L'insegnamento è organizzato come segue:

Obiettivi formativi

L’insegnamento si propone di fornire le conoscenze di scienze di base quali biologia, genetica, biochimica, fisica e statistica, indispensabili per affrontare i successivi insegnamenti che lo studente incontrerà nel suo percorso di studio triennale, tenendo in particolare considerazione quelle maggiormente utili alla comprensione ed all’approfondimento di problematiche biomediche associate alla fisioterapia.
A completamento del corso lo studente avrà acquisito:
- competenze di biologia cellulare e genetica relative alle caratteristiche strutturali, funzionali e molecolari dei processi cellulari comuni a tutti gli organismi viventi e in particolare dei meccanismi di base che regolano attività, riproduzione e interazioni cellulari e ai meccanismi di trasmissione delle malattie genetiche nell’uomo;
- conoscenze di base di chimica organica e biochimica sulle relazioni struttura-funzione delle principali classi di macromolecole biologiche, sulla regolazione metabolica a livello molecolare e le trasformazioni energetiche dei processi biochimici;
- competenze nell'ambito della bio-statistica con particolare riguardo ai metodi statistici di base per l'analisi di dati bio-medici come la sintesi delle informazioni raccolte su un campione di soggetti, calcolo delle probabilità, generalizzare le informazioni del campione sulla popolazione di origine;
- conoscenze fisiche di base sulle leggi fondamentali della Fisica, in particolare di meccanica e fluidodinamica, e sulla loro applicazione in fenomeni e situazioni concrete di interesse biomedico e capacità di risolvere semplici problemi di Fisica, anche applicati a situazioni concrete come ad esempio articolazioni ed equilibrio dei corpi.
Tali conoscenze di base rappresentano un pre-requisito per ulteriori approfondimenti specialistici che saranno oggetto degli insegnamenti dei successivi anni di corso. Il corso di Scienze Propedeutiche Fisiche e Biologiche è propedeutico per gli esami di Fisiologia Umana, di Chinesiologia e di tirocinio del 1° anno.
Maggiori dettagli sono disponibili nelle specifiche schede dedicate ai singoli moduli che costituiscono l’insegnamento.

Programma

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MM: BIOCHIMICA
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ELEMENTI DI CHIMICA (molte parti sono dei saperi minimi) 1. La struttura dell’atomo e le proprietà periodiche degli elementi: composizione della materia; atomo e particelle subatomiche; teoria atomica; numeri quantici e orbitali; configurazione elettronica; tavola periodica e reattività chimica degli elementi; affinità elettronica, elettronegatività. 2. Il legame chimico: molecole e ioni; legame ionico; legame covalente; forze intermolecolari; legame a idrogeno. 3. Soluzioni e reazioni acido-base: concentrazione delle soluzioni, teoria acido-base secondo Arrhenius e Brőnsted-Lowry; idracidi, idrossidi, ossiacidi; reazioni acido-base; il pH e le soluzioni tampone. 4. Elementi di chimica organica e propedeutica biochimica: proprietà dell’atomo di carbonio, orbitali ibridi, classificazione dei composti organici: i gruppi funzionali; idrocarburi; alcoli; eteri; tioli; ammine; aldeidi e chetoni; acidi carbossilici; esteri e anidridi. BIOCHIMICA 1. Elementi costitutivi della materia vivente: la struttura polimerica delle macromolecole biologiche. 2. Struttura e funzione delle proteine: classificazione degli aminoacidi; potere tamponante; legame peptidico; i livelli strutturali delle proteine; proteine fibrose; proteine globulari; emoglobina e mioglobina: struttura, funzione, fattori che influenzano il legame dell’ossigeno, varianti dell’emoglobina; enzimi: classificazione, ruolo nelle reazioni chimiche, regolazione dell’attività enzimatica. 3. Vitamine idrosolubili, e liposolubili, co-enzimi. 4. Concetti di bioenergetica: il metabolismo; trasformazioni chimiche nella cellula; spontaneità delle reazioni metaboliche; l’ATP come “moneta di scambio energetico”; ossido-riduzioni di interesse biologico. 5. Struttura e metabolismo dei carboidrati: monosaccaridi e disaccaridi, polisaccaridi, glicoconiugati; glicolisi e sua regolazione; gluconeogenesi; cenni sulla via del pentoso fosfato; e glicogeno-sintesi. 6. Il ciclo dell’acido citrico e la fosforilazione ossidativa: i mitocondri; sintesi dell’acetil CoA; ciclo dell’acido citrico e sua regolazione; catena respiratoria e trasporto degli elettroni; sintesi di ATP. 7. Struttura e metabolismo dei lipidi: lipidi strutturali e membrane biologiche; il colesterolo; i lipidi di riserva; digestione dei lipidi e β-ossidazione degli acidi grassi; chetogenesi; CENNI sulla biosintesi degli acidi grassi. 8. Metabolismo degli amminoacidi: cenni su amminoacidi gluco- e cheto-genici, transamminazione, deamminazione ossidativa, ciclo dell’urea.
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MM: FISICA APPLICATA
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NOZIONI DI BASE esempi introduttivi unità di misura e analisi dimensionale CINEMATICA DEL PUNTO posizione, spostamento, velocità, accelerazione moto rettilineo uniforme moto rettilineo uniformemente accelerato grandezze scalari e vettoriali, rappresentazione di un vettore, operazioni tra vettori moto circolare, velocità angolare, accelerazione angolare esempi DINAMICA DEL PUNTO principio d'inerzia, nozione di forza seconda legge di Newton, massa inerziale, terza legge di Newton quantità di moto, impulso risultante delle forze, equilibrio delle forze forza peso forze di attrito forze elastiche lavoro, potenza, energia cinetica, energia potenziale forze conservative, principio di conservazione dell'energia meccanica forze non conservative, variazione dell'energia meccanica sistemi di punti esempi DINAMICA ROTAZIONALE ED EQUILIBRIO STATICO cinematica del corpo rigido, traslazione, rotazione, rototraslazione momento d'inerzia momento della forza equilibrio statico esempi
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MM: STATISTICA MEDICA
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Utilizzo della statistica in ambito sanitario Raccolta e presentazione dei dati Misurazione e tipi di variabili Precisione e accuratezza di un procedimento di misurazione Costruzione tabelle a 1 e 2 entrate Frequenze assolute e relative Frequenze cumulate Rappresentazione grafica dei dati (istogrammi orizzontali o verticali, poligoni delle frequenze semplici e cumulate, grafici per punti e per spezzate, diagrammi circolari) Misure di posizione e dispersione Moda Quantili e mediana Media aritmetica semplice e ponderata Range e deviazione standard Coefficiente di variazione Cenni di calcolo delle probabilità Definizione di probabilità Regola dell’addizione e della moltiplicazione Probabilità indipendenti e condizionate Cenni di Inferenza Statistica Il concetto di inferenza statistica Le tecniche dell’inferenza: Distribuzione binomiale, Curva di Gauss, Intervalli di Confidenza e Test d’Ipotesi Test diagnostico e di screening: loro valutazione Sensibilità, specificità , valore predittivo positivo di un test di screening
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MM: BIOLOGIA APPLICATA
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- Caratteristiche generali degli esseri viventi. Origine della vita e evoluzione. Livelli di organizzazione e principi di classificazione degli organismi viventi. Simbiosi. Concetto di autotrofia e Eterotrofia. - Acqua: caratteristiche e importanza biologica. - Cellula procariota ed eucariota. Struttura, organizzazione e funzioni della cellula. Principali caratteristiche e funzioni degli organelli cellulari. - Membrane biologiche: struttura e modelli proposti. Passaggio di materiali attraverso le membrane. Giunzioni cellulari. - Comunicazione cellulare. Invio, ricezione, trasduzione del segnale e risposta al segnale. - Ciclo cellulare e sua regolazione. Morte cellulare. Mitosi e riproduzione sessuata. Meiosi e riproduzione sessuata. Crossing-over. - Organizzazione del genoma umano. Struttura e composizione dei cromosomi e della Cromatina. - Basi molecolari dell'informazione genetica: DNA struttura, funzione, replicazione e suo ruolo nell’ereditarietà. Definizione di gene. Flusso dell'informazione genetica: trascrizione, maturazione RNA, Codice genetico, traduzione e sintesi proteica. - Mutazioni del DNA e Meccanismi di riparazione del DNA. - Basi cromosomiche dell'ereditarietà. Cariotipo umano normale e patologico. - Trasmissione dei caratteri ereditari e leggi di Mendel. Modalità di trasmissione dell'informazione genetica: ereditarietà autosomica e legata al sesso. Cenni sulla trasmissione di caratteri complessi. - Malattie genetiche ed ereditarie. Esempi. Mutazioni somatiche e cancro.

Modalità d'esame

L’esame consiste di 4 prove, una per ciascun modulo, basate sui contenuti didattici di tutto il corso. Sono previsti 6 appelli per ciascun anno accademico: 2 nella Sessione Invernale alla fine del corso, 2 nella Sessione Estiva e 2 nella sessione Autunnale. Nei due appelli della Sessione Invernale le 4 prove sono superabili separatamente; negli appelli delle Sessioni Estiva ed Autunnale le 4 prove devono essere superate tutte nello stesso appello.
Gli studenti che siano stati ammessi al corso di laurea con una votazione inferiore a 6 punti nella disciplina di Biologia, a 3 punti nella disciplina della Chimica e/o 3 punti nella disciplina della Fisica e Matematica, per accedere all’esame dovranno aver prima assolto i relativi debiti formativi.
Per superare l'esame è necessario ottenere un punteggio non inferiore a 18/30 in ciascuna prova. Il voto finale, espresso in trentesimi, è dato dalla media ponderata sui crediti dei punteggi riportati nelle singole prove. Lo studente può ritirarsi o rifiutare il voto proposto: in tal caso sarà annullato ogni credito parziale e lo studente dovrà ripetere tutte le prove d’esame ad un successivo appello.
Si rimanda alle schede dei singoli moduli per i dettagli.

Bibliografia