Traslazione di linguaggio corrente in formule matematiche. Concetto di condizione necessaria o sufficiente.  Interpretazione di vari tipi di rappresentazioni grafiche e tabelle. Ragionamenti su concetti di matematica elementare.

Grandezze fisiche e unità di misura. Multipli e sottomultipli. Massa, volume, densità. Scale di temperatura. La materia. Atomi molecole, ioni. Elementi e composti. Il sistema periodico degli elementi. Formule chimiche. Peso atomico, molecolare, formula. La mole e il numero di Avogadro.

La cellula eucariote e procariote. Le macromolecole biologiche. Il dogma della biologia. Cenni su duplicazione DNA, trascrizione e traduzione.

Richiami di algebra e geometria. Definizione angolo e unita' di misura. Funzioni trigonometriche. Algebra vettoriale. Operazioni tra vettori: somma, sottrazione, moltiplicazione per scalare, prodotto scalare e prodotto vettoriale. Introduzione al metodo sperimentale, leggi fisiche e unità di misura. Cenni di Cinematica del punto materiale: traiettoria, leggi orarie, definizione delle grandezze cinematiche scalari. Moto unidimensionale, uniforme, uniformemente accelerato. Caduta de grave.Moto parabolico. Esercitazioni.

Numeri. Rappresentazione decimale. Notazione scientifica e cifre significative. Radici e potenze ad esponente intero e frazionario. La retta reale. Intervalli. Distanza di due punti e punto medio di un intervallo. Semplici equazioni e disequazioni. Il valore assoluto. Il piano cartesiano. Le coordinate di un punto. Distanza di due punti e punto medio di un segmento. Equazione della retta nel piano. Circonferenza, ellisse (cenni). Risoluzione dell'equazione di secondo grado, fattorizzazione e segno di y =ax^2+bx+c. Parabola, vertice e segno. Iperbole. Geometria piana e solida: superfici e volumi (rettangolo, trapezio, sfera, cubo, cilindro, piramide). Coordinate sul cerchio, angoli (misure in gradi e radianti). Coseno e seno. Il numero pi. Tabulazioni elementari di coseno e seno. Formule di addizione e di duplicazione. Risoluzione dei triangoli con l'ausilio delle funzioni circolari. Periodicità. Grafici del seno e del coseno. Tangente. Cenni a funzioni, in particolare potenze, esponenziali e logaritmi.

Presentazione. Modalità di esame. Introduzione al corso. Che cos’è un computer. Hardware: Componenti interni di un computer: motherboard, cpu, memorie (hard disk e RAM). Hardware: Interfacce e Periferiche. Schermi capacitivi e schermi resistivi. Dispositivi di input e dispositivi di output. Software: i sistemi operativi e i programmi applicativi. Il pc e la gestione dei files. Virus informatici: cosa sono e come trattarli. (2h) Software: elaborazione testi (2h) Software: foglio di calcolo e strumenti di presentazione (2h) Internet, Web, identità e reputazione (2h) Transazioni online e sicurezza (2h) Ultime analisi e innovazioni informatiche (2h)

Credito 1[Funzioni] Il concetto di funzione. Dominio e codominio. Composizione di funzioni. Funzioni invertibili e funzione inversa. Funzioni circolari inverse. Logaritmi, esponenziali e potenze. Credito 2[Derivate] Introduzione e significato della derivata Significato geometrico della derivata. Determinazione grafica della derivata (zoom). Approssimazione della derivata in un punto tramite quoziente di Newton e regola dei tre punti. Derivata per funzioni tabulate. La funzione derivata. Regole di derivazione Derivata della somma, del prodotto, di funzioni composte, del reciproco e del quoziente. Derivata della funzione inversa. Applicazioni delle derivate Funzioni crescenti-decrescenti. Massimi e minimi di funzioni. Determinazione con la derivata di massimi e minimi. Derivata seconda e studio della concavità- convessità di un grafico. Credito 3 [Integrali e area] Integrazione numerica L’integrale definito per funzioni positive su intervalli finiti. I metodi di calcolo. Integrazione numerica con il metodo dei rettangoli ed il metodo dei trapezi. Integrazione stocastica con il metodo Montecarlo. Integrazione esatta Il teorema fondamentale del calcolo. Integrale indefinito e antiderivate. Determinazione delle antiderivate. Area fra due curve. Estensioni del concetto di integrale Integrali per funzioni non sempre positive. Inversione degli estremi di integrazione. Statistica Credito 4 [Dati statistici] Introduzione. Dati sperimentali e simulazione. Simulazione del lancio di un dado equo. Singola variabile Unità statistiche, campione di osservazione, popolazione, variabile. Rappresentazioni di una sola variabile. Rappresentazioni numeriche strutturate: riordinamento crescente, frequenze assolute, frequenze relative. Variabili continue e discrete. Visualizzazioni: diagrammi a colonna, areogrammi e boxplot. Uso del simbolo di sommatoria e sue proprietà. Indicatori statistici. Indicatori di centralità (media, mediana), indicatori di dispersione (estensione, quartili, varianza campionaria e deviazione standard). Indicatori per dati ripetuti. Credito 5 [Statistica a variabile doppia] Due variabili Rappresentazione di due variabili. Diagramma a dispersione (scatter plot). Regressione lineare (nuvole di punti, retta di regressione sulle X, retta di regressione sulle Y, correlazione lineare e covarianza). Applicazioni della regressione lineare. Le leggi potenza e leggi esponenziali. Cambio di variabili per ricondursi a relazioni lineari. Credito 6 [Probabilità] La concezione frequentista della probabilità. Sistemi completi di eventi. Unione e intersezione di eventi. Regola di Bayes. Calcoli di probabilità e applicazioni della regola di Bayes. Variabili aleatorie e densità di probabilità per variabili discrete e per variabili continue. Valore atteso e deviazione standard di una popolazione. Formule per il valore atteso e la varianza. Variabili normali. Ricostruzione della probabilità P {a < X < b} per una variabile normale. Variabili standard. Credito 7 [Test statistici] Stima dei parametri statistici Criteri di attendibilità. Livello di fiducia e affidabilità. Stime puntuali ed intervallari. Stima intervallare della media di una popolazione normale. I test t di Student ad un campione e a due campioni (dati appaiati, ugali varianza, Welch). Test chi-quadro di adeguamento e di indipendenza.

Introduzione su grandezze fisiche e richiami di matematica Angoli. Funzioni trigonometriche. Coordinate cartesiane. Vettori. Algebra vettoriale. Grandezze fisiche fondamentali e derivate. Leggi fisiche. Unità di misura. Il sistema internazionale. Conversione di unità di misura. Cifre significative. Notazione scientifica. Meccanica Sistemi di riferimento. Velocità e accelerazione. Traiettoria. Diagramma orario. Moto rettilineo, moto uniforme, moto uniformemente accelerato. Caduta di un grave. Moto parabolico. Moto circolare. Massa. Principi della dinamica. Le forze fondamentali. Attrito statico e dinamico. Lavoro, energia cinetica. Forze conservative e energia potenziale. Energia meccanica e sua conservazione. Lavoro delle forze non conservative. Potenza. Moto armonico semplice. Forze elastiche, energia potenziale elastica. Oscillazioni smorzate e oscillazioni forzate. Impulso e quantità di moto. Conservazione della quantità di moto; urti elastici ed anelastici. Moto dei corpi rigidi: velocità ed accelerazione angolare. Momento di una forza. Momento d'inerzia. Momento angolare e sua conservazione. Condizioni di equilibrio di un corpo rigido. Baricentro. Leve. Elettricita' e magnetismo Carica elettrica, legge di Coulomb, campo elettrico e teorema di Gauss. Esempi di campi elettrici generati da diverse distribuzioni di carica. Energia potenziale elettrostatica e potenziale. Linee equipotenziali. L’elettronvolt. Dipolo elettrico. Momento di dipolo. Potenziale di un dipolo elettrico. Dipolo in campo elettrico uniforme. Conduttori ed isolanti. Polarizzazione di un dielettrico. Capacità elettrica ed energia immagazzinata in un condensatore. Rigidità elettrica. Condensatori in serie e in parallelo. Corrente elettrica. Resistenza elettrica e resistività. Prima e seconda legge di Ohm. Resistenze in serie e parallelo. Potenza elettrica. Effetto Joule. Cenni su circuiti in corrente continua e in corrente alternata.Campo magnetico. Forza di Lorentz. Spettrometro di massa. Forza magnetica su un filo percorso da corrente. Campi magnetici prodotti da correnti: filo rettilineo, spira e solenoide. Forza tra due fili paralleli percorsi da correnti. Dipolo magnetico. Momento di dipolo magnetico di una carica orbitante. Flusso del campo magnetico. Legge di Faraday-Neumann-Lenz. Onde elettromagnetiche, lo spettro e la luce visibile. Effetto fotoelettrico. Natura corpuscolare delle onde elettromagnetiche. Il fotone. Generazione di raggi X. Il tubo radiogeno. Onde, acustica e ottica Proprietà delle onde. Velocità di un'onda in un mezzo. Riflessione e rifrazione. Interferenza. Diffrazione. Onde stazionarie. Il suono; velocità, timbro, tono, intensità. Sensazione sonora e decibel. Colonna d’aria con una o entrambe le estremità aperte. Effetto Doppler per le onde sonore. Flussimetro Doppler. Riflessione totale, diffusione e dispersione della luce. Esperimento di Young. Diffrazione da singola fenditura. Reticolo di diffrazione. Diffrazione dei raggi X. Fluidi Pressione, densità. Principio di Pascal. Legge di Stevino. Pressione idrostatica. Pressione atmosferica. Legge di Archimede e galleggiamento. Portata. Equazione di continuità. Equazione di Bernoulli. Viscosità. Legge di Hagen-Poiseuille. Resistenza idrodinamica; resistenze in serie e in parallelo. Flusso laminare e turbolento; velocità critica. Legge di Stokes. Velocità di sedimentazione. Radioattività Cenni alla struttura del nucleo atomico. Proprietà dei nuclei: dimensioni, massa ed energia di legame. Curva di stabilità, nuclei stabili e instabili. Decadimento alfa, beta e gamma. Legge del decadimento radioattivo; vita media e tempo di dimezzamento. Attività. Interazione radiazione-materia Cenni sull’interazione di particelle cariche, fotoni e neutroni con la materia. Effetti biologici della radiazione. Dose assorbita, EBR e dose equivalente.

- ANATOMIA GENERALE: nozioni di anatomia generale sistematica e topografica; termini di posizione e movimento; organi cavi e organi pieni, terminologia medica. - ANATOMIA MICROSCOPICA: tecniche di studio; tessuti epiteliali, tessuti connettivi, il sangue e gli organi emolinfopoietici, tessuti muscolari; la cute ed annessi cutanei. - OSTEOARTROMIOLOGIA: generalità di anatomia delle ossa, muscoli ed articolazioni. - APPARATO CARDIO-CIRCOLATORIO: configurazione esterna ed interna del cuore; valvole cardiache e scheletro del cuore; la circolazione nell' adulto e la circolazione fetale; aorta e rami arteriosi; la vena porta. - SISTEMA NERVOSO: il tessuto nervoso; generalità di anatomia funzionale del sistema nervoso centrale, periferico e del sistema nervoso autonomo; le cavità del sistema nervoso centrale, il liquido cefalo-rachidiano e la circolazione liquorale, la barriera ematoencefalica, le meningi. Midollo spinale, tronco encefalico, nuclei propri e dei nervi encefalici, telencefalo; le principali vie motorie e sensitive. - APPARATO DIGERENTE: generalità di anatomia funzionale; cavità orale, esofago, stomaco, fegato, pancreas esocrino, intestino. - APPARATO RESPIRATORIO: generalità di anatomia funzionale; cavità nasale, laringe, trachea, albero bronchiale, alveolo polmonare; generalità sulle pleure. - APPARATO UROGENITALE: generalità di anatomia funzionale; rene, nefrone e vie escretrici. Utero, tube uterine, gonadi, vie spermatiche. - SISTEMA ENDOCRINO: generalità di anatomia funzionale; ipotalamo, ipofisi, tiroide, surrene, pancreas endocrino, ovaio, testicolo, apparato iuxtaglomerulare

• Le macromolecole biologiche • DNA: struttura e organizzazione del DNA. La duplicazione del DNA. Le mutazioni. • Definizione molecolare di gene. • La trascrizione e la maturazione degli RNA. • La regolazione dell’espressione genica negli eucarioti. • Il codice genetico e le sue caratteristiche. • La sintesi delle proteine. • La membrana: caratteristiche di permeabilità del doppio strato lipidico, trasporto passivo e trasporto attivo • Reticolo endoplasmatico rugoso e apparato di Golgi: sintesi delle proteine da secernere, sequenze segnale, glicosilazione e maturazione delle proteine nel Golgi. • Lisosomi e perossisomi. • Mitocondri. • Principi generali di comunicazione cellulare. Proprietà dei recettori e generazione di messaggi intracellulari. • La matrice extracellulare: • Il citoscheletro • Le fasi del ciclo cellulare e la mitosi. Il controllo del ciclo cellulare. • Caratteristiche generali della cellula vegetale: parete, plastidi, vacuolo • Crescita e sviluppo della cellula vegetale. • I tessuti vegetali. • La fotosintesi: fase oscura e fase luminosa • Ormoni vegetali. • Struttura e funzioni della cellula batterica • La locomozione microbica • Le strutture di superficie e le inclusioni cellulari • Il metabolismo microbico • La struttura del DNA e la sua replicazione • La nutrizione microbica: tipi di nutrizione tra i batteri • Effetti ambientali sulla crescita microbica • La coltivazione e l’enumerazione dei microrganismi in laboratorio • Il ciclo di crescita di una popolazione batterica • Principi di biologia molecolare dei microrganismi (trasformazione, coniugazione la trasduzione generalizzata e specializzata, i plasmidi) • Concetti di sterilizzazione e disinfezione • Controllo della crescita microbica • Elementi di virologia • Interazioni uomo-microrganismo • Fattori di virulenza e tossine • I principali meccanismi di azione dei farmaci antimicrobici • I meccanismi di resistenza ai farmaci antimicrobici

• Le macromolecole biologiche: gli acidi nucleici DNA e RNA, gli aminoacidi e le proteine, i lipidi e i carboidrati. • DNA: struttura a doppia elica. Livelli di organizzazione del DNA nella cellula: cromatina nucleare e struttura dei cromosomi. La duplicazione del DNA. Meccanismi di controllo della fedeltà di copiatura del messaggio genetico. Le mutazioni: importanza nella patologia e nell'evoluzione. • Definizione molecolare di gene. • La trascrizione e la maturazione degli RNA. • L'operone del lattosio come esempio paradigmatico di regolazione genica nei procarioti. • La regolazione dell’espressione genica negli eucarioti. • Il codice genetico e le sue caratteristiche. • La sintesi delle proteine. • La membrana: l'organizzazione del doppio strato fosfolipidico, le proteine e gli zuccheri di membrana. • I meccanismi di trasporto delle piccole molecole: caratteristiche di permeabilità del doppio strato lipidico, proteine canale e proteine vettore, trasporto passivo e trasporto attivo • Reticolo endoplasmatico rugoso e apparato di Golgi: sintesi delle proteine da secernere, sequenze segnale, glicosilazione e maturazione delle proteine nel Golgi. Esocitosi ed endocitosi. • Reticolo endoplasmatico liscio. • Lisosomi e perossisomi. • Mitocondri. • Principi generali di comunicazione cellulare. Proprietà dei recettori e generazione di messaggi intracellulari. • La matrice extracellulare: glucosamminoglicani, proteoglicani, proteine strutturali e proteine adesive • Il citoscheletro: microfilamenti contrattili di actina e miosina, filamenti intermedi, microtubuli • Le fasi del ciclo cellulare e la mitosi. Il controllo del ciclo cellulare. • Confronto tra organismi animali e vegetali. • Caratteristiche generali della cellula vegetale: dimensioni, forma, organizzazione, parete, plastidi, vacuolo. • Parete: formazione della parete, costituzione chimica della parete, parete primaria e secondaria, modificazioni della parete cellulare. Importanza della parete nel controllo della pressione osmotica (v. anche vacuolo), differenze con la cellula animale. • Plastidi: i plastidi nella cellula meristematica, differenziamento, forme ed interconversioni fra i plastidi, ipotesi sull’origine dei plastidi. I plastidi nella cellula adulta: cloroplasti, leucoplasti, cromoplasti. • Vacuolo: il vacuolo nella cellula meristematica, differenziamento, il vacuolo nella cellula adulta. Importanza del vacuolo nel controllo della pressione osmotica. • Crescita e sviluppo della cellula vegetale. Caratteristiche della cellula meristematica e della cellula adulta. Accrescimento per divisione e per distensione, la differenziazione. • I tessuti vegetali. • La fotosintesi: fase oscura e fase luminosa • Ormoni vegetali: auxina, citochinine, gibberelline, etilene ed acido abscissico.

- Struttura e funzioni della cellula batterica Morfologia strutturale e dimensioni della cellula batterica La membrana cellulare: struttura, funzione, Sistemi di trasporto Struttura della parete cellulare dei batteri Gram-positivi e Gram-negativi La colorazione di Gram - La locomozione microbica Flagelli, Motilità per scivolamento, Chemiotassi, fototassi e altre tassie -Le strutture di superficie e le inclusioni cellulari Fimbrie, pili, capsule, materiali di riserva, inclusioni citoplasmatiche, vescicole gassose, le endospore - Il metabolismo microbico: La glicolisi La respirazione e la catena di trasporto degli elettroni La forza proton-motrice La respirazione aerobia e anaerobia Le fermentazioni Il ciclo dell’acido citrico L’anabolismo: biosintesi dei monomeri chiave Biosintesi del peptidoglicano - La struttura del DNA e la sua replicazione - La nutrizione microbica: tipi di nutrizione tra i batteri - Effetti ambientali sulla crescita microbica Temperatura, pH, ossigeno - La coltura di microrganismi in laboratorio Concetti di sterilizzazione e disinfezione I terreni di coltura complessi, selettivi e/o differenziali e sterilizzazione in autoclave La tecnica asettica (isolamento in coltura pura) Identificazione di un ceppo batterico tramite metodi biochimici - La crescita microbica La scissione binaria Il ciclo di crescita di una popolazione batterica (la curva di crescita) Le colture in continuo: il chemostato La misurazione diretta della crescita microbica: la conta vitale I metodi indiretti (valutazione della torbidità) Valutazione della massa microbica, analisi chimica di un costituente cellulare. - I biofilm microbici Formazione e funzioni biologiche - Principi di biologia molecolare dei microrganismi La sintesi e il processamento dell’RNA, la sintesi delle proteine - Genetica dei microrganismi La trasformazione La trasduzione generalizzata e specializzata I plasmidi La coniugazione I ceppi Hfr e la mobilitazione del cromosoma -Controllo della crescita microbica Sterilizzazione e disinfezione: metodi chimici e fisici per il controllo della crescita microbica - Elementi di virologia Virus e virioni Proprietà generali dei virus (struttura e classificazione virale) I batteriofagi: i batteriofagi virulenti (il fago T4), i batteriofagi temperati (il fago lambda) I virus animali: i retrovirus, i virus a DNA, i virus a RNA(+), i virus a RNA(-) Crescita e quantificazione dei virus batterici ed animali - Interazioni uomo-microrganismo Interazioni positive e dannose tra microrganismi e uomo Fattori di virulenza e tossine (esotossine ed endotossine) - I farmaci antimicrobici: Lo spettro di attività antimicrobica I meccanismi di azione dei farmaci antimicrobici I meccanismi di resistenza ai farmaci antimicrobici

Introduzione alla chimica-fisica e sue applicazioni ai sistemi biologici, biotecnologici ed alla medicina. Transizione dal mondo macroscopico al mondo micro e nanoscopico per la comprensione dei fenomeni chimici e biologici. Interazione energia-materia con attenzione ai meccanismi che riguardano l’assorbimento e l’emissione di radiazione elettromagnetica. Proprietà dello spettro elettromagnetico e il suo utilizzo come sorgente per le tecniche di spettroscopia molecolare. Verranno prese in considerazione le spettroscopie ottiche quali le spettroscopie vibrazionali (FTIR e Raman) ed elettroniche (assorbimento UV-Vis e luminescenza) esaminando i principi teorici che regolano le transizioni tra livelli rotazionali, vibrazionali ed elettronici con cenni sulle applicazioni per il riconoscimento di molecole e per lo studio della struttura di biomolecole e di sistemi complessi. Per quanto riguarda le spettroscopie vibrazionali verranno analizzate le spettroscopie FTIR e Raman evidenziando la differenza delle due tecniche negli aspetti teorici e sottolineando la loro complementarietà. Le spettroscopie elettroniche prese in considerazioni saranno la spettroscopia di assorbimento UV-Vis e di luminescenza (fluorescenza e fosforescenza) e i processi di decadimento dagli stati elettronici eccitati. I gas. I gas ideali. Le leggi dei gas: legge di Boyle, legge di Charles, legge dei gas perfetti. Teoria cinetica dei gas, miscele di gas ideali, pressioni parziali (legge di Dalton). I gas reali. Equazione di Van der Waals Termodinamica classica. I tre principi della termodinamica e lo zeresimo principio. Spontaneità e reversibilità delle reazioni chimiche e reazioni all’equilibrio. Equilibri fisici. Le trasformazioni fisiche delle sostanze pure.I diagrammi di stato. Stabilità delle fasi e transizioni di fase. Equazioni di Clapeyron e di Clausius-Clapeyron. Fasi, componenti e gradi di libertà. I sistemi a due componenti. Miscele azeotropiche. Equilibri di membrana di Donnan. Potenziali di membrana. Equilibrio chimico e Energia libera. Costante di equilibrio termodinamico. Equazione di Gibbs-Helmholtz. Equazione di Van't Hoff. Elettrodi e celle elettrochimiche. Forza elettromotrice ed energia libera. L'equazione di Nerst. Applicazioni dei processi elettrochimici e processi biologici assimilabili a celle elettrochimiche (cenni) Cinetica Chimica: relazione tra cinetica e termodinamica. Definizione di velocità ed ordine di reazione. Leggi cinetiche e integrazione. Determinazione dell’ordine di reazione e della costante cinetica. Stadio determinante la velocità di reazione e approssimazione dello stato stazionario. Velocità di reazione e temperatura: legge di Arrhenius. Relazione tra costante di equilibrio e costante cinetica. Meccanismi delle reazioni chimiche. Cinetica enzimatica.

COMUNE STRUMENTAZIONE DI LABORATORIO E NORME DI COMPORTAMENTO NEI LABORATORI: Bilance e errori nella pesata; Contenitori; Misura e trasferimento di volumi; Pipette e siringhe; Diluizioni seriali; il quaderno di laboratorio. NATURA E SCOPO DELLA CHIMICA ANALITICA Funzione della C.A. e sue applicazioni; Procedure analitiche e problematiche connesse; Tecniche e metodi di analisi; Campionamento e trattamento del campione; Calibrazione e standard; La qualità nei laboratori analitici. VALUTAZIONE DEI DATI Errori nelle misure analitiche; Accuratezza e precisione; Incertezza di misura; Recupero; Selettività e Specificità; Cifre significative; Test di significatività sulle medie e differenze di medie (distribuzioni z e t di Student); Test sulle varianze (Chi quadrato e F Fisher); Calibrazione e regressione lineare; Assicurazione di qualità; LOD e LOQ; Validazione del metodo analitico e standard interni. Reazioni Acido-base – Le diverse definizioni di reaz. Ac.Base (Arrhenius, Borensted- Lowry, Lewis); Attività e coefficiente di attività, forza ionica; Forza acida e basica; Calcolo del pH di soluzione acquose diluite di acidi e basi; Calcolo del pH di soluzione di Sali, idrolisi dei Sali; Ionizzazione di acidi e basi deboli, equazione di Henderson-Hasselbach; Soluzioni tampone; Relazioni tra la struttura e carattere acido-base; Determinazione della pKa. TITOLAZIONI Titolazioni acido-base. Di acido forte con base forte. Di acido debole con base forte. Di base debole con acido forte. Curve di titolazione. Determinazione del punto finale. Uso di solventi non acquosi. Reazioni di complessazione; Reazioni di precipitazione; Reazioni Redox; Risoluzione di sistemi con reazioni competitive Introduzione alle tecniche di separazione cromatografiche e ai sistemi di rilevazione analitici.

Le membrane cellulari: lipidi e proteine di membrana. Il movimento attraverso le membrane cellulari. Trasporto passivo: la diffusione attraverso il doppio strato lipidico. Trasporto mediato da proteine di membrana. Diffusione facilitata. Trasporto attivo primario e secondario. Cotrasporto e controtrasporto. Endocitosi e esocitosi. Osmosi. Osmolarità e tonicità. Le giunzioni intercellulari: comunicanti e serrate. Trasporto di ioni e di acqua attraverso gli epiteli. Il potenziale di membrana a riposo. Proprietà elettriche passive di membrana. Potenziali graduati e propagazione elettrotonica. Le basi molecolari del potenziale d’azione: I canali ionici voltaggiodipendenti. I canali del sodio del potassio e del calcio: proprietà e relazioni fra struttura molecolare e funzione. Struttura del neurone. Propagazione degli impulsi nervosi: la conduzione saltatoria. Le sinapsi elettriche e chimiche. La natura quantica del rilascio di neurotrasmettitore e il ruolo del calcio. Potenziali post-sinaptici eccitatori e inibitori. Canali ionici attivati da neurotrasmettitori: recettori ionotropici e metabotropici. Relazioni fra struttura e funzione dei recettori-canale. La modulazione della trasmissione: i sistemi di secondi messaggeri. L’integrazione sinaptica. Plasticità e facilitazione sinaptica. Proprietà generali dei sistemi sensoriali: recettori, trasduzione sensoriale, vie sensoriali, codificazione ed elaborazione dello stimolo I recettori somatosensoriali. Tatto. Temperatura. Nocicezione: meccanismi periferici. Neuropeptidi e dolore. Il muscolo scheletrico: struttura e funzione. La contrazione muscolare: slittamento dei ponti trasversi e curva tensione-lunghezza, il ruolo del calcio e dell’ATP. L’accoppiamento eccitazione-contrazione: i tubuli T, il reticolo sarcoplasmatico e il ruolo del calcio intracellulare. Scossa singola e tetano. Il muscolo cardiaco: contrazione e potenziali d’azione cardiaci. Il muscolo liscio: contrazione e regolazione neuroormonale dei muscoli vasali e viscerali. Il sistema nervoso centrale. Il midollo spinale. Unità motoria. I riflessi somatici. Il sistema nervoso autonomo. I riflessi autonomi. Gli ormoni: sintesi, rilascio e meccanismo d’azione. Il sistema ipotalamoipofisario. Le ghaindole surrenali. Ormoni della midollare e azione delle catecolamine. Ormoni della corticale: glucocorticoidi, mineralcorticoidi e steroidi sessuali. La tiroide e gli ormoni tiroidei. Il pancreas endocrino: l’insulina, il glucagone e la somatostatina. Gli ormoni sessuali. Metabolismo del calcio e del fosfato: il paratormone, la calcitonina e la vitamina D. I fattori di crescita. Fisiologia dell’apparato digerente. La motilità gastrointestinale. Peristalsi e segmentazione Organizzazione dei circuiti nervosi alla base della motilità gastrointestinale. Secrezione gastrointestinale. Secrezione salivare, gastrica, pancreatica, biliare e intestinale. Digestione e assorbimento di carboidrati, lipidi e proteine. Assorbimento delle vitamine, di elettroliti e minerali. Assorbimento dell’acqua. Fisiologia del fegato. Il sangue: composizione, emostasi e coagulazione. Le parti costituenti il circolo. Il miocardio: attività elettrica e contrattile del miocardio, ciclo cardiaco e regolazione della attività cardiaca. L’elettrocardiogramma. Flusso sanguigno e controllo della pressione arteriosa. La resistenza a livello delle arteriole. La microcircolazione e i capillari. I vasi linfatici. Le vene. I barocettori e il controllo della pressione arteriosa. Struttura e funzione del sistema respiratorio. Le leggi dei gas. La ventilazione. Lo scambio gassoso nei polmoni. Il trasporto dei gas nel sangue. Il trasporto di ossigeno. L’emoglobina. La curva di dissociazione ossigeno-emoglobina. Fattori che influenzano il legame ossigenoemoglobina. Il trasporto della CO2. Regolazione della ventilazione. Struttura del rene: il nefrone e il circolo renale. L’ultrafiltrazione. Formazione e composizione dell’urina: meccanismi molecolari di riassorbimento e di secrezione. Escrezione e clearance renale. Meccanismi di concentrazione dell’urea. L’ansa di Henle e il meccanismo di moltiplicazione controcorrente. La macula densa e il sistema reninaangiotensina- aldosterone. Regolazione del volume plasmatico e del liquido extracellulare: l’ADH, i volumocettori e gli osmocettori. Regolazione del pH plasmatico: secrezione di H+, riassorbimento e formazione di HCO3-. Alterazione dell’equilibrio acido-base, stati di alcalosi e acidosi, tamponi fosfato e ammonio

La materia: particelle elementari, atomi, molecole, ioni. Modelli atomici, numeri quantici, orbitali, configurazione elettronica. Sistema periodico degli elementi. Composti chimici, formula chimica, peso atomico, molecolare e peso formula. Isotopi. Legame covalente, ionico, a idrogeno, metallico, interazioni intermolecolari. Struttura molecolare: geometria, ibridizzazione, orbitali molecolari, risonanza, formule di Lewis. Teoria VSEPR. Valenza, numero di ossidazione, numero di coordinazione. Principi di nomenclatura dei composti chimici inorganici. Stati di aggregazione della materia, definizione, proprietà e cambiamenti di stato. Le leggi dei gas. Reazioni chimiche. Bilanciamento di reazioni. Cenni di metrica chimica. Reazioni di ossidoriduzione e bilanciamento elettronico, potenziali di riduzione, cenni di elettrochimica, elettrolisi, pile. I principi della termodinamica e la loro applicazione alle reazioni chimiche. Entalpia, entropia e energia libera. Equilibri chimici. Costante di equilibrio, influenza della temperatura, principio di Le Chatelier. Principi di cinetica chimica, velocità di reazione, ordine di reazione. Soluzioni, definizione, principali espressioni della concentrazione, solubilità. Autoprotolisi dell’acqua, pH. Acidi, basi, sali, soluzioni tampone, ioni complessi. Principi di stechiometria e applicazioni al calcolo degli equilibri in soluzione. Chimica degli elementi: diffusione in natura ed estrazione, proprietà, impieghi industriali e rilevanza biologica. Principi di radiochimica e reazioni nucleari, applicazioni alla medicina.

Struttura e proprietà dei composti organici: Introduzione generale al legame chimico. Legame chimico covalente, ionico e covalente polare: proprietà e geometria. Moderne teorie del legame chimico. Formule di struttura di Lewis e cariche formali. Formule di risonanza. Aromaticità. Esercizi di riepilogo Gruppi funzionali, proprietà fisiche e nomenclatura: Rappresentazione delle molecole organiche. Gruppi funzionali. Influenza di gruppi funzionali sulle proprietà fisiche. Acidità e basicità. Interazioni molecolari. Nomenclatura dei composti organici. Esercizi di riepilogo. Isomeria e analisi conformazione e introduzione alla stereochimica: Isomerica: definizione e classificazione. Analisi conformazionale dei composti non ciclici. Analisi conformazionale dei composti ciclici. Rilevanza biologica dell’analisi conformazionale. Analisi configurazionale: alcheni. Chiralità. Cinetica e termodinamica dei processi chimici. Esercizi di riepilogo. Stereochimica: Chiralità e stereogenicità. Descrittori configurazionali. Analisi configurazionale:diastereoisomeria e enantiomeria. Rilevanza biologica di chiralità e stereogenicità. Risoluzione di miscele di diastereoisomeri e di miscele di enantiomeri. Esercizi di riepilogo. Alcani: Reattività: combustione e calori di formazione, alogenazione, reattività e selettività, energie di dissociazione omolitica di legame, postulato di Hammond. Alcheni: Preparazione, stabilità e reattività. Formazione, stabilità e reattività dei carbocationi. Reazioni di eliminazione: disidratazione, deidroalogenazione, dealogenazione. Meccanismi E2, E1, (E1cb: cenni): cinetica, stereochimica, concetti di stereoselettività e stereospecificità, orientamento, reattività. Idrogenazione. Reazioni di addizione elettrofila al doppio legame. Addizione di alogeni; formazione di aloidrine e aloeteri. Idratazione. Addizione di idracidi. Epossidazione. Addizione di ozono ed ozonolisi. Idroborazione-ossidazione. Osmilazione e reazione con permanganato. Dieni e polieni. La regola isoprenica. Reattività dei dieni coniugati. Controllo cinetico e termodinamico di una reazione. Reazione di Diels-Alder. Cenni alla polimerizzazione. Alchini:. Preparazione e reattività. Acidità e uso dei derivati organometallici. Reazioni di addizione (confronto con gli alcheni). Alogenuri alchilici: Preparazione e reattività. Reazione di sostituzione nucleofila alifatica. Meccanismi SN2 e SN1: cinetica e stereochimica. Cenni sui solventi dipolari aprotici. Alcoli: Preparazione e reattività. Ossidazioni cromiche (Jones, CrO3-piridina, PDC, PCC) ossidazione di Swern. Dioli. Degradazione con periodato e permanganato. Trasposizione pinacolinica e assimilabili, meccanismo e stereochimica.Sostituzioni dell’ossidrile con alogeni. Solfonati. Reattivi organometallici di litio, magnesio (Grignard) e rame (cenni): confronto di reattività. Eteri: Preparazione e reattività. Aldeidi e chetoni: Preparazione e reattività al carbonile. Tautomeria cheto-enolica. Reazioni di addizione nucleofila acilica: addizione di composti organometallici, idruri, HCN, alcoli e di derivati dell'ammoniaca. Introduzione del concetto di protezione di un gruppo funzionale. Acetali come gruppi protettivi. Reazione di Wittig. Enoli e ioni enolato. Meccanismo della alogenazione dei chetoni in ambiente acido e basico (reazione aloformio). Condensazione aldolica con cenni stereochimici. Idrocarburi aromatici. Reazioni di sostituzione elettrofila aromatica: nitrazione, solfonazione, alogenazione, alchilazione e acilazione di Friedel-Crafts, reazione di clorometilazione. Meccanismo di reazione ed effetto dei sostituenti sulla reattività e l'orientamento. Sostituzioni elettrofile di composti aromatici condensati. Reazioni di sostituzione nucleofila aromatica. Meccanismi di addizione-eliminazione e di eliminazione-addizione. Acidi carbossilici: Cloruri degli acidi, esteri ed ammidi. Reazioni di sostituzione nucleofila acilica. Meccanismi di idrolisi acida e alcalina degli esteri. Degradazione di Hofmann delle amidi. Reazione di Hell-Vohlard-Zelinsky. Acidi bicarbossilici; sintesi malonica e acetacetica. Chetoacidi e chetoesteri; condensazione di Claisen e Dieckmann, per la sintesi dei chetoesteri, loro scissione acida ed alcalina e tautomeria cheto-enolica. Reazione di Claisen. Condensazione di Perkin. Ossiacidi. Sintesi di Reformatsky. Condensazione di Mannich. Composti carbonilici -insaturi: preparazione e reattività. Reazione di Michael e anellazione di Robinson. Cenni a nitroderivati. Amine alifatiche ed aromatiche: preparazioni. Reattività: sali ammonici quaternari e degradazione di Hofmann, formazione amidi e solfonamidi, saggio di Hinsberg, reazioni con acido nitroso. Sali di diazonio: meccanismi di formazione e di reazione. Azocomposti, azossi e idrazoderivati. Aldeidi aromatiche: reazioni di formilazione (Gattermann, Gattermann-Koch, Vielsmeier). Fenoli: preparazione. Reattività. Trasposizione di Fries. Reazioni di Kolbe e di Reimer-Tiemann. Chinoni. Cenni sui principali composti organici solforati: mercaptani, tiofenoli, solfuri, solfossidi, solfoni, acidi solfenici, solfinici e solfonici, solfocloruri e solfonamidi. Struttura e proprietà dei composti eteroaromatici (nomenclatura, aromaticità, tautomeria, proprietà acid-base, metallazione) Strategie generali di sintesi di sistemi eterociclici Monografie specifiche di sistemi eterociclici elettroni-ricchi (pirrolo, furano, tiofene, 1,2-azoli ed 1,3-azoli) e loro prodotti di benzo-condensazione) ed elettronpoveri (piridina, ione pirilio e loro prodotti di benzo-condensazione). Cumarine.

- Proteine: gli aminoacidi: caratteristiche chimiche e struttura. Livelli di organizzazione delle proteine: struttura primaria, secondaria, terziaria, quaternaria e strutture sopramolecolari. I fattori che determinano la struttura secondaria e terziaria delle proteine. Il processo di folding. Il sistema GroEL:GroES. Esempi di relazione struttura-funzione in proteine: la mioglobina e l'emoglobina e il trasporto di ossigeno. Teoria della co-operatività. - Lipidi: classificazione, struttura e proprietà. - Carboidrati: classificazione; struttura e funzione; glicoproteine. - Enzimi: struttura e classificazione degli enzimi. Coenzimi e cofattori.Teoria della catalisi. Cinetica enzimatica. Inibizione enzimatica. Regolazione dell'attività enzimatica. Esempi di proteine catalitiche. -Aspetti termodinamici del metabolismo: i fosfo-composti ad alto contenuto energetico. L'ATP e le razioni di trasferimento di gruppi fosfato. Le reazioni di ossido riduzione nei sistemi biologici: il NAD(P) e il FAD. - Metabolismo dei carboidrati: Glicolisi. Fermentazione alcolica e omolattica. Regolazione della glicolisi. Degradazione del glicogeno. Gluconeogenesi. Processi ossidativi: ossidazione del piruvato, ciclo dell'acido citrico. Regolazione del ciclo dell’acido cictrico. Meccanismo catalitico nella piruvato deidrogenasi. - Ossidazioni biologiche: Catena respiratoria: trasporto degli elettroni e fosforilazione ossidativa. FoF1 ATP sintasi: struttura e meccanismo catalitico. - Metabolismo dei lipidi: trasporto e attivazione. Il processo della beta-ossidazione. Corpi chetonici. Biosintesi di acidi grassi: acido grasso sintasi. Sintesi di colesterolo - Metabolismo degli aminoacidi. Ossidazione degli amminoacidi e ciclo dell’urea. - Metabolismo dei nucleotidi. Sintesi delle basi puriniche. Sintesi delle basi pirimidiniche. Formazione dei deossiribonucleotidi. Degradazione dei nucleotidi.

VETRERIA DI LABORATORIO: uso, manutenzione e schemi tipici di montaggio di apparati standard. TECNICHE DI AGITAZIONE, RISCALDAMENTO, RAFFREDDAMENTO. ANALISI CHIMICA QUALITATIVA: prelievo e omogeneizzazione del campione, analisi preliminari: aspetto, colore, odore, determinazione della natura organica, inorganica, metallorganica mediante prova di calcinazione su coccio; analisi per via secca (saggio alla fiamma e prove di riscaldamento in tubicino). ANALISI CHIMICA QUALITATIVA DI SOSTANZE INORGANICHE: - dissoluzione, misura del pH, eventuale fusione - analisi per via umida: identificazione di cationi e anioni presenti in campioni di farmaci inorganici attraverso reazioni chimiche caratteristiche descritte in Farmacopea, con particolare riferimento ai seguenti cationi (Ammonio, Alluminio, Argento, Bismuto, Calcio, Litio, Magnesio, Potassio, Sodio, Zinco) e anioni (Carbonati, Bicarbonati, Cloruri, Fosfati, Ioduri, Nitrati, Solfati, Borati, Fluoruri, Tiosolfati). ANALISI CHIMICA QUALITATIVA DI SOSTANZE ORGANICHE E METALLORGANICHE: - analisi elementare: Saggio di Lassaigne ricerca azoto, zolfo, alogeni e fosforo - analisi per via secca (saggio alla fiamma per i composti metallorganici) - saggi di solubilità in acqua, solventi organici, basi diluite, acidi diluiti, acido solforico conc. - reazioni di riconoscimento dei principali gruppi funzionali: alcheni, alchini, idrocarburi aromatici, alogenuri alchilici, alcoli, fenoli, eteri, aldeidi, chetoni, acidi carbossilici, alogenuri acilici, anidridi, esteri, ammidi, nitrili, ammine e sali di ammonio, nitro-composti, solfonammidi, amminoacidi, carboidrati -utilizzo della Farmacopea: esempi di riconoscimento di alcuni farmaci organici e metallorganici: acido acetilsalicilico, acido salicilico, bismuto salicilato, clorobutanolo, esilresorcina, glucosio, fruttosio, saccarosio, benzocaina, procaina cloridrato, sulfatiazolo. DETERMINAZIONE DI COSTANTI CHIMICO FISICHE: - Intervallo di fusione. - Potere rotatorio specifico. TECNICHE DI SEPARAZIONE, ISOLAMENTO E PURIFICAZIONE: - FILTRAZIONE: per gravità e sottovuoto, ausiliari di filtrazione, microfiltrazione, centrifugazione, decantazione, metodi di essiccamento. - ESTRAZIONE CON SOLVENTE: principio e scelta del solvente, metodo di estrazione liquido-liquido discontinua con imbuto separatore, lavaggio delle fasi, anidrificazione e concentrazione. Utilizzo di soluzioni acquose acide e soluzioni acquose basiche. Metodo di estrazione liquido-liquido continua: estrattori in continuo per solventi più densi dell’acqua; estrattori in continuo per solventi meno densi dell’acqua. Metodo di estrazione solido-liquido continua: Soxhlet. - CROMATOGRAFIA SU STRATO SOTTILE: metodologia, applicazioni, calcolo dell’Rf, sistemi di rivelazione, TLC bidimensionale, TLC preparativa. SPETTROFOTOMETRIA INFRAROSSA: strumentazione ed applicazioni nell’analisi farmaceutica qualitativa, interpretazione degli spettri IR. SPETTROFOTOMETRIA UV-Visibile: strumentazione ed applicazioni nell’analisi farmaceutica qualitativa. ESERCITAZIONI DI LABORATORIO: Saggi di calcinazione di farmaci, saggio di Lassaigne e analisi elementare. Identificazione di farmaci inorganici incogniti e conferma dell’identità di farmaci organici e metallorganici secondo Farmacopea Europea. Purificazione di un farmaco presente in una miscela mediante tecnica dell’estrazione con solvente. Identificazione di farmaci attraverso la Spettrofotometria IR e Spettrofotometria UV-Visibile secondo Farmacopea.

MODULO 1: PATOLOGIA CELLULARE (1CFU) Risposte cellulari e tissutali allo stress, cause e meccanismi di danno cellulare, caratteristiche e meccanismi dei diversi di tipi morte cellulare (necrosi, apoptosi, necroptosi, piroptosi, and ferroptosi), processi degenerativi da accumulo. MODULO 2: INFIAMMAZIONE E IMMUNITÀ INNATA. (2 CFU) Meccanismi di riconoscimento dei patogeni: descrizione delle principali famiglie di recettori dell'immunità innata associati alla membrana (recettori per i peptidi formilati, recettori lectinici, recettori scavenger, recettori Toll-like), citosolici (recettori RIG-like, Sensori citosolici di DNA, recettori NOD1/2, famiglia NLRP) e solubili nei liquidi biologici (collectine, pentrassine, ficoline, complemento). Il fattore di trascrizione NF-κB e gli interferoni di tipo I come regolatori chiave della risposta infiammatoria e dello stato anti-virale. Componenti cellulari dell'immunità innata. Le barriere epiteliali come barriere fisiche, chimiche e biologiche. Le cellule dell’immunità innata (cellule natural killer, neutrofili, monociti/macrofagi): origine, attivazione e funzioni effettrici. Gli eventi vascolari e cellulari della risposta infiammatoria acuta: i meccanismi responsabili delle modificazioni del flusso ematico e della permeabilità, le molecole di adesione coinvolte nel reclutamento leucocitario, i mediatori chimici dell’infiammazione di origine plasmatica e cellulare. Tipi morfologici dell’infiammazione acuta locale (infiammazione sierosa, fibrinosa, suppurativa, ulcere) e sistemica (sepsi, SIRS, shock settico). Esiti dell’infiammazione acuta Infiammazione cronica granulomatosa o aspecifica. Riparazione tissutale per rinnovamento e guarigione per cicatrizzazione. Cellule staminali embrionali e dell’adulto. Rigenerazione epatica. Riparo delle ferite cutanee per prima e per seconda intenzione. Anomalie nella riparazione tissutale. Fibrosi MODULO 3: IMMUNITÀ ACQUISITA. (1,5 CFU) Le cellule dendritiche e la presentazione dell’antigene. Il complesso maggiore di istocompatibilità di classe I e II: struttura e funzione. Geni HLA: poligenia e polimorfismo; restrizione dell’MHC. Linfociti T: differenziamento, attivazione e maturazione. Il TCR: struttura, meccanismi di trasduzione del segnale. Sviluppo intratimico: selezione positiva e negativa. Meccanismi di tolleranza centrale e periferica. Linfociti T helper: funzioni e determinazione della scelta differenziativa. Cenni alle cellule linfoidi innate. Linfociti T citotossici: funzione e meccanismi di citotossicità. I linfociti B: differenziamento, attivazione, maturazione. Gli anticorpi: struttura, classi, funzioni. Risposta primaria e secondaria. Vaccini MODULO 4: IMMUNOPATOLOGIA (1 CFU) Reazioni di ipersensibilità di I, II, III e IV tipo. Patologie autoimmuni da autoanticorpi e cellulo-mediate. Tolleranza e rigetto dei trapianti d’organo. Immunodeficienze acquisite. MODULO 5: FISIOPATOLOGIA DEI VASI E DELLA COAGULAZIONE (0,5 CFU) Patogenesi e fattori di rischio dell’aterosclerosi. Meccanismi di generazione e stabilizzazione della placca. Manifestazioni cliniche e complicanze. Malattie emorragiche. Trombosi: patogenesi manifestazioni cliniche. MODULO 6: MALATTIE DEL TRATTO GASTROINTESTINALE E DEI PRINCIPALI ORGANI ANNESSI (1 CFU) Disturbi della motilità (disfagia, malattia da reflusso gastroesofageo, ernia iatale, stenosi pilorica, occlusione intestinale). Gastrite. Malattia ulcerosa peptica: ulcere duodenali e gastriche. Sindromi da malassorbimento. Malattia infiammatoria cronica intestinale e sindrome del colon irritabile. Patologie del fegato, della colecisti e del pancreas MODULO 7: MALATTIE POLMONARI E DELLE BASSE VIE RESPIRATORIE (1 CFU) Malattie polmonari restrittive: l’aspirazione, l’atelettasia, la brochiectasia, la bronchiolite, la fibrosi polmonare, l’edema polmonare e la sindrome da distress respiratorio acuto (ARDS). Malattie polmonari ostruttive: asma e broncopneumopatia cronica ostruttiva (BPCO). Patologia infettiva acuta del tratto respiratorio inferiore: le polmoniti

- Economia del settore farmaceutico. - Mercato farmaceutico: trend globale. - Presentazione del lavoro di gruppo - Processo, costi e risultati della ricerca e sviluppo. Tutela brevettuale. - Valutazione economica dei brevetti: come calcolare il Valore Attuale Netto corretto per il rischio. - Autorizzazione all'Immissione in Commercio. - Accesso al mercato: proposta di valore, mappatura e gestione degli stakeholder. - Prezzi e rimborsabilità dei farmaci soggetti a prescrizione: aspetti teorici e principali tendenze. - Quadro negoziale basato sul valore e managed entry agreement. - Prezzo e rimborso dei farmaci soggetti a prescrizione in Italia e negli altri tre maggiori Paesi Europei. - Accesso al mercato a livello regionale e locale: prontuari, azioni sul comportamento prescrittivo, gestione degli acquisti. - Prezzo e rimborsi per i farmaci orfani. - Prezzo e rimborsi per terapie combinate. - Prezzo e rimborso per medicinali per terapie avanzate e medicina di precisione. - Accesso dei pazienti ai farmaci nei Paesi a medio e basso reddito: principali differenze con i Paesi ad alto reddito e discussione del caso della Cina - Organizzazione delle aziende farmaceutiche: focus su Affari Regolatori, Accesso al Mercato, Produzione, Marketing e Vendite - Presentazione del lavoro di gruppo.

FARMACOGNOSIA (5 CFU) • Definizione di droga. Biogenesi di composti farmacologicamente attivi: principali vie biosintetiche. • Fattori genetici ed ecologici che influenzano il contenuto in principi attivi di una droga. • Colture cellulari come metodica di studio delle vie biosintetiche e come fonte di principi attivi. • Preparazione, conservazione, riconoscimento e controllo di qualità, purezza ed attività delle droghe. • Farmaci di origine vegetale usati nelle affezioni del: o Sistema nervoso centrale e periferico: decadimento cognitivo (Ginkgo, Salvia), stimolanti centrali (metilxantine), ansia ed insonnia (valeriana, Kava, lavanda, Melissa, Camomilla e Passiflora) depressione (iperico, zafferano) o Sistema cardio-vascolare: cardiotonici (digossina), aterosclerosi (ginkgo, melograno, ibisco, cumino, lino, berberina,), ipertensione (aglio, biancospino), insufficienza venosa cronica (ippocastano, Centella, Meliloto, Vite rossa, Rusco, Pino marittimo, Amamelide, Mirtillo nero) o Metabolismo: iperlipidemie (Riso rosso fermentato, aglio, carciofo, bergamotto, fieno greco), iperglicemia (Galega, gimnema, cannella, cipolla), sovrappeso e obesità (efedra, arancia amara, quercia marina, garcinia). o Dolore e infiammazione: (cannabis, papavero, artiglio del diavolo, partenio, curcuma, peperoncino, arnica) o Sistema respiratorio: raffreddore influenza (pelargonio, olmaria, adrographis, eucalipto,) tosse (altea, timo, piantaggine, primula, edera) o Sistema gastrointestinale: cavo orale (aloe, malaleuca, propoli), eupeptici (genziana, assenzio, zenzero, peperoncino), carminative (finocchio, cumino, menta), demulcenti (liquirizia, aloe), stipsi (formanti massa, osmotici, antrachinonici, emollienti), diarrea, sindrome colon irritabile (psillio, olio di menta), malattie infiammatorie croniche (boswellia) antispastici (atropina) o Sistema epato-biliare: epatoprotettori (cardo mariano, fillanto), coleretici e colagoghi (carciofo, boldo, tarassaco) o Sistema uro-genitale: ritenzione idrica, infezioni (mirtillo rosso, uva ursina), ipertrofia prostatica benigna (Serenoa Repens, ortica, zucca, epilobio), antisettici vie urinarie (arbutina) o Cute: infiammazione (aloe, camomilla, calendula avena, olio di enotera), lesioni (arnica, centella) o Galattogeni (cardo mariano, galega) o Adattogeni e immunomodulanti: adattogeni (ginseng, eleuterococco, rodiola, schisandra, uncaria, malpighia), immunomostimolanti (echinacea, astragalo, eleuterococco, ginseng, uncaria), immunosopressori o Attività antitumorale (vinca, tasso) FITOTERAPIA (1 CFU) • Le piante medicinali in terapia: a. la Fitoterapia, generalità, cenni storici b. i costituenti chimici delle piante medicinali: eterosidi, flavonoidi, alcaloidi, oli essenziali, tannini, carboidrati c. la variabilità dei principi attivi d. le sostanze vegetali in terapia ed i fitoterapici e. nozioni di Galenica • Le reazioni avverse ai fitoterapici: a. gli oli essenziali l’embriotossicità b. la tossicità acuta c. le reazioni allergiche e le fotosensibilizzazioni d. le interazioni farmacologiche e. la Farmacovigilanza • Fitoterapia clinica: impiego dei fitoterapici in pediatria, geriatria e gravidanza Esempi di fitoterapici utilizzati nelle più comuni patologie

Richiami sulle caratteristiche e sui processi di sintesi e modificazione delle macromolecole biologiche, sfruttabili per la loro purificazione/analisi. La tecnologia del DNA ricombinante applicata all'espressione di proteine ricombinanti. La reazione a catena della polimerasi (PCR): principi, strumentazione, disegno dei primers e impostazione della procedura. Elettroforesi su gel d'agarosio per l'analisi di campioni di DNA: principi, strumentazione ed esempi. I vettori plasmidici di sottoclonaggio: caratteristiche generali. I vettori plasmidici per l'espressione di proteine ricombinanti in batteri. Altri vettori per la creazione di molecole di DNA ricombinante. La trasformazione di batteri competenti. Purificazione di DNA plasmidico da colture batteriche monoclonali. La purificazione di DNA genomico. La produzione di genoteche di cDNA. Le endonucleasi di restrizione: caratteristiche generali ed utilizzo nella tecnologia del DNA ricombinante. La reazione di ligazione. Estrazione di frammenti di DNA da matrici d'agarosio. Analisi di acidi nucleici mediante tecniche di ibridazione: principi ed applicazioni. Tecniche di marcatura di sonde di DNA. L'espressione di proteine ricombinanti in sistemi eterologhi: l'espressione inducibile di proteine in E. coli. Il sistema d'espressione Baculovirus/cellule d'insetto. Trascrizione e traduzione accoppiate in vitro. Cellule di lievito come sistema d'espressione di proteine ricombinanti. Lavorare con le proteine: regole generali. Metodi di distruzione cellulare (lisi): shock osmotico, stress meccanico, utilizzo di apparati basati su shock di pressione/impatto, ultra-sonicazione, utilizzo di detergenti per la solubilizzazione di campioni biologici; principi, limiti ed applicabilità dei metodi. Centrifugazione di campioni biologici: principi e strumentazione. Frazionamento cellulare mediante centrifugazione differenziale. Metodi di quantificazione delle proteine presenti in un campione. Elettroforesi di proteine: principi e strumentazione. La separazione elettroforetica di proteine mediante SDS-PAGE. L'analisi di proteine mediante IEF (isoelettrofocalizzazione): principi, applicazioni e strumentazione. Elettroforesi 2D: principi e strumentazione. L'elettroforesi in condizioni native e altre tecniche elettroforetiche. Metodi di colorazione totali; o gruppo-specifici di proteine separate mediante elettroforesi. Metodi di immuno-riconoscimento su membrana. Saggi immunologici: principi generali. Test ELISA, RIA e saggio immunologico competitivo, con esempi. L'immuno-cromatografia a flusso laterale applicata a dispositivi usa-e-getta. Introduzione alle tecniche di cromatografia liquida (LC) utilizzate nella purificazione di macromolecole biologiche. La cromatografia per affinità: matrici funzionalizzate con ligandi gruppo-specifici e mono-specifici. Approcci cromatografici per l'isolamento di proteine ricombinanti dotate di tag di purificazione per affinità. La cromatografia a scambio ionico (IEC). La cromatografia per interazione idrofobica (HIC). La cromatografia ad esclusione dimensionale (Size Exclusion Chromatography, SEC); altre applicazioni della SEC: studio di interazioni proteina-proteina e dello stato oligomerico di proteine. Metodi per la concentrazione di proteine in un campione. Considerazioni sulle strategie da adottare per l'allestimento di saggi per la caratterizzazione di enzimi e per il monitoraggio dei passaggi durante una procedura di purificazione di proteine. Lo studio delle interazioni fra macromolecole: un'introduzione. Pull-down e co-immunopurificazione. Il sistema doppio-ibrido di lievito (2HYS) per la conferma d'interazioni e come approccio di interaction cloning. Il fenomeno della surface plasmon resonance (SPR) applicata allo studio quantitativo e in tempo reale di interazioni fra macromolecole o proteina/ligando a piccola molecola: principi e strumentazione. L'analisi del fenomeno della FRET nello studio in vitro e in vivo di interazioni fra proteine: principi ed applicazioni.

Chimica Propedeutica. Amminoacidi, Carboidrati, Lipidi: caratteristiche chimiche e nutrizionali. Proteine: definizione, proprietà e differenze. Funzionalità delle proteine; esempi di proteine di interesse alimentare e nutraceutico. Reazioni di Maillard. Mono, oligo e polisaccaridi di interesse alimentare. Vitamine. Sali minerali. Fibra alimentare e dietetica. Altri componenti minori degli alimenti. Chimica e Tecnologia degli Alimenti Industria, tecnologia alimentare, trasformazione degli alimenti: risanamento e stabilizzazione, trasformazione delle materie prime, impatto delle tecnologie sugli alimenti, Mild Technologies, Minimally Processed Foods. Tecnologie per la produzione di ingredienti/alimenti. Definizioni: alimento, ingrediente, trattamento, normative vigenti. Prodotti ortofrutticoli e sostanze bioattive (esempi). Polifenoli. Caratteristiche di composizione degli ortofrutticoli, prodotti di IV gamma, etilene, succhi di frutta, nettari, marmellate e confetture. Legumi, soia e prodotti derivati; bioattività e applicazioni innovative Cereali. Proteine e celiachia. Cereali minori, pseudo-cereali. Farine, semole, pane e pasta, paste speciali; prodotti da forno. Amido, sciroppi da amido. Saccarosio. Miele e prodotti dell'alveare. Composti bioattivi da frutta, verdura e cereali. Alimenti nervini: cacao, caffè, tè. Lipidi alimentari: classificazione, produzione, rettificazione, indurimento. Inacidimento e irrancidimento; ossidazione e termo-ossidazione. Margarina, shortenings, olio di oliva e altri oli da frutti e da semi. Latte: composizione, risanamenti, classificazioni; latte concentrato e in polvere. Burro. Yogurt, latti fermentati. Formaggio: caseificazione, composizione, stagionatura. Vino: vinificazione, composizione chimica. Birra: maltazione dell’orzo, luppolo, composti minori della birra. Uova; struttura, classificazione e composizione. Ovoprodotti. Carne: classificazione e tipologie. Omogeneizzati e liofilizzati di carni. Conserve e semi-conserve animali. Prodotti ittici: composizione e composti minori. Acqua: componente degli alimenti; acque potabili destinate al consumo umano e acque minerali naturali. Additivi Qualità e sicurezza degli alimenti. Risk Assessment, tossicità, NOAEL, DGA/ADI. Additivi: tecnologia e campo d'impiego, quadro regolatorio. Coloranti: classificazione ed esempi. Edulcoranti: di massa o sostitutivi; edulcoranti intensivi, sintetici e naturali: struttura, proprietà dolcificanti, caratteristiche tecnologiche, tossicità. Miscele sinergiche. Altri Additivi (classificazioni ed esempi): conservanti, antimicrobici, acidificanti, antiossidanti (sintetici e naturali), stabilizzanti, addensanti, gelificanti. emulsionanti Glutammato monosodico, altri additivi. Coadiuvanti tecnologici. Aromi e enzimi alimentari (cenni). Contaminanti e residui Fattori antinutrizionali. Inibitori enzimatici, lectine. Fattori antitiroidei: tiocianati, isotiocianati, glucosinolati della colza. Glucosidi cianogenetici. Saponine. Acido ossalico, acido fitico, antivitamine. Tannini. Favismo. Alcaloidi. Ittiotossine, tossici da funghi. Micotossine. Allergeni alimentari: definizione e classificazione; etichettatura, normativa. Ammine biogene negli alimenti e nei prodotti fermentati. Cheese reaction e avvelenamento sgombroide. Contaminanti “tecnologici” e “da processo”: prodotti di Maillard, composti imidazo-chinolinici (IQ), ammine eterocicliche, D-amminoacidi. Acrilamide e furano. Nitrati e nitriti: metaemoglobinemia, nitrosammine. Contaminazione da metalli pesanti. Residui di pesticidi. Principali classi di insetticidi, erbicidi e fungicidi. Contaminanti ambientali: PCB, alogenoderivati, IPA. Contaminazione da radionuclidi. Cessioni da contenitori e da imballaggio. Bisfenolo A. Interferenti endocrini. Risorse web utili per la gestione del rischio e per la consultazione della normativa consolidate.

Vocabolario: Un’ampia varietà di lessico viene fornita durante il corso a partire dai materiali Cambridge utilizzati. Gli studenti sono tenuti ad ampliare loro vocabolario personale e da acquisire usi linguistici durante il corso. Grammatica: Present tenses, past tenses, present perfect and simple, past perfect, future, adjectives, adverbs, questions, countable and uncountable nouns, modals, pronouns and determiners, the passive, conditionals, the to infinitive and -ing, prepositions, relative clauses, linking words. Ascolto: Estratti audio dai materiali del corso e video di You-tube.

Il software R. Operazioni elementari. Funzioni e grafici. Import, export in R. I pacchetti di R. Strutture di dati. Matrici, liste, array. I dataframe. Lavorare con i dati: selezione di elementi, operatori logici. Cicli for e condizionali. Dati mancanti. Pacchetti grafici addizionali: ggplot2. Retta di regressione e curve di regressione. Anova. Introduzione ai modelli di farmacocinetica di base. Introduzione alle tecniche di clustering (es. K-means) e loro applicazione nell'analisi dei dati. Simulazioni. Manipolazioni di testo.

Introduction in cellular ionic homeostasis and signaling. Basisc of electrical activity of cells. Role of Ca2+ ions in cell patho-physiology. Cellular Ca2+ homeostasis. Molecular Ca2+ signaling toolkit. Ionotropic and metabotropic Ca2+ signaling. Store-operated Ca2+ entry and its role in cell patho-physiology. Synthetic and genetically-encoded Ca2+ sensors. Discovery, variants and applications of green fluorescent protein (GFP). GFP-based probes for Ca2+. Design of drug screening assay based on the detection of intracellular Ca2+.