Corso di laurea magistrale in Scienze degli Alimenti e della Nutrizione Umana

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.

L'insegnamento contribuisce alla realizzazione degli obiettivi formativi delle aree generica e bioalimentare del corso di studi in Scienze degli Alimenti e della Nutrizione Umana, fornendo conoscenze approfondite e aggiornate riguardanti le basi biochimiche delle principali vie metaboliche nell’individuo sano e/o affetto da patologie, ed il ruolo del microbioma intestinale nelle funzioni fisiologiche umane.

In particolare, 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/alle studenti/esse 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, nell'individuo sano e nei casi di patologie comuni (obesità, dislipidemie, diabete);
• fornire le conoscenze necessarie sul ruolo delle vitamine e dei principali sali minerali che devono essere presenti nella dieta per il mantenenimento di un efficiente metabolismo energetico e dell'omeostasi idro-salina.

Conoscenza e capacità di comprensione

Al termine di questo insegnamento, si 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  utilizzati per ricavare energia;
• i meccanismi di regolazione di tali vie metaboliche in condizione di alimentazione/digiuno, e la deregolazione in condizioni patologiche comuni (obesità, diabete);
• i meccanismi sistemici che regolano l’appetito e l'omeostasi idro-salina, la loro regolazione/deregolazione.

Capacità di applicare conoscenza e comprensione

 Al termine di questo insegnamento, si 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, si 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 biochimiche dell’alimentazione e del digiuno in soggetti sani, paragonandoli a condizioni patologiche (obesità, diabete).

Capacità di apprendimento

Al termine di questo insegnamento, si saprà:

• riconoscere l’importanza del microbioma e misurarne gli effetti sulla fisiologia umana;
• ragionare sui concetti biochimici alla base del ciclo alimentazione/digiuno, del metabolismo energetico e dell'omesotasi idro-salina.

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

• Basi biochimiche della nutrizione. Il ciclo digiuno-alimentazione; metabolismo nel digiuno prolungato e nella rialimentazione. Metabolismo basale, a riposo e sotto sforzo.
• Regolazione fisiologica del metabolismo energetico. controllo ormonale del metabolismo glicidico, lipidico e proteico; controllo ormonale dell’appetito; variazioni del metabolismo in corso di gravidanza, allattamento, età pediatrica, età anziana e sforzo fisico. Razionale biochimico delle diete a base di integratori in alcune condizioni fisiologiche: gravidanza, allattamento, periodo neonatale, infanzia, adolescenza, invecchiamento.
• Biochimica della digestione e dell’assorbimento di glicidi, lipidi e proteine. Destino metabolico dei nutrienti dopo l’assorbimento, ripartizione tissutale e vie metaboliche relative. Biochimica dei tessuti: vie metaboliche peculiari di fegato, muscolo scheletrico (a riposo e sotto sforzo), cuore, tessuto adiposo, rene, sistema nervoso centrale, apparato gastrointestinale, pancreas.
• Biochimica delle vitamine. Concetti di DRI, EAR, RDA. Le vitamine idro- e liposolubili:, assorbimento e metabolismo, principali processi biochimici e funzioni fisiologici controllate dalle vitamine.
• Sali minerali: apporto con la dieta, fabbisogno giornaliero. Metabolismo del sodio e del potassio. Metabolismo del calcio, del fosfato e del magnesio. Metabolismo del ferro. Metabolismo dello iodio. Metabolismo del rame, dello zinco, del selenio.

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/le studenti/esse e comprendono analisi biochimiche di matrici alimentari. La frequenza alle lezioni e alle esercitazioni pratiche è obbligatoria nella misura del 60% delle ore.

L’esame finale di Biochimica degli Alimenti consiste in una prova orale di 3-4 domande atte a verificare la preparazione in ambito di fermentazioni alimentari, enzimologia applicata e biochimica dei probiotici. Se richiesto 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. Gli/Le studenti/esse devono rispondere a 31 domande a risposta multipla 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, dell'omesotasi idro-salina, del ruolo di vitamine e sali minerali. Ogni risposta corretta del test viene valutata 1 punto.

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

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.