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Oggetto:
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ASPETTI GENETICI, BIOCHIMICI E PATOLOGICI DELLA NUTRIZIONE UMANA

Oggetto:

Genetic, Biochemical and Pathological aspects of Human Nutrition

Oggetto:

Anno accademico 2022/2023

Codice attività didattica
INT0710
Docenti
Prof. Giuseppe Matullo (Titolare del corso)
Paola Costelli (Titolare del corso)
Prof. Guido Serini (Titolare del corso)
Corso di studio
[f090-c506] SCIENZE DEGLI ALIMENTI E DELLA NUTRIZIONE UMANA
Anno
1° anno
Periodo
Secondo semestre
Tipologia
Di base
Crediti/Valenza
11
SSD attività didattica
BIO/12 - biochimica clinica e biologia molecolare clinica
MED/03 - genetica medica
MED/04 - patologia generale
Erogazione
Tradizionale
Lingua
Italiano
Frequenza
Obbligatoria
Tipologia esame
Orale
Prerequisiti
Basi di genetica, biologia molecolare e fisiologia. Basi di biochimica clinica e biologia molecolare clinica. Conoscenze di base di biochimica.
Conoscenze di base di biologia cellulare. Conoscenze di base di biologia molecolare.Conoscenze di base di anatomia e fisiologia.


Basics of clinical biochemistry and clinical molecular biology. Basic knowledge of biochemistry.
Basic knowledge of cell biology.
Basic knowledge in: cell and molecular biology, anatomy, physiology
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Sommario insegnamento

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Obiettivi formativi

L'insegnamento contribuisce alla realizzazione degli obiettivi formativi del corso di studi in Scienze degli Alimenti e della Nutrizione Umana fornendo conoscenze approfondite e all'avanguardia sui meccanismi biochimici legati al metabolismo glicolipidico, alla genetica medica applicata, alla nutrigenomica e alle patologie connesse con l’alimentazione.

Modulo Aspetti biochimici: l’obiettivo è quello di fornire una conoscenza dettagliata del metabolismo glicolipidico ed una buona conoscenza sull’uso e sul significato dei principali esami clinici eseguiti nelle principali disfunzioni metaboliche. Inoltre, fornisce le basi per imparare a riconoscere e a valutare gli alimenti funzionali e gli integratori alimentari, compreso il metabolismo biochimico di tali prodotti e la loro efficacia sulla salute umana.

Nel Modulo Aspetti Genetici, è previsto l’apprendimento dei principi della genetica medica applicata in campo nutrizionale, centrata sulla Nutrigenomica e sulle sue derivazioni, e allo studio di alcuni dismetabolismi ereditari. Le competenze acquisite in campo genetico devono inoltre porre le basi per la comprensione della relazione tra dieta e patologie complesse.

Il modulo Aspetti patologici si propone di fornire le basi conoscitive fondamentali per la comprensione di cause e meccanismi patogenetici che determinano malattia, con particolare riferimento alle patologie connesse con l’alimentazione. In particolare, verranno fornite conoscenze relative alla patologia cellulare, alle malattie derivanti da disturbi nutrizionali, alle allergie e alle patologie autoimmunitarie connesse con il consumo di determinati alimenti, e alla relazione tra tumori e alimentazione. 

The course contributes to the achievement of the educational objectives of the course of studies in Food Science and Human Nutrition by providing in-depth and cutting-edge knowledge on the biochemical mechanisms related to glycolipid metabolism, applied medical genetics, nutrigenomics and diseases associated with supply.


Biochemical Aspects: The objective is to provide a detailed knowledge of glycolipid metabolism and a good knowledge of the use and meaning of the main clinical tests performed in the main metabolic dysfunctions. It also provides the basis for learning to recognize and evaluate functional foods and food supplements, including the biochemical metabolism of these products and their effectiveness on human health.

In the Genetic Aspects Module, students will learn the principles of medical genetics applied in the nutritional field, centered on Nutrigenomics and its derivations, and the study of some hereditary dysmetabolisms. The skills acquired in the genetic field must also lay the foundations for understanding the relationship between diet and complex diseases.

The section Pathological Aspects is aimed to provide students with the basis to understand the underlying causes and the mechanisms of disease, with particular reference to nutritional diseases. In particular, the section will deal with cell pathology, nutritional diseases, food allergy, food-related autoimmune diseases, tumor-diet interaction.

Oggetto:

Risultati dell'apprendimento attesi

Conoscenza e capacità di comprensione

Dopo aver seguito l’insegnamento si avrà acquisito conoscenze relative:

  • ai meccanismi biochimici degli alimenti funzionali e la loro efficacia sulla salute umana
  • alla genetica medica applicata in campo nutrizionale, centrata sulla Nutrigenomica, dismetabolismi ereditari, relazione tra dieta e malattie complesse
  • ai meccanismi alla base delle patologie connesse con l’alimentazione

Capacità di applicare conoscenza e comprensione

Alla fine di questo insegnamento si saprà:

  • applicare gli alimenti funzionali nelle alterazioni metaboliche
  • proporre soluzioni analitiche adeguate e moderne a problematiche di genetica molecolare collegate al problema della nutrizione
  • effettuare analisi immunometriche utili nella diagnosi delle allergie e delle patologie autoimmunitarie connesse con il consumo di alimenti

Autonomia di giudizio

Alla fine di questo insegnamento si saprà:

  • valutare l’efficacia degli alimenti funzionali
  • approfondire autonomamente l’effetto sulla salute di eventuali nuovi alimenti funzionali presenti sul mercato
  • interpretare e comparare dati sperimentali di laboratorio

Capacità di apprendimento

Alla fine di questo insegnamento si sarà in grado di:

  • valutare i dati sugli alimenti ricavati dai trials clinici
  • trasferire le conoscenze teoriche acquisite nella pianificazione e nello svolgimento di un esperimento
  • esporre in maniera critica i dati ricavati da pubblicazioni scientifiche
  • comunicare in lingua italiana e straniera (lingua inglese) scritta e orale

Knowledge and understanding ability

After following this course the student will acquire the knowledge about:

  • biochemical mechanisms of functional foods and their effectiveness on human health
  • medical genetics applied to the nutritional field, centered on Nutrigenomics, hereditary dysmetabolisms, relationship between diet and complex diseases
  • mechanisms underlying food-related diseases

 

Ability to apply knowledge and understanding

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

  • functional food on metabolic disorders
  • propose adequate and modern analytical solutions to molecular genetics problems linked to the problem of nutrition
  • immunometric analyses useful to diagnose food-related allergies and autoimmune diseases

Making Judgements

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

  • evaluate the efficacy of functional foods
  • independently investigate the health effects of any new functional foods on the market
  • evaluate and interpret laboratory experimental data

Learning ability

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

  • evaluate data on foods obtained from clinical trials
  • transfer the theoretical knowledge acquired in planning and carrying out an experiment
  • critically expose the data obtained from scientific publications
  • communicate in Italian and in a foreign language (English) both in written and oral form
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Programma


Modulo Aspetti Biochimici

  • Il metabolismo lipidico e l’aterosclerosi
  • Il processo infiammatorio
  • L’omeostasi intestinale
  • Probiotici e prebiotici
  • Classificazione degli alimenti funzionali
  • Classificazione degli integratori
  • I principali fattori protettivi alimentari
  • I fitosteroli
  • Classificazione dei novel foods approvati
  • Le lipoproteine: classificazione e composizione biochimica
  • Assorbimento intestinale di colesterolo e fitosteroli: meccanismi, patologie e terapie
  • Assemblaggio, secrezione e catabolismo fisiologico e patologico dei chilomicroni
  • Ipertrigliceridemie e aterosclerosi coronarica: meccanismi biochimici e fattori genetici
  • Biochimica dell’omeostasi epatica ed extraepatica del colesterolo
  • Ipercolesterolemia: biochimica, genetica e terapie
  • Disbetalipoproteinemia, iperlipidemia familiare combinata e iperalfalipoproteinemia
  • Le HDL nel controllo dell’omeostasi lipidica
  • Colesterolo HDL, capacità di efflusso del colesterolo delle HDL e aterosclerosi

Modulo Aspetti Genetici

  • La variabilità genetica delle popolazioni
  • Lo studio delle patologie complesse
  • I dismetabolismi ereditari
  • Nutrigenetica:

-          varianti genetiche e obesità

-          polimorfismi genetici, nutrizione e risposta infiammatoria

-          varianti genetiche, parametri nutrizionali e ipertensione

-          varianti genetiche nutrizione e malattie cardiovascolari

-          varianti genetiche nutrizione e cancro

-          i recettori del gusto e i loro polimorfismi

  • Nutrigenomica:

-          QTLs nell’uomo

-          Metabolomica

-          L’ambiente e la dieta

-          Nutrizione e trascrittomica

-          Nutrizione ed epigenetica

  • Nutrizione, danni al DNA, invecchiamento e malattie

Interazioni gene-gene e geni-ambiente

Modulo Aspetti Patologici

Patologia cellulare: Danno cellulare reversibile e irreversibile. Necrosi e apoptosi. Infiammazione. Patologie da accumulo: Steatosi. Fibrosi. Cirrosi. Reazioni allergiche e autoimmunità Basi della risposta immunitaria acquisita: riconoscimento antigenico e attivazione linfocitaria, complesso maggiore di istocompatibilità, tolleranza immunologica. Reazioni di ipersensibilità. Allergie e intolleranze alimentari. Patologie autoimmunitarie. Oncologia Basi molecolari della trasformazione neoplastica. Rischio oncogeno alimentare: cancerogeni naturali, relazione tra cancerogenesi e abitudini alimentari, ruolo protettivo degli antiossidanti. Cachessia neoplastica. Discussione e presentazione di articoli scientifici inerenti il programma svolto.

 

Overview in lipid metabolism and in atherogenesis . The Inflammatory process. Homeostasis and inflammation in the intestine. Prebiotics and probiotics. Classification of functional foods. Classification of alimentary integrators. The most important “protective factors” in diet. Phytosterols. Classification of Novel foods. Laboratory exercise groups. Physiological roles, digestion and intestinal absorption of complex lipids. Apoproteins and ApoB mRNA editing. Niemann-Pick C1-Like 1 and ezetimibe. ABCG5/G8 transporters and sitosterolemy. LXR/RXR and transcriptional control of cholesterol homeostasis. Microsomal Triglyceride transfer Protein and abetaliproteinemia. Sar1 small GTPase and Anderson disease. Chylomicron assembly, secretion and catabolism. Lipoproteinlipase (LPL), GPI-anchored HDL-binding protein 1 and Cholesteryl Ester Transfer Protein (CETP/ApoD). VLDL, IDL, and LDL assembly, secretion and catabolism. INSIG, SCAP, SREBP2 and transcriptional control of cholesterol homeostasis. ApoB100, LDL receptor, ARH endocytic adaptor and familial hypercholesterolemia. Type C and D Niemann-Pick disease. HDL assembly and catabolism. Biochemistry and molecular biology of obesity. Trafficking of lipoprotein receptors in human vascular endothelial cells.

The course aims at providing the principles of medical genetics applied to nutrition and nutrigenomics for the understanding of the hereditary dismetabolisms and of the relationships between diet and complex diseases.

The following subjects will be presented:

  • Genetic/genomic variability of human populations
  • Genetic approaches to the study of complex diseases
  • Hereditary dismetabolisms
  • Nutrigenetics:

-          Genetic variants and obesity

-          Genetic polymorphisms, nutrition and inflammatory response

-          Genetic variants, functional parameters and hypertension

-          Genetic variants, nutrition and cardiovascular diseases

-          Genetic variants, nutrition and cancer

-          Tast receptors genes and polymorphisms

  • Nutrigenomics:

-          Human quantitative trait loci (QTLs)

-          Metabolomics

-          Environment and diet

-          Nutrition and transcriptomics

-          Nutrition and epigenetics

  • Nutrition, DNA damages, ageing and diseases
  • Gene-gene and gene-environment interaction

PATHOLOGY: Cell pathology: reversible and irreversible cell damage. Necrosis and apoptosis. Inflammation. Steatosis, fibrosis, cirrhosis. Allergy and autoimmunity: general principles of acquired immune response (antigen recognition, lymphocyte activation, major histocompatibility complex, immune tolerance). Hypersensitivity reactions. Food allergy and intolerance. Food-linked autoimmune pathologies. Oncology: molecular basis of neoplastic transformation. Food-linked cancer risk: natural carcinogens, relation between carcinogenesis and nutritional habits, protective role of antioxidants. Cancer cachexia. Discussion and presentation of scientific papers.

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Modalità di insegnamento

Aspetti Biochimici:
Per raggiungere gli obiettivi formativi di questo modulo di insegnamento si utilizzano lezioni teoriche frontali (24 ore) ed esercitazioni di laboratorio svolte a piccoli gruppi (32 ore). 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. Si prevede di erogare le attività didattiche in presenza, compatibilmente con l’evoluzione dell’emergenza sanitaria COVID19 e con le disposizioni in materia di sicurezza. In particolare le attività di laboratorio verranno svolte a piccoli gruppi e concentrate alla fine del semestre in ottemperanza con le disposizioni in materia di COVID19. In ogni caso, l'attività didattica sarà garantita in modalità telematica, comprese le attività pratiche di esercitazioni in laboratorio. 

Modulo Aspetti Patologici: L'insegnamento si articola in 20 ore di lezione frontale e 4 ore dedicate alla discussione di articoli scientifici selezionati. Il materiale didattico (slides, video, bibliografia obbligatoria) verrà reso disponibile sulal piattaforma Moodle. Q

Modulo aspetti genetici: per raggiungere gli obiettivi formativi di questo modulo di insegnamento si utilizzano lezioni teoriche frontali (24 ore). Le lezioni frontali sono supportate da presentazioni (ppt) con illustrazioni grafiche. La frequenza alle lezioni è obbligatoria nella misura del 60% delle ore. 

L'insegnamento sarà erogato in presenza, secondo le modalità e i tempi che verranno comunicati dal docente compatibilmente con le eventuali disposizioni di carattere sanitario.

 

Biochemical Aspects: To achieve the educational objectives of this course, theoretical lectures (24 hours) and laboratory exercises carried out in small groups (32 hours). Theoretical lectures are supported by ppt presentations with graphic illustrations. The pratical part of the course (lab execises) 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). In any cases, online teaching materials will be granted, including laboratory practical activities. 

Section Patological Aspects:  The teaching is organized in 20 hours of lectures and 4 hours dedicated to the discussion of selected scientific papers. Didactic material (slides, videos, mandatory bibliography) will be available on the Moodle platform. 

Genetics aspects: To achieve the educational objectives of this course, theoretical lectures (24 hours) are used. Theoretical lectures are supported by ppt presentations with graphic illustrations. Lectures are mandatory (60% of the total hours).

 

This teaching will be based on traditional lessons. Detailed information will be provided by the teacher mostly based on the public health recommendations.

 

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Modalità di verifica dell'apprendimento

Modulo Aspetti Biochimici:
L’esame di questo modulo di insegnamento consiste in una prova orale della durata di circa 30 minuti atta ad accertare le conoscenze acquisite attraverso la formulazione di alcune domande inerenti la fisiologia e patologia dell'assorbimento dei lipidi, la distribuzione dei lipidi nell'organismo, la sistematica ed il metabolismo degli alimenti funzionali e le loro applicazioni pratiche.
È facoltà degli studenti e delle studentesse di richiedere l'esame a distanza secondo le modalità indicate dall'Ateneo, esclusivamente in casi di condizioni documentabili di fragilità legate alla pandemia da COVID-19.

Modulo Aspetti Genetici:

L’esame accerta l’acquisizione delle conoscenze tramite lo svolgimento di una sola prova orale della durata di circa 30’.

È facoltà degli studenti e delle studentesse di richiedere l'esame a distanza secondo le modalità indicate dall'Ateneo, esclusivamente in casi di condizioni documentabili di fragilità legate alla pandemia da COVID-19.

La prova consiste di 2-3 domande di carattere generale, sui contenuti svolti a lezione al fine di accertare che si siano acquisite le conoscenze sulle principali nozioni relative alle patologie mendeliane e complesse, con particolare riferimento alle associazioni e interazioni con aspetti nutrizionali.
L’esame consiste in domande aperte volte a verificare le competenze acquisite in ciascuna delle seguenti macro tematiche:
- Malattie mendeliane e dismetabolismi ereditari
- Malattie complesse e interazioni geni-ambiente
- Epigenetica e nutrigenomica 
Saranno inoltre valutate durante il colloquio la capacità di sintesi e, soprattutto, la capacità di sviluppare gli argomenti svolti a lezione tenendo conto della interdisciplinarietà degli aspetti inerenti alla genetica, genomica, epigenomica e interazione con l’ambiente e lo stile di vita, e in particolare con la dieta.

Modulo Aspetti patologici:

L’apprendimento viene verificato attraverso un esame scritto in presenza da svolgersi nelle date prestabilite degli appelli.
È facoltà degli studenti e delle studentesse di richiedere l'esame a distanza secondo le modalità indicate dall'Ateneo, esclusivamente in casi di condizioni documentabili di fragilità legate alla pandemia da COVID-19.

La prova d'esame comprende tre domande che vertono su tutto il programma dell'insegnamento e che possono includere gli argomenti svolti durante le esercitazioni. Le domande sono prevalentemente aperte, allo scopo di valutare, oltre alla preparazione specifica, anche la capacità di sintesi, quella di organizzare un discorso e quella di mettere in relazione le varie patologie con lo stile di vita, dieta inclusa. Il punteggio massimo è 30/30, ogni domanda ha ugual peso. Prove eseguite in maniera particolarmente efficace vengono premiate con la lode.

  Il voto finale sarà la media ponderata dei voti conseguiti nei tre moduli.   

Biochemical Aspects: The examination of this teaching module consists of an oral test lasting about 30 minutes to ascertain students' knowledge through the formulation of some questions concerning the physiology and pathology of lipid absorption, the distribution of lipids in the body, the systematics and metabolism of functional foods and their practical applications. Remote examinations may be introduced according to the University recommendations related to the status of the COVID-19 pandemic.

Genetic aspects: The examination ascertains the acquisition of knowledge by taking only an oral test lasting about 30 minutes. Remote examinations may be introduced according to the University recommendations related to the status of the COVID-19 pandemic. The test consists of 2-3 general questions, on the contents carried out in class in order to ascertain that the student has acquired knowledge on the main notions relating to Mendelian and complex pathologies, with particular reference to associations and interactions with nutritional aspects. The exam consists of open questions aimed at verifying the skills acquired in each of the following macro themes: 1) Mendelian diseases and hereditary, dysmetabolisms, 2) Complex diseases and gene-environment interactions, 3) Epigenetics and nutrigenomics. During the interview, the student's synthesis ability and, above all, the ability to develop the topics covered in class will be evaluated taking into account the interdisciplinarity of the aspects inherent in genetics, genomics, epigenomics and interaction with the environment and lifestyle, and especially with the diet.

Pathological Aspects: Learning will be verified by means of an in attendance written test held in specific predefined calls. Remote examinations may be introduced according to the University recommendations related to the status of the COVID-19 pandemic.


The test consists of a series of questions dealing with all the teaching program developed during the course. Questions are mainly open, aimed at evaluating the specific knowledge, but also the skill for synthesis, speach organization and the ability to correlate the various diseases with life style, diet included. Max punctuation is 30/30, every question having the same weight. Particularly relevant executions will be marked cum laude.  

Final grade: the final grade is expressed in thirtieths and represents the arithmetic mean of all the teaching modules

Testi consigliati e bibliografia

Oggetto:

Modulo Aspetti Biochimici: 
Il materiale didattico presentato a lezione è disponibile sul sito internet.
I testi saranno consigliati durante lo svolgimento delle lezioni

Modulo Aspetti Genetici: Il materiale didattico presentato a lezione è disponibile sul sito internet. I testi base consigliati per il corso sono: 1) Nutritional Genomics, Discovering the Path to Personalized Nutrition, Edited by J. Kaput and R.L. Rodriguez, Wiley, 2006 2) Nutritional Genomics, Impact on Health an Disease, Edited by R. Brigelius-Flohé, HG. Joost, Wiley-VCH, 2007 Il materiale didattico presentato a lezione è disponibile sul sito internet I testi base consigliati per il corso sono: 1) Cozzani e Dainese, "Biochimica degli Alimenti e della Nutrizione", Piccin, 2006 2) Leuzzi, Bellocco e Barreca, "Biochimica della nutrizione", Zanichelli, 2013 3) Biochemistry of Lipids, Lipoproteins and Membranes (New Comprehensive Biochemistry), Edito da Vance & Vance, Elsevier, 2008 4) The HDL Handbook: Biological Functions and Clinical Implications, Edito da Komoda, Academic Press, 2013.

Modulo Aspetti Patologici: I testi base consigliati per il corso sono: Kumar Abbas Aster "ROBBINS -; Fondamenti di Patologia e Fisiopatologia" Elsevier (9a edizione, 2013). E’ fortemente consigliato l’utilizzo del materiale didattico reso diponibile sulla piattaforma Moodle. 

Biochemical Aspects: The educational material presented in class is available on the website. The texts will be recommended during the course

Section Pathological Aspects: Recommended books:  Kumar Abbas Aster "ROBBINS Basic Pathology" Elsevier (9a edizione, 2013). The teaching material available on the Moodle platform is mandatory .

Genetic Aspects Module: The didactic material presented in class is available on the website. The basic texts recommended for the course are: 1) Nutritional Genomics, Discovering the Path to Personalized Nutrition, Edited by J. Kaput and R.L. Rodriguez, Wiley, 2006 2) Nutritional Genomics, Impact on Health an Disease, Edited by R. Brigelius-Flohé, HG. Joost, Wiley-VCH, 2007 The teaching material presented in class is available on the website. The basic texts recommended for the course are: 1) Cozzani and Dainese, "Biochemistry of Food and Nutrition", Piccin, 2006 2) Leuzzi, Bellocco and Barreca, "Biochemistry of nutrition", Zanichelli, 2013 3) Biochemistry of Lipids, Lipoproteins and Membranes (New Comprehensive Biochemistry), Edited by Vance & Vance, Elsevier, 2008 4) The HDL Handbook: Biological Functions and Clinical Implications, Published by Komoda, Academic Press, 2013.



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Moduli didattici

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AppelliV

 DataOreEsame
23/01/2020 10:00 - 13:00 Orale
16/09/2019 14:00 - 17:00 Orale
Registrazione
  • Aperta
    Apertura registrazione
    01/03/2020 alle ore 00:00
    Chiusura registrazione
    31/12/2022 alle ore 23:55
    Oggetto:
    Ultimo aggiornamento: 15/09/2022 14:39
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