi salina. Le soluzioni tampone. Indicatori di pH. Tamponi biologici. Titolazioni acido-base. Trattamento quantitativo degli equilibri ionici. Trasferimento di elettroni e bioenergetica: Le reazioni di ossido-riduzione. Il numero di ossidazione. Potenziali di ossidoriduzione; cenni sul funzionamento delle pile elettrochimiche; equazione di Nernst; misura potenziometrica del pH; altre misure potenziometriche di interesse biomedico. Importanza delle reazioni di ossido-riduzione nella biologia e nella medicina. Aspetti chimici della respirazione; le reazioni dell'ossigeno.

E' richiesta la conoscenza dell'algebra elementare, logaritmi e piani cartesiani.

“Principi di Chimica Generale e Organica“. M. Santaniello,M. Alberghina, M. Coletta, S. Marini. (Piccin) Binaglia, Giardina "Chimica e Propedeutica Biochimica" Mc Graw Hill Palmisano, Schiavello "Elementi di Chimica" EdiSES Bertani e altri "Chimica Generale ed Inorganica" Ambrosiana Silvestroni "Chimica Generale per gli studenti di Medicina" Vestri Gli ultimi tre testi non contengono una trattazione adeguata della chimica organica quindi devono essere integrati da un testo di chimica organica; ad es.: Hart e altri "Chimica Organica" Zanichelli Il calcolo chimico (stechiometria) viene spiegato nelle lezioni; lo studente interessato puo' comunque procurarsi un testo dedicato, se lo ritiene opportuno; ad es.: Bertini e altri "Stechiometria" Ambrosiana.

è obbligatorio parteciare al 67% delle lezioni

L'esame finale consta di una prova scritta ed una discussione orale su vari punti del programma svolto durante il corso. Le date degli esami sono pubblicate su infostud dove lo studente deve prenotarsi per sostenere l'esame.

Lezioni frontali per la spiegazione degli argomenti oggetto del programma tramite proiezione di diapositive e materiale audiovisivo. Durante le lezioni saranno proposte delle verifiche formative non esonerative e anonime per valutare l’apprendimento degli studenti e di verificare se il messaggio è stato compreso correttamente e, in caso negativo, di modificarlo e riformularlo in maniera più efficace.