Catalogo dei Corsi di studio

Obiettivi irrinunciabili del Corso integrato Alla fine del corso lo studente deve: - conoscere le basi chimiche dei processi fisiopatologici; - impostare, in termini molecolari, semplici tematiche di biomedicina; - essere consapevole dell’importanza degli strumenti concettuali della chimica nella formazione culturale del medico.

Programma

INTRODUZIONE –Materia, energia e sistemi di misura

ATOMI – Teoria atomica – Particelle subatomiche – Modello atomico quantistico – Configurazione elettronica – Tavola periodica degli elementi .

LEGAMI CHIMICI – Elettronegatività – Regola dell’ottetto – Legame ionico – Legame covalente omopolare, eteropolare, dativo – Orbitali ibridi, angoli di legame e rappresentazione delle formule di struttura – Cenni sulla teoria degli orbitali molecolari.

NOMENCLATURA – Composti Binari, Ternari – Nomenclatura classica e IUPAC – Formule di struttura dei composti inorganici

REAZIONI CHIMICHE - Peso molecolare - Concetto di mole - Bilanciamento delle equazioni chimiche

PROBLEMI - Rapporti ponderali - Stechiometria - Reagente limitante – Resa percentuale

STATI DI AGGREGAZIONE DELLA MATERIA – Interazioni intermolecolari – Dipolo/Ione, Dipolo/Dipolo, Dipolo/Dipolo indotto, Dipolo transiente/Dipolo indotto, legame idrogeno

SISTEMA GASSOSO – Parametri descrittivi del sistema disperso (Pressione, Temperatura, Volume, mole ) - Gas ideale e le sue leggi – Miscele gassose – Gas reali
PROBLEMI – Applicazioni numeriche delle leggi che descrivono i gas ideali

SISTEMA LIQUIDO – Parametri descrittivi del sistema fluido (Tensione superficiale, densità, viscosità, calore specifico) – Temperatura di ebollizione – Equilibrio fisico - Transizioni di fase – Curva di riscaldamento dell’acqua - Diagramma di stato H2O

SOLUZIONI – Solventi e soluti – Elettroliti - Fattori che influenzano la solubilità – Soluzioni sature - Unità di misura delle soluzioni (percentuali in peso, frazione molare, molarità, molalità) – Applicazioni numeriche

PROBLEMI – Conversione tra unità di misura

PROBLEMI – Miscelazioni NON reattive

PROPRIETA’ COLLIGATIVE – Abbassamento della tensione di vapore – Abbassamento del punto di congelamento – Innalzamento della temperatura di ebollizione – Pressione osmotica – Binomio di Van’t Hoff

PROBLEMI – Proprietà colligative

REAZIONI CHIMICHE E VELOCITA’ DI REAZIONE – Come si misura la velocità di reazione – Teoria dell’urto efficace – Energia di attivazione – Ordine di reazione e modelli cinetici.

REAZIONI CHIMICHE ED EQUILIBRIO CHIMICO – Equilibri chimici omogenei ed eterogenei - Costante di equilibrio – Principio di Le Chatelier – Effetto delle variazioni di Pressione/Volume, Temperatura e catalizzatore.

PROBLEMI – Applicazioni numeriche su equilibri in fase omogenea o eterogenea

ACIDI E BASI – Definizione di Acido/Base secondo Arrenius, Bronsted/Lowry e Lewis – Acidi/Basi forti e deboli - Costante di dissociazione Acido/Base – Acidi poliprotici - Prodotto ionico dell’acqua – Concetto di pH

IDROLISI SALINA – Sali neutri, acidi o basici – Costante di idrolisi

PROBLEMI – Applicazioni numeriche sul calcolo del pH delle soluzioni Acide/Basiche

SOLUZIONI TAMPONE – Equilibri multipli in soluzione e meccanismo di mantenimento del valore di pH costante

PROBLEMI – Applicazioni numeriche sul calcolo del pH delle soluzioni tampone

TITOLAZIONE ACIDO/BASE – Principio della titolazione – Titolazione Acido Forte/ Base Forte – Titolazione Acido Debole/Base Forte – Curve sperimentali delle titolazioni

PROBLEMI – Applicazioni numeriche sul calcolo del pH delle titolazioni

REAZIONI DI OSSIDO-RIDUZIONE E PILE ELETTROCHIMICHE – Reazioni RedOx – Concetto di semireazione - Celle elettrogalvaniche – Equazione di Nernst e f.e.m.

PROBLEMI – Applicazioni numeriche sul calcolo della f.e.m.

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.

Carboidrati.
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.

Basi azotate.
Chimica dell'azoto, implicazioni nei legami di coordinazione in molecole di interesse biomedico. Purine, pirimidine e loro funzione negli acidi nucleici.

Testi adottati

J. Mc Curry et al. "FONDAMENTI DI CHIMICA GENERALE E ORGANICA" PEARSON

P. Arcari et al. "CHIMICA MEDICA. Guida all'autovalutazione" ESCULAPIO
M. Giomini et al. "FONDAMENTI DI STECHIOMETRIA" EdiSES

Modalità di valutazione

Per superare l'esame occorre conseguire un voto non inferiore a 18/30 in ciascun modulo. Lo studente deve dimostrare di aver acquisito una conoscenza sufficiente degli argomenti trattati durante il corso
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, argomentando un ragionamento lineare con l’impiego di termini tecnici ed avvalendosi di espressioni linguistiche corrette

Programma

Stabilità dei legami chimici nella materia vivente. Rilevanza del legame idrogeno. Polarità strutturale nelle macromolecole biologiche. Aminoacido come costituenti delle proteine. I 20 amminoacidi proteici. La struttura generale di un amminoacido. Classificazione degli amminoacidi sulla base della natura chimica della catena laterale. Configurazione del C-alfa. Isomeri D e L. Isomeri R e S. Enantiomeri e diastereoisomeri. Polarimetro. Proprietà acido-base degli amminoacidi. pK dei gruppi amminici e carbossilici in C-alfa e in catena laterale. Curve di titolazione. Ponti disolfuro. Aminoacidi aromatici e Legge di Lambert-Beer. Modifiche post-traduzionali negli amminoacidi. Amminoacidi non proteici biologicamente attivi. Separazione degi amminoacidi per elettroforesi, cromatografia su strato sottile e HPLC.
Livelli strutturali nelle proteine. Classificazione delle proteine per struttura o funzione. la struttura primaria e il legame peptidico. Caratteristiche chimiche e di risonanza del legame peptidico. Calcolo del pI di peptidi. Assi di rotazione della catena polipeptidica. Strutture secondarie e grafico di Ramachandran: alfa-elica, beta-filamenti e foglietti, ripiegamenti beta.
Influenza della catena laterale degli aminoacidi nella formazione delle strutture secondarie.
Acidi nucleici. Gli acidi nucleici (DNA or RNA) come polimeri lineari di nucleotidi. L’anello ribofuranosico nei nucleotidi e le sue possibili conformazioni. Numerazione degli anelli. le basi azotate puriniche e pirimidiniche. Le forme tautomeriche cheto-enoliche. Nucleosidi e nucleotidi. Conformazioni sin-anti zucchero-base azotata. Assorbimento della luce UV delle basi azotate.Il legame fosfodiestere. L’appaiamento delle basi secondo Watson e Crick: interazioni canoniche. Solco minore e maggiore nel DNA. Appaiamenti non-canonici (Hoogsteen). Modificazioni chimiche dei nucleotidi da parte di agenti ambientali: radiazioni UV e ionizzanti. I derivati dei nucleotidi come sostanze biologicamenteubiquitarie negli organismi viventi. Modificazioni Chimiche dei nucleotidi: Metilazioni, deamminazioni e depurinazioni.

Testi adottati

Le slide delle lezioni sono messe a disposizione degli studenti sulla piattaforma E-learning.
CHIMICA E PROPEDEUTICA BIOCHIMICA – BETELHEIM ET AL. – EdiSES
FONDAMENTI DI STECHIOMETRIA – GIOMINI ET AL. – EdiSES
CHIMICA MEDICA Guida all’autovalutazione – ARCARI ET AL. – ESCULAPIO

Modalità di valutazione

Per superare l'esame occorre conseguire un voto non inferiore a 18/30 in ciascun modulo. Lo studente deve dimostrare di aver acquisito una conoscenza sufficiente degli argomenti trattati durante il corso
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, argomentando un ragionamento lineare con l’impiego di termini tecnici ed avvalendosi di espressioni linguistiche corrette

Programma

MODULO DI CHIMICA ORGANICA E PROPEDEUTICA DI BIOCHIMICA
1)introduzione orbitali e nomenclatura alcani
2)analisi conformazionale
3)termodinamica e cinetica
4)alcheni
5)stereochimica
6)alogenuri alchilici
7)alcoli eteri e tioli
8)aldeidi e chetoni
9)acidi carbossilici e derivati
10)carboidrati
11)lipidi e membrane biologiche

Testi adottati

testi suggeriti dal titolare del corso Prof. E. Lendaro

Modalità di valutazione

Per superare l'esame occorre conseguire un voto non inferiore a 18/30 in ciascun modulo. Lo studente deve dimostrare di aver acquisito una conoscenza sufficiente degli argomenti trattati durante il corso
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, argomentando un ragionamento lineare con l’impiego di termini tecnici ed avvalendosi di espressioni linguistiche corrette