Vai al contenuto pricipale
Oggetto:
Oggetto:

BIOCHIMICA DELLA NUTRIZIONE E DEGLI ALIMENTI

Oggetto:

Biochemistry of Nutrition and Food

Oggetto:

Anno accademico 2019/2020

Codice attività didattica
INT0709
Docenti
Prof. Enrica Pessione (Titolare del corso)
Dott. Elisabetta Aldieri (Titolare del corso)
Corso di studio
[f090-c506] SCIENZE DEGLI ALIMENTI E DELLA NUTRIZIONE UMANA
Anno
1° anno
Tipologia
Caratterizzante
Crediti/Valenza
10
SSD attività didattica
BIO/10 - biochimica
Erogazione
Tradizionale
Lingua
Italiano
Frequenza
Obbligatoria
Tipologia esame
Orale
Prerequisiti

Conoscenze di base di fisica, chimica generale ed inorganica, organica e biochimica generale.
Conoscenze dell'organizzazione cellulare e biologica degli esseri viventi.
Biologia cellulare e molecolare della cellula procariota ed eucariota,regolazioni metaboliche a livello cellulare.

Basis of physics, general, inorganic, organic chemistry and general biochemistry.
Anatomy of the cell and of living organisms.
Molecular and cellular biology of prokaryotic and eukaryotic cells, regulation of metabolism at cellular level.
Oggetto:

Sommario del corso

Oggetto:

Obiettivi formativi

Questo insegnamento si propone di:

 

  • fornire conoscenze sul metabolismo microbico sia finalizzato alla produzione di alimenti fermentati, sia per correlare il ruolo del microbioma alle funzioni fisiologiche umane;
  • dare gli adeguati strumenti per il mantenimento di un corretto stato di salute rivelando squilibri dell’ecosistema intestinale e agendo sull’equilibrio del microbiota umano.
  • fornire agli studenti le conoscenze delle basi biochimiche delle principali vie metaboliche nell’individuo sano e dei principi fisiologici alla base dell’utilizzo dell'energia fornita dai nutrienti;
  • dare gli adeguati strumenti per saper comprendere i meccanismi alla base dei cicli alimentazione/digiuno e in associazione alle patologie più comuni, quali obesità e diabete.

This course aims to:

  • provide knowledge on microbial metabolism aimed at the production of fermented foods, and at the correlation of the role of the microbiome with human physiological functions;
  • provide appropriate tools for maintaining a correct health state by revealing imbalances in the intestinal ecosystem and acting on the balance of the human microbiota;
  • provide students to knowledge of the biochemical bases of the main metabolic pathways in the healthy individual and of the physiological points underlying the use of energy supplied by the nutrients;
  • give the appropriate tools to be able to understand the mechanisms underlying the feeding / fasting cycles and in association with the most common pathologies, such as obesity and diabetes.

 

 

Oggetto:

Risultati dell'apprendimento attesi

Conoscenza e capacità di comprensione

Al termine di questo insegnamento, lo studente dovrà dimostrare di essere in grado di comprendere:

  • il ruolo che la flora microbica endogena svolge nell’assimilazione di nutrienti non utilizzabili dal sistema enzimatico dell’ospite;
  • l’importanza degli alimenti fermentati nella nostra alimentazione e le tecniche innovative per la loro produzione;
  • la modalità con la quale i diversi gruppi di nutrienti vengono introdotti e assimilati nell'organismo umano e i diversi meccanismi molecolari utilizzati per ricavare energia;
  • i meccanismi di regolazione di tali vie metaboliche in condizione di alimentazione/digiuno;
  • i meccanismi sistemici che regolano l’appetito e la loro regolazione/deregolazione

Capacità di applicare conoscenza e comprensione

 Al termine di questo insegnamento, lo studente saprà:

  • acquisire una coerente visione del network di segnali esistente tra microbiota e ospite al fine di tenere conto di questi aspetti nella formulazione di approcci nutrizionali adeguati;
  • acquisire competenze teoriche e operative con riferimento agli aspetti biochimici/ nutrizionali utili nel definire diete appropriate in soggetti sani;

Autonomia di giudizio

 Al termine di questo insegnamento, lo studente saprà:

  • riconoscere i limiti e i vantaggi dell’utilizzo di alimenti fermentati, in base al corredo genetico;
  • affrontare con approccio sistemico la nutrizione umana;
  • concettualizzare le basi biomolecolari dell’alimentazione e del digiuno in soggetti sani, paragonandoli a condizioni patologiche (obesità).

Capacità di apprendimento

Al termine di questo insegnamento, lo studente saprà:

  • riconoscere l’importanza del microbioma e misurarne gli effetti sulla fisiologia umana;
  • ragionare sui concetti biomolecolari alla base del ciclo alimentazione/digiuno;

 Knowledge and understanding ability

At the end of this course the student must demonstrate that he/she is able to understand:

  • the role that the endogenous microbial flora plays in the assimilation of nutrients that cannot be used by the host's enzymatic system;
  • the importance of fermented foods in our diet and the innovative techniques for their production;
  • the way in which the different groups of nutrients are introduced and assimilated by the human body and the different molecular mechanisms used to uptake energy;
  • the regulation mechanisms of these metabolic pathways in feeding/fasting conditions;
  • the systemic mechanisms that regulate appetite and their regulation/deregulation.

  Ability to apply Knowledge and understanding

At the end of this course, the student will be able to:

  • acquire a coherent vision of the network of signals existing between microbiota and host in order to take these aspects into account in the formulation of appropriate nutritional approaches;
  • acquire theoretical and operational skills with link to the biochemical/nutritional aspects useful in defining appropriate diets in healthy subjects.

Making Judgements

At the end of this course, the student will be able to:

  • recognize the limits and the advantages of using fermented foods, based on genetics;
  • address human nutrition with a systemic approach;
  • conceptualize the biomolecular bases of nutrition and fasting in healthy subjects, comparing them to pathological conditions (obesity).

 Learning ability

At the end of this course, the student will be able to:

  • recognize the importance of the microbiome and measure its effects on human physiology
  • argue about the biomolecular concerns involved in feeding/fasting cycle.
Oggetto:

Programma

Biochimica degli Alimenti

 

  • Studio delle trasformazioni biochimico-metaboliche in condizioni fisiologiche e patologiche.
  • Effetti dell’apporto dietetico nella prevenzione e/o correzione di disordini metabolici di origine alimentare.
  • Trasformazioni microbiche in fermentatori e in bioreattori per ottenere alimenti fermentati.
  • Regolazione metabolica nei microrganismi e ottimizzazione dei processi fermentativi.
  • Enzimi di interesse industriale e tecniche di immobilizzazione enzimatica.
  • Metabolismo fermentativo e principali applicazioni della fermentazione lattica, alcolica e propionica.
  • Ruolo del metabolismo microbico sulla fisiologia dell’ospite.
  • Requisiti biochimici di organismi probiotici e loro utilizzo.

Biochimica della Nutrizione

 

  • Riserve energetiche dell’organismo. Quantità e ripartizione dei nutrienti in una dieta equilibrata. Concetti generali introduttivi al metabolismo energetico.
  • Digestione e assorbimento dei carboidrati assunti con la dieta. Il glucoso: importanza nella glicemia, suo trasporto cellulare e utilizzo.
  • Regolazione del metabolismo glicidico (muscolo e fegato). Regolazione della glicemia.
  • Metabolismo intermedio e sua regolazione. La termogenesi.
  • Digestione e assorbimento dei lipidi assunti con la dieta. Lipolisi del tessuto adiposo e sua regolazione ormonale. Destino energetico dei lipidi e sua regolazione.
  • Deposito corporeo di lipidi: i trigliceridi. Lipogenesi e sua regolazione. Destino degli acidi grassi e loro ruolo. Acidi grassi poliinsaturi (PUFA) e loro importanza nella dieta.
  • Corpi chetonici e loro significato nel digiuno. Regolazione della chetogenesi.
  • Colesterolo: assunzione con la dieta e sintesi endogena. Regolazione della colesterolemia.
  • Vitamine liposolubili: vitamina A, vitamina D, vitamina E, vitamina K. Carenze dietiche di tali vitamine e conseguenze per la salute.
  • Lipoproteine plasmatiche: chilomicroni, VLDL, LDL, HDL. Lipoproteine plasmatiche e dieta: colesterolemia. Dislipidemie.
  • Digestione e assorbimento delle proteine assunte con la dieta. Bilancio azotato e turnover proteico. Metabolismo degli aminoacidi e loro destino: regolazione e compartimentazione.
  • Ruolo dei vari tessuti nel metabolismo degli aminoacidi (pasto/digiuno). Ciclo dell’urea e sua regolazione. La creatina: importanza e ruolo.
  • Ciclo alimentazione-digiuno. Aspetti generali: dieta, riserve energetiche, livelli ematici dei nutrienti. Metabolismo post-prandiale e sua regolazione. Metabolismo nel digiuno e sua regolazione.
  • Sistemi coinvolti nel controllo dell’assunzione di cibo. Regolazione neuronale della fame: neurotrasmettitori e ruolo dell’ipofisi. Ormone della crescita (GH), somatotropina, somatostatina, IGF-1. Lo stomaco: ghrelina e sua regolazione dell’appetito.
  • La biochimica dell’obesità. Il tessuto adiposo: secrezione della leptina e suo ruolo nel controllo della fame. Regolazione della sazietà: il sistema della melanocortina. Obesità e leptina. Adiponectina e regolazione dell’appetito.
  • Il Ferro nella dieta: ruolo e suo metabolismo. Assorbimento del ferro assunto con la dieta. Omeostasi del ferro e sua regolazione: transferrina e ferritina.
  • Elementi chimici nella dieta: zinco, potassio, sodio, cloro, zolfo, rame.
  • Il calcio nella dieta: omeostasi e funzioni metaboliche. Il fosforo nella dieta: omeostasi e tossicità. Regolazione del metabolismo del calcio: ormone paratiroideo (PTH) e vitamina D. Regolazione della biosintesi della vitamina D.

Food Biochemistry

 

  • Study of the biochemical-metabolic transformations in physiological and pathological conditions.
  • Effects of dietary intake in the prevention and/or correction of foodborne metabolic disorders.
  • Microbial transformations in fermenters and bioreactors to obtain fermented foods.
  • Metabolic regulation in microorganisms and optimization of fermentation processes.
  • Enzymes of industrial interest and enzymatic immobilization techniques.
  • Fermentative metabolism and main applications of lactic, alcoholic and propionic fermentation.
  • Role of microbial metabolism in the physiology of the host.
  • Biochemical requirements of probiotic organisms and their use.

 

 

Biochemistry of Nutrition

 

  • Energy stocks of the organism. Quantity and distribution of nutrients in a balanced diet. Introductory general concepts to energy metabolism.
  • Digestion and absorption of carbohydrates taken by diet. Glucose: importance in glycemia, cell transport and use.
  • Regulation of glycolic metabolism (muscle and liver). Blood glucose regulation.
  • Intermediate metabolism and its regulation.
  • Digestion and absorption of lipids taken by diet. Lipolysis of adipose tissue and its hormonal regulation. Energy fate of lipids and its regulation.
  • Body deposits of lipids: triglycerides. Lipogenesis and its regulation. Fate of fatty acids and their role. Polyunsaturated fatty acids (PUFA) and their importance in the diet.
  • Ketone bodies and their meaning in the fast. Regulation of ketogenesis.
  • Cholesterol: dietary intake and endogenous synthesis. Cholesterolemia regulation.
  • Fat-soluble vitamins: vitamin A, vitamin D, vitamin E, vitamin K. Dietary deficiencies of these vitamins and health consequences.
  • Plasma lipoproteins: chylomicrons, VLDL, LDL, HDL. Plasma lipoproteins and diet: cholesterolemia.
  • Digestion and absorption of proteins taken by diet. Nitrogen balance and protein turnover. Metabolism of amino acids and their fate: regulation and compartmentalization.
  • Role of the various tissues in the metabolism of aminoacids (meal/fast). Urea cycle and its regulation. Creatine: importance and role.
  • Feeding-fasting cycle. General aspects: diet, energy reserves, blood levels of nutrients. Post-prandial metabolism and its regulation. Metabolism in fasting and its regulation.
  • Systems involved in the control of food intake. Neuronal regulation of hunger: neurotransmitters and role of the pituitary. Growth hormone (GH), somatotropin, somatostatin, IGF-1. The stomach: ghrelin and its regulation of appetite.
  • The biochemistry of obesity. Adipose tissue: secretion of leptin and its role in the control of hunger. Satiety regulation: the melanocortin system. Obesity and leptin. Adiponectin and appetite regulation.
  • Iron in the diet: role and its metabolism. Absorption of iron taken with diet. Iron homeostasis and its regulation: transferrin and ferritin.
  • Chemical elements in the diet: zinc, potassium, sodium, chlorine, sulfur, copper.
  • Calcium and phosphorus in the diet: homeostasis, metabolic functions and toxicity. Calcium metabolism regulation: parathyroid hormone (PTH) and vitamin D. Regulation of vitamin D biosynthesis.
Oggetto:

Modalità di insegnamento

Per raggiungere gli obiettivi formativi dell’insegnamento si utilizzano lezioni teoriche frontali (64 ore) ed esercitazioni di laboratorio svolte a piccoli gruppi (32 ore per il modulo Biochimica degli Alimenti). Le lezioni frontali sono supportate da presentazioni (ppt) con illustrazioni grafiche. Le esercitazioni di laboratorio prevedono la partecipazione attiva degli studenti e comprendono analisi biochimiche di matrici alimentari. La frequenza alle lezioni e alle esercitazioni pratiche è obbligatoria nella misura del 60% delle ore.

To achieve the educational objectives of this course, theoretical lectures (64 hours) and laboratory exercises carried out in small groups (32 hours, Food Biochemistry Module) are used.

Theoretical lectures are supported by ppt presentations with graphic illustrations. The pratical part of the course (lab exercises) involves the active participation of students and includes biochemical analyses carried out on food matrices. Lectures and laboratory practical activities are mandatory (60% of the total hours).

Oggetto:

Modalità di verifica dell'apprendimento

L’esame finale di Biochimica degli Alimenti consiste in una prova orale atta a verificare la preparazione dello studente in ambito di fermentazioni alimentari, enzimologia applicata e biochimica dei probiotici. Se gli studenti lo richiedono è prevista una prova in itinere sulla prima parte di programma (fermentazioni industriali) che vale da esonero per l'esame finale.

L’esame finale del modulo di Biochimica della Nutrizione consiste in una prova scritta. In due ore gli studenti devono rispondere a 10 domande a risposta multipla e a 2 domande aperte sugli argomenti trattati a lezione, destinate a valutare sia le conoscenze sulla digestione e assimilazione nell'organismo dei diversi gruppi di nutrienti, sia la regolazione dei meccanismi alla base del ciclo alimentazione/digiuno, dell’appetito e della sazietà. Ogni risposta corretta del test viene valutata 2 punti, mentre ciascuna domanda aperta viene valutata fino ad un massimo di 5 punti (voto complessivo massimo di 30/30).

Voto finale: la media matematica tra le valutazioni dei due moduli darà la valutazione finale per l’insegnamento.

The final exam of Food Biochemistry module consists of an oral test aimed to verify the preparation of the student in the field of food fermentation, applied enzymology and biochemistry of probiotics. On student request, an ongoing test on the first part of the program (industrial fermentation), valid for the final exam, will be accorded. The final exam of Biochemistry of Nutrition Module is a written test. In two hours, students have to answer to 10 multiple choice questions and 2 open questions concerning the topics covered in class, addressed to evaluate both the knowledge on digestion and assimilation in the organism of the different groups of nutrients, and the regulation of the mechanisms underlying the feeding/fasting cycle, appetite and satiety. Each correct answer of the test is evaluated 2 points, while each open question is evaluated up to a maximum of 5 points (total maximum score of 30/30).

Final grade: the mean between the grades obtained in each module gives the final evaluation for the course.

Oggetto:

Testi consigliati e bibliografia


Il materiale didattico presentato a lezione è disponibile sul sito internet (CampusNet).

Testi consigliati per Biochimica degli Alimenti:

  • Lehninger, Introduzione alla Biochimica, Zanichelli
  • Stanier, The microbial world. Prentice Hall

Testi consigliati per Biochimica della Nutrizione:

  • Leuzzi, Bellocco, Barreca – Biochimica della Nutrizione - Zanichelli,
  • Siliprandi& Tettamanti - Biochimica Medica - Piccin.

The teaching material presented in class is available on the website (CampusNet).

Recommended texts for Food Biochemistry:

  • Lehninger, Introduzione alla Biochimica, Zanichelli
  • Stanier, The microbial world. Prentice Hall

Recommended texts for Biochemistry of Nutrition:

  • Leuzzi, Bellocco, Barreca - Nutrition Biochemistry – Zanichelli,
  • Siliprandi & Tettamanti - Medical Biochemistry - Piccin.

 

 

Oggetto:
Ultimo aggiornamento: 06/06/2019 14:37
Location: https://nutrizione.campusnet.unito.it/robots.html
Non cliccare qui!