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Oggetto:
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I. SCIENZE BIOLOGICHE E CHIMICHE

Oggetto:

BIOLOGICAL AND CHEMICAL SCIENCES

Oggetto:

Anno accademico 2020/2021

Codice dell'attività didattica
MED2822
Docenti
Dott. Enrico Bracco (Docente Titolare dell'insegnamento)
Prof. Pierfrancesco Franco (Docente Titolare dell'insegnamento)
Prof.ssa Chiara Riganti (Docente Titolare dell'insegnamento)
Corso di studi
[f007-c314] laurea i^ liv. in tecniche di radiologia medica, per immagini e radioterapia (ab.pr. san. di radiologia medica) - a cuneo
Anno
1° anno
Tipologia
Di base
Crediti/Valenza
5
SSD dell'attività didattica
BIO/10 - biochimica
BIO/13 - biologia applicata
MED/36 - diagnostica per immagini e radioterapia
Modalità di erogazione
Tradizionale
Lingua di insegnamento
Italiano
Modalità di frequenza
Obbligatoria
Tipologia d'esame
Scritto
Prerequisiti
Nozioni di base di chimica e biologia fornite durante gli studi secondari superiori. Non vi sono insegnamenti propedeutici.

Basics of chemistry and biology provided during secondary school education. There are not preparatory courses.

Propedeutico a
Insegnamenti 2° e 3° anno
Oggetto:

Sommario insegnamento

Oggetto:

Obiettivi formativi

Obiettivi fondamentali dell'Insegnamento sono:

- fornire le conoscenze di base della chimica generale, inorganica ed organica, necessarie per comprendere le proprietà dei componenti della materia vivente.

- Spiegare i processi che sono alla base delle principali reazioni chimiche, la struttura molecolare delle principali sostanze componenti la materia vivente e le proprietà fisiche e biologiche delle molecole nello spazio cellulare ed extracellulare.

- fornire agli studenti una conoscenza di base sull’organizzazione strutturale e funzionale delle cellule, descrivendone le principali vie metaboliche e il trasferimento di energia, nonché i meccanismi molecolari alla base dell’espressione e della trasmissione dell’informazione genetica;

- descrivere le diverse fasi della mitosi e della meiosi e il comportamento dei cromosomi; presentare le leggi di Mendel e utilizzarle per risolvere problemi genetici;

- fornire il significato fondamentale delle mutazioni e darne una classificazione; illustrare i rischi connessi con l’uso delle radiazioni, e le loro conseguenze sull’organismo nelle diverse applicazioni sanitarie, al fine di adottare comportamenti corretti in relazione ai rischi nei diversi ambiti di applicazione sanitaria.

The course aims to:

- Providing basic knowledge of general, inorganic and organic chemistry necessary for understanding the properties of the living matter components.

- Explaining the processes that underlie the main chemical reactions, the molecular structure of the main substances in the living matter and the physical and biological properties of the molecules in the cellular and extracellular space.

- Providing students with a basic understanding of the structural and functional organization of the cells, describing the main metabolic pathways and energy transfer, as well as the molecular mechanisms underlying the expression and transmission of genetic information;

- Describing the different phases of mitosis and meiosis and the chromosome behavior;

- Presenting Mendel's laws and their utilization in genetic problems solving;

- Providing the basic meaning of the mutations and give them a classification;

- Illustrating the risks associated with the use of radiation, and their consequences on the organism in different healthcare applications, in order to adopt appropriate behavior in relation to the risks in the various areas of the  health system.

Oggetto:

Risultati dell'apprendimento attesi

 Al termine lo studente dovrà:

- conoscere la chimica di base inorganica e organica, sapendone descrivere i processi di base

- conoscere la struttura delle principali sostanze alla base della materia vivente

- conoscere la struttura della cellula, i suoi principali processi metabolici e quelli di riproduzione

- conoscere le basi della genetica e saper risolvere semplici problemi tramite le leggi di Mendel

- conoscere le forme di interazione delle radiazioni ionizzanti con le strutture cellulari, il concetto di mutazione genetica e la cancerogenesi

- aver acquisito le basi propedeutiche ad una corretta applicazione dei principi di radioprotezione sia sul paziente che sull'operatore

 At the end, students must:

- Know the inorganic and organic basic chemistry, being able to describe its basic processes

- Know the structure of the main substances that form the living matter

- Know the structure of the cell, its main metabolic and reproduction processes

- Know the basics of genetics and be able to solve simple problems with the aid of Mendel's laws

- Know the forms of ionizing radiation interaction with the cell structures, the concept of genetic mutation and carcinogenesis

- Have acquired the bases for a correct application of the radiation protection principles to patients and operators

Oggetto:

Modalità di insegnamento

60 ore di lezioni frontali in aula

  • 24 ore per il modulo di biologia e genetica;
  • 24 ore per il modulo di chimica e biochimica;
  • 12 ore per il modulo di radiobiologia.

 60 hours of classroom lectures:

  • Biology and Genetics: 24 hours;
  • Chemistry and Biochemistry: 24 hours;
  • Radiobiology: 12 hours
Oggetto:

Modalità di verifica dell'apprendimento

Colloquio orale sugli argomenti trattati durante le ore di lezione

Oggetto:

Programma

 CHIMICA E BIOCHIMICA:
- Struttura della materia.
- Struttura delle molecole.
- Elementi di chimica inorganica (peso atomico, peso molecolare, mole, numero di Avogadro, massa di formula, reazioni chimiche irreversibili e reversibili, equilibrio chimico, costante di equilibrio e legge di azione di massa).
- Cenni di cinetica chimica.
- I catalizzatori biologici (enzimi).
- Basi di chimica organica (Idrocarburi alifatici saturi e insaturi, idrocarburi aromatici, alcoli, tioalcoli, amine, aldeidi, chetoni, acidi carbossilici e derivati).
- Cenni sui disinfettanti.
- I glucidi (aldosi e chetosi, monosaccaridi, oligosaccaridi, polisaccaridi).
- Il significato dell’ATP.
- La Glicolisi e la gluconeogenesi.
- Il controllo ormonale sul metabolismo del glicogeno.
- Il metabolismo energetico (ciclo di Krebs, fosforilazione ossidativa).
- I radicali.
- I lipidi e il loro metabolismo (lipidi di riserva e strutturali: acidi grassi saturi e insaturi, trigliceridi, fosfolipidi e colesterolo).
- La chetogenesi.
- Struttura, significato funzionale e metabolismo delle proteine (aminoacidi e loro classificazione, principali caratteristiche chimiche, legami fra aminoacidi, catabolismo delle proteine e delle basi azotate).
- L’emoglobina e il suo ruolo nel trasporto dei gas.
- Gli acidi nucleici.

BIOLOGIA E GENETICA:
- La teoria cellulare: cellule procariotiche ed eucariotiche.
- La membrana cellulare (struttura, trasporto attivo di membrana, canali ionici).
-  La struttura cellulare:  nucleo,  reticolo endoplasmatico, apparato di Golgi, mitocondri, lisosomi, perossisomi, citoscheletro.
- Il metabolismo cellulare.
- Le molecole segnale ed i loro recettori (segnali intra ed extracellulari).
- Le giunzioni cellula-cellula e cellula-matrice extracellulare.
- Trascrizione del DNA, traduzione dell’RNA e sintesi delle proteine
- Mitosi e meiosi.
- La proliferazione cellulare e la duplicazione del DNA.
- Le leggi di Mendel: segregazione e assortimento indipendente; relazione tra meiosi e leggi di Mendel.
- I caratteri monofattoriali semplici. I caratteri legati al sesso. Le mutazioni.

RADIOBIOLOGIA:
- Interazione delle radiazioni ionizzanti con la materia (l'eccitazione, la ionizzazione ed i fenomeni di diseccitazione).
- Effetti diretti ed indiretti delle radiazioni ionizzanti.
- Il danno biologico: effetti collaterali e danni tardivi.
- La radiosensibilità del ciclo cellulare (curve di sopravvivenza cellulare, effetto ossigeno, trasferimento lineare di energia ed efficacia biologica relativa (RBE).
- Radioprotettori e radio sensibilizzanti.
- La carcinogenesi radioindotta.
- Gli effetti biofisici dei campi EM presenti in RM.
- Studio dell’interazione tra campi NIR e organismi biologici.
- Interazione della luce laser con l’organismo biologico.

CHEMISTRY AND BIOCHEMISTRY:
- The structure of matter.
- Molecular structure.
- Elements of inorganic chemistry (atomic weight, molecular weight, mole, the Avogadro’s number, mass formula, irreversible and reversible chemical reactions, chemical equilibrium, equilibrium constant and the law of mass action).
-Basics ofchemical kinetics.
- Biological catalysts (enzymes).
- Basis of organic chemistry (saturated and unsaturated aliphatic hydrocarbons, aromatic hydrocarbons, alcohol, thioalcohols, amines, aldehydes, ketones, carboxylic acids and derivatives).
- Briefs on disinfectants.
- Carbohydrates (aldoses and ketoses monosaccharides, oligosaccharides, polysaccharides).
- The meaning of ATP.
- Glycolysis and gluconeogenesis.
- Hormonal control over glycogen metabolism.
- The energetic metabolism (Krebs cycle, oxidative phosphorylation).
- Radicals.
- Lipids and their metabolism (reserve and structural lipids: fatty acids, saturated and unsaturated triglycerides, phospholipids and cholesterol).
- Ketogenesis.
- Structure and functional significance and metabolism of proteins (amino acids and their classification, main chemical characteristics, links between the amino acids, catabolism of proteins and nitrogen bases).
- Hemoglobin and its role in the transport of gas.
- Nucleid acids.

 BIOLOGY AND GENETICS:
- The cell theory: prokaryotic and eukaryotic cells.  Unicellular and multicellular organisms. The lipid bilayer.
- The cell membrane (structure, direct active transport, facilitated diffusion of ions and small molecules, ion channels).
- Structure and basic functions of the eukaryotic cell organelles (nucleus, endoplasmic reticulum, Golgi apparatus, lysosomes, mitochondria, peroxisomes. cytoskeletal structures).
- Cell metabolism, endocytosis and exocytosis.
- General principles of cell signalling (endocrine, paracrine, contact-dependent, neuronal signalling); cell proliferation signalling.
- Cell-cell junctions and cell-matrix adhesion.
- The transcription of DNA into messenger RNA and the translation of mRNA into proteins.
- DNA replication.
- Mitosis and meiosis.
- Mendel laws: segregation and independent assortment. Relationship between meiosis and Mendel laws.
- Monofactorial characters and x-linked characters. Mutations.

RADIOBIOLOGY:
- Interactions between organic tissues and ionizing radiation (excitation, ionization).
- Biological effects of direct and indirect action of radiation; DNA strand breaks and chromosomal aberrations.
- Acute and late effects.
- Radiosensitivity and cell age in the mitotic cycle (cell survival curves, the oxygen effect, linear energy transfer and relative biological effectiveness).
- Radioprotector and radiosensitizer.
- Carcinogenesis from radiations
- Biophysical effects of EM fields in MRI.
- Interaction between NIR fields and biological organisms.
- Interaction of laser with the biological organism.

Testi consigliati e bibliografia

Oggetto:

Sackeim G.I. & Lehman D.D.: Chimica per le Scienze Biomediche - EdiSES

Pelley J.W.: Biochimica - Elsevier Masson

Solomon, Berg, Martin – Elementi di biologia – EdiSES

Purves et al. – Biologia – Volumi 1 e 2 - Zanichelli

Fantoni et al. - Biologia Cellulare – Piccin

Alberts et al. - L’Essenziale di Biologia Molecolare della Cellula – Zanichelli

G. Gordon Steel: Basic clinical Radiobiology – III Edition –Arnoldeditore - 2002

Eric J.Hall: Radiobiology for the radiologist – Fifth edition - Lippincott William&Wilkins – 2000

Materiale didattico fornito dal docente (il materiale didattico presentato a lezione è reso disponibile sul sito del corso in formato PDF).

Siti internet suggeriti dal docente per approfondimenti e filmati di biologia



Oggetto:

Note

1° SEMESTRE

Oggetto:

Moduli didattici

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Ultimo aggiornamento: 25/05/2020 12:34
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