Codice insegnamento

4S01837

Crediti

7

Coordinatore

Elisabetta Trabetti

Lingua di erogazione

Italiano

Offerto anche nei corsi:

• Scienze chimico-fisiche - FISICA APPLICATA del corso Laurea interateneo in Tecniche della prevenzione nell'ambiente e nei luoghi di lavoro

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L'insegnamento è organizzato come segue:

Obiettivi formativi

L’insegnamento si propone di fornire le conoscenze di base di biologia, biochimica, fisica e statistica, tenendo in particolare considerazione quelle maggiormente utili alla comprensione ed all’approfondimento di problematiche biomediche associate alla fisioterapia e di fornire i fondamenti del metodo sperimentale alla base delle moderne discipline scientifiche e tecnologiche, per educare lo studente al rigore scientifico e alla valutazione critica dei dati sperimentali. A completamento del corso lo studente avrà acquisito le competenze necessarie per comprendere, descrivere e analizzare i fenomeni naturali, biologici e fisici, con particolare riguardo alle problematiche biomediche e sarà in grado di spiegare i meccanismi molecolari e cellulari alla base del funzionamento dell’intero organismo e cogliere il significato patogenetico di eventuali alterazioni di essi, dimostrando inoltre la capacità di esporre le argomentazioni relative alle conoscenze acquisite in modo preciso, con valutazione critica e con linguaggio scientifico appropriato. Avrà infine sviluppato la capacità di affrontare con buona autonomia ulteriori approfondimenti specialistici che saranno oggetto degli insegnamenti dei successivi anni di corso. MODULO: FISICA APPLICATA Fornire conoscenze di base sulle grandezze e sulle leggi fondamentali della Fisica, in particolare della meccanica e sulla loro applicazione in fenomeni e situazioni concrete di interesse biomedico e far acquisire capacità di risolvere semplici problemi di Fisica, soprattutto di Biomeccanica, anche applicati a situazioni concrete. MODULO: BIOCHIMICA Fornire 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 sulle interconnessioni esistenti tra i diversi processi biochimici e sulle trasformazioni energetiche ad essi connesse. MODULO: BIOLOGIA APPLICATA Fornire competenze di biologia e genetica umana, in una visione evoluzionistica, relative alle caratteristiche strutturali, funzionali e molecolari dei processi cellulari comuni agli organismi viventi e in particolare dei meccanismi di base che regolano attività, riproduzione, interazioni cellulari e la trasmissione dei caratteri ereditari normali e patologici nell’uomo. MODULO: STATISTICA DESCRITTIVA Fornire competenze nell'ambito della bio-statistica con particolare riguardo ai metodi statistici di base per l'analisi di dati biomedici come la modalità di raccolta e sintesi dei dati di ricerca clinica o epidemiologica, calcolo delle probabilità, generalizzare le informazioni raccolte su un campione alla popolazione di origine, la rappresentazione grafica di sintesi e l’interpretazione dei principali risultati statistici.

Programma

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MM: BIOCHIMICA
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ELEMENTI DI CHIMICA (in parte nei 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 nei 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. La modalità didattica utilizzata in questo insegnamento è esclusivamente di tipo frontale.
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MM: FISICA APPLICATA
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Grandezze fisiche e loro misura. Definizione di grandezza fisica e sue dimensioni. Sistemi di unità di misura e costanti fondamentali. Cenni di metodologia della misura e di teoria degli errori. Fondamenti della meccanica Forze. Accelerazione e seconda legge di Newton sul moto. Moti con velocità variabile. Moto circolare. Conservazione dell’energia. Quantità di moto. Momento torcente e momento angolare. Biomeccanica Le leve del corpo umano. Equilibrio nel corpo umano. Cenni di meccanica della locomozione.
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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 • 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 degli esseri viventi
• Concetti base sulle macromolecole: carboidrati, lipidi, acidi nucleici e proteine
• Cellula procariota ed eucariota: organizzazione e funzione della cellula, membrane e compartimentazione interna; organelli, caratteristiche e funzioni: nucleo, ribosomi, RER, REL, Golgi, lisosomi, perossisomi, citoscheletro; parete extracellulare e matrice extracellulare, mitocondri e cloroplasti; citoscheletro; teoria endosimbiontica
• Le membrane biologiche: struttura e modelli proposti; il passaggio di materiali attraverso le membrane: passivo, attivo, endocitosi ed esocitosi; le giunzioni cellulari
• La comunicazione cellulare: endocrina, paracrina, iuxtacrina ed autocrina; ricezione e trasduzione del segnale
• I cromosomi, il ciclo cellulare e la divisione cellulare: DNA e proteine, nucleosomi, eterocromatina, eucromatina, cromosoma condensato. Le fasi del ciclo cellulare. Mitosi, riproduzione sessuata e meiosi
• Il DNA e il suo ruolo nell’ereditarietà: caratteristiche e replicazione del DNA
• Espressione genica: trascrizione, codice genetico e traduzione
• Le mutazioni del DNA: i diversi tipi di mutazione e le diverse cause di mutazione; mutazioni somatiche e cancro
• I principi dell’ereditarietà, da Mendel alla genetica moderna: definizione di fenotipo, genotipo, locus, gene, allele dominante e recessivo, omozigote ed eterozigote. Segregazione e assortimento indipendente. Indipendenza e associazione. Crossing-over e ricombinazione. Determinazione genetica del sesso
• Diversi tipi di ereditarietà: autosomica dominante, autosomica recessiva, legata al sesso dominante e recessiva. Analisi del cariotipo umano normale e patologico. Anomalie cromosomiche numeriche e strutturali. Esempi di alberi genealogici e di malattie con trasmissione AR, AD, legate all’X.

MODALITA' DIDATTICA
La frequenza al corso è obbligatoria.
Le modalità didattiche adottate per l'insegnamento consistono in lezioni frontali. Oltre ai testi consigliati, vengono proposte integrazioni di approfondimento sulla piattaforma e-learning dell'insegnamento.
Durante tutto l'anno accademico è disponibile il servizio di ricevimento individuale, in orario flessibile, previo appuntamento richiesto per email.
Si invitano gli studenti a scegliere un libro tra quelli indicati.

Bibliografia

Modalità d'esame

Obiettivo dell'esame di Scienze propedeutiche fisiche e biologiche: accertare una avanzata comprensione dei contenuti in programma dell'intero insegnamento e la capacità di esporre le proprie argomentazioni in maniera critica, precisa e con linguaggio scientifico appropriato.

Sono previsti 6 appelli: 2 nella Sessione Invernale alla fine del corso, 2 nella Sessione Estiva e 2 nella sessione Autunnale.
Gli studenti possono iscriversi all'esame se hanno frequentato almeno il 75% dell’attività didattica frontale dell'intero insegnamento. L' esame riguarderà tutti e 4 i moduli dell'insegnamento e consiste in quiz a scelta multipla, domande aperte ed esercizi. Si rimanda alle schede dei singoli moduli per ulteriori informazioni.

Il voto viene espresso in trentesimi. L'esame si ritiene superato se lo studente riceve valutazione positiva(≥ 18/30) per tutti e 4 i moduli. La valutazione finale si basa sulla media ponderata degli esiti dei singoli moduli. Lo studente può ritirarsi e rifiutare il voto proposto.

Gli studenti che non superano tutti e 4 i moduli dell'esame nello stesso appello dovranno sostenere solo le parti mancanti/insufficienti in uno degli appelli successivi, purché all'interno della sessione invernale straordinaria dell'Anno Accademico successivo. Dalla sessione estiva successiva sarà necessario ripetere tutti e quattro i moduli.