Scheda programma d'esame
FISIOLOGIA DELLA NUTRIZIONE
MARIA CLAUDIA GARGINI
Anno accademico2016/17
CdSSCIENZE DELLA NUTRIZIONE UMANA
Codice383EE
CFU6
PeriodoPrimo semestre
LinguaItaliano

ModuliSettore/iTipoOreDocente/i
FISIOLOGIA DELLA NUTRIZIONEBIO/09LEZIONI42
GIAN CARLO ALFREDO GIUSEPPE DEMONTIS unimap
MARIA CLAUDIA GARGINI unimap
Obiettivi di apprendimento
Learning outcomes
Conoscenze

L'insegnamento di Fisiologia della Nutrizione offre agli studenti le conoscenze necessarie alla comprensione dei meccanismi fisiologici che presiedono alla nutrizione ed alla sua regolazione. Saranno prima illustrati i principi fondamentali della digestione degli alimenti e dell’assorbimento dei principi nutritivi, sia dei substrati energetici che dei principali minerali e dell’acqua e la regolazione di questi processi da parte degli ormoni gastrointestinali. Saranno inoltre affrontati alcuni problemi specifici correlati con l’alimentazione quali il ruolo della flora microbica intestinale,del gusto e dell’olfatto e gli aspetti percettivi che influenzano la palatabilità degli alimenti.

Knowledge

The Nutrition Physiology course offers students the knowledge of physiologic mechanisms underlying nutrition and their regulation. Lectures will illustrate the fundamental principles of food digestion, absorption of nutritive elements as well as energetic substrates and the major mineral elements and water, together with the regulation of these processes by gastro enteric hormones. We will also lecture on specific nutrition-related problems, the role of enteric microbes, taste and smell senses, as well as aspects influencing the specific taste of foods.

Modalità di verifica delle conoscenze

L'acquisizione delle conoscenze durante il corso viene verificata mediante somministrazione di questionari a scelta multipla, che vengono commentati e spiegati dopo aver richiamato le conoscenze necessarie all'analisi dei quesiti.

Assessment criteria of knowledge

The students’ knowledge will be tested using multiple choice tests, whose results will be explained to the student after providing the appropriate tools to understand them.

Capacità

L'insegnamento di Fisiologia della Nutrizione permette allo studente di acquisire la capacità di utilizzare le conoscenze fornite nel corso per valutare la risposta dell'organismo ai nutrienti sia a livello di apparato digerente che endocrino e percettivo

Skills

The course allows to the student to learn the knowledge set necessary to evaluate the body response to nutrients at the level of digestive, endocirne and sensory systems.

Modalità di verifica delle capacità

La verifica delle capacità sarà oggetto della valutazione dell'apprendimento durante le ore di lezione frontale e di studio individuale.

La verifica dell'acquisizione delle competenze viene valutata tramite la capacità di discriminare affermazioni vere da quelle false circa le risposte ai nutrienti di un organismo a vari livelli..

Assessment criteria of skills

Students will be tested evaluating the knowledge learning during lectures and during individual learning.
The student’s ability to discriminate factual information from false statements will be tested.

Comportamenti

Vengono osservati l'interesse degli studenti verso gli argomenti trattati e la loro capacità di attenzione durante le lezioni.

 

 

Behaviors

The interest of the student toward the topics of the class will be evaluated during lectures.

Modalità di verifica dei comportamenti

Lo studente dovrà partecipare alle lezioni frontali in modo attivo con osservazioni e domande.L'interesse degli studenti verso gli argomenti trattati e la loro capacità di attenzione verrà ulteriormente valutato mediante la presentazione ed il commento in aula di domande a scelta multipla che, a partire dalle conoscenze fornite, permettono di individuare le affermazioni corrette relative a meccanismi fisiologici di risposta ai nutrienti da affermazioni non corrette

Assessment criteria of behaviors

Students will participate actively during lectures with observations and questions. The student’s interest toward lectured topics will be further assessed with presentation and commentation of some multiple choice questions, in order to distinguish true from false statements.

Prerequisiti (conoscenze iniziali)

Per meglio fruire delle lezioni di questo corso lo studente deve avere acquisito le nozioni fondamentali di chimica generale, biologia generale e anatomia umana.

Prerequisites

General chemistry, Animal biology, Human anatomy.

Co-requisites

None

Prerequisites for further study

None

Programma (contenuti dell'insegnamento)

Parte A:

Anatomia funzionale dell'apparato digerente
Struttura della parete del tubo gastroenterico. Circolo splancnico. Innervazione dell'apparato digerente. Caratteristiche anatomo-funzionali della muscolatura liscia dell'apparato
digerente.
Sistemi di controllo delle funzioni dell'apparato digerente
Controllo nervoso delle funzioni dell'apparato digerente: sistema nervoso enterico,
innervazione parasimpatica e ortosimpatica, attività riflessa. Controllo
ormonale delle funzioni dell'apparato digerente.
Funzioni motorie dell'apparato digerente
Masticazione. Deglutizione.
Motilita' esofagea. Motilita' gastrica: riempimento dello stomaco, movimenti
di mescolamento e svuotamento del contenuto gastrico. Vomito. Svuotamento
della colecisti. Motilita' dell'intestino tenue. Il complesso motorio migrante.
Motilita' del crasso e del retto; defecazione.
Funzioni secretorie dell'apparato digerente
Meccanismi fondamentali di stimolazione delle ghiandole dell'apparato digerente. Secrezione salivare: funzioni della saliva, meccanismi di secrezione, e sua regolazione in condizioni
fisiologiche. Secrezione gastrica. Acido cloridrico: sue funzioni, meccanismi
di secrezione, e della sua regolazione in condizioni fisiologiche. Pepsinogeno:
sue funzioni, meccanismi di secrezione, e sua regolazione in condizioni fisiologiche.
Secrezione di muco. Secrezione di gastrina. Secrezione pancreatica: meccanismi
della secrezione esocrina pancreatica. Componente elettrolitica del succo
pancreatico; componente enzimatica. Regolazione della secrezione pancreatica
in condizioni fisiologiche. Secrezione biliare: sali biliari e loro ruolo
nei processi digestivi. Secrezioni intestinali.
Digestione e assorbimento
Meccanismi generali dell'assorbimento.
Digestione ed assorbimento dei carboidrati. Digestione ed assorbimento delle
proteine. Digestione ed assorbimento dei lipidi; contributo dei sali biliari
alla digestione ed all'assorbimento dei lipidi. Assorbimento delle vitamine
idrosolubili e liposolubili. Assorbimento di acqua e sali minerali: controllo
dell'assorbimento intestinale di acqua ed elettroliti.
Funzioni del fegato:Funzioni secretorie, vascolari, e metaboliche del fegato.

Parte B:

Ruolo funzionale calcio. Valori calcemia: ripartizione tra calcio libero e legato. Bilancio del calcio: rapporti tra assunzione assorbimento e secrezione, sia renale che intestinale. Entità della mobilizzazione di calcio e fosfato dall'osso. Ormoni che regolano o interferiscono con la regolazione della calcemia. Struttura e rimodellamento osseo: ruolo di osteoblasti e osteoclasti. Alterazione del rimodellamento osseo: effetto dei glucocorticoidi e della microgravità. Ruolo della vitamina D nella regolazione della calcemia. Sintesi cutanea vitamina D3: ruolo luce UV e calore. Conversione epatica e renale vitamina D3 in 1,25-(OH)2-D3. Fattori che influenzano la sintesi di vitamina D3: latitudine, fototipo, creme protettive.

Ruolo funzionale del ferro nell'organismo. Tossicità da ferro. Bilancio del ferro tra assunzione e perdite. Fabbisogno del ferro: variazioni con età e genere. Entità perdite ferro con ciclo mestruale. Meccanismi assorbimento intestinale ferro. Riduzione ferro ferrico a ferroso da parte ferro reduttasi. Ruolo trasportatore H+/Fe2+. Assorbimento ferro eme. Ruolo ferroportina ed efestina. Ruolo transferrina. Struttura e ruolo funzionale ferritina. Meccanismo azione IRP: regolazione traduzione proteine assorbimento ferro. Regolazione a livelo delle cripte intestinali. Ripartizione ferro nell'organismo e sua mobilizzazione. Hepcidin: produzione epatica e meccanismo d'azione. Regolazione produzione hepcidin: ruolo TfR1 e TfR2. Stati infiammatori e produzione hepcidin.

Contenuto e importanza dell'acqua nell'organismo. Ripartizione dell'acqua in compartimenti funzionali. Bilancio idrico: assunzione acqua liquida, acqua con gli alimenti, acqua dal metabolismo ossidativo. perdita acqua con le urine, feci, sudore e perdita insensibile. Strategie per l'idratazione. Velocità perdite liquidi superiore a velocità assorbimento intestinale. Aumento velocità assorbimento mediante accoppiamento con soluti riassorbibili e sodio: terapia reidratante orale con formule ipo e iper tonica. Caratteristiche e volumi del sudore: iponatriemia e importanza reintregazione sodio.

Microbiota e microbioma intestinale. Caratteristiche del microbiota intestinale umano: prevalenza Firmicutes e Bacteroidetes. La flora batterica intestinale come ecosistema. Effetti del microbiota sul peso corporeo ed il controllo glicemico. Alterazioni del microbiota nell'obesità e normalizzazione con la dieta, sia glucidica che lipidica. Effetto degli agenti emulsificanti sullo sviluppo di reazioni infiammatorie e resistenza insulinica: ruolo della flora batterica. Conversione di colina, betaina e carnitina in TMA, precursore TMAO, da parte flora microbica. Inibizione enzimi e prevenzione aterosclerosi da dieta iperlipidica.

Organizzazione mucosa olfattiva. Vie olfattive, glomeruli olfattivi, cellule mitrali e cellule granuli. Anosmie specifiche: evidenza recettori. Caratteristiche recettori per gli odori: variabilità residui AA TM4 e TM5. meccanismi di trasduzione olfattiva: ruolo Golff, e ACIII. Effetto cAMP su canale CNG. Azione Ca2+ su canale cloro calcio-dipendente e depolarizzazione. Codice combinatoriale per gli odori: logica e evidenze. Riduzione sensibilità olfattiva con l'età: evidenze.

Importanza del gusto per l'alimentazione. Papille e gemme gustative. Distinzione tra cellule gustative tipo I, II e III. Recettori per gli stimoli gustativi e percezione di dolce, amaro, umami nelle cellule tipo II. Sistema di trasduzione nelle cellule tipo II: ruolo Trpm5, Ca2+, pannexin e ATP. Trasduzione stimoli aspri in cellule tipo III: ruolo canali e rilascio vescicolare. Trasduzione salinità in cellule tipo I: ruolo ENac. Perdita sensibilità sale in risposta alla nicotina: effetto sul canale ENac.

Elaborazione segnali gustativi: possibili interazioni tra cellule recettrici e presinaptiche nelle gemme gustative. Trasmissione informazioni gustative: ipotesi linee dedicate oppure miste. Soglie percettive: esempio della relazione tra concentrazione e soglie di percezione e di percezione di salinità. Aroma come percezione che deriva dall'interazione tra stimoli gustativi, olfattivi e meccanici. Interazione tra stimoli: ruolo della corteccia gustativa. Appaiamento tra stimoli: benzaldeide e saccarina. Origine precoce degli appaiamenti. Effetto del colore sul gradimento degli alimenti. Effetto del colore/forma stoviglie sul gradimento degli alimenti. Importanza dell'informazione sugli alimenti sul loro gradimento.

Caratteristiche generali, localizzazione e significato cellule endocrine intestinali. PYY, GLP-1, GLP-2 liberati dalle cellule L e loro azioni sulla liberazione di insulina, svuotamento gastrico, trofismo mucosa e appetito. Recettori per i nutrienti delle cellule L e loro significato funzionale. Cellule K e GIP: significato funzionale. Cellule A e ghrelina: azioni su appetito e liberazione GH. Recettori per acidi grassi liberi e cellule I: significato funzionale per la digestione dei grassi e azioni su pancreas e cistifellea mediante liberazione CCK. Recettori per prodotti digestione proteine. Cellule endocrine intestinali e difese immunitarie. Rapporti cellule endocrine con sistema nervoso enterico intrinseco ed estrinseco. Esempi di domande a scelta multipla.

Syllabus

Part A:

Functional anatomy of the digestive system
Structure of the gastro enteric tube. Splanchnic circulation. Innervation of the digestive system. Anatomic and functional properties of the digestive system’s smooth muscle.
Control of digestive functions
Neural control of digestive system function: enteric nervous system,
Parasympathetic and orthosympathetic innervation, reflex activity. Hormonal control of digestive system function.
Motor ability of the digestive system
Mastication. Swallowing.
Esophagus motility. Gastric motility: filling, mixing and emptying processes of the stomach. Vomit. Bile release from gallbladder. Small intestine motility. The migratory motor complex.
Large intesting motility and defecation.
Secretion mechanisms in the digestive system.
Basic mechanisms of stimulation for glands in the digestive system. Salivary secretion: function of the saliva, secretion mechanisms and physiologic regulation. Gastric secretion: Hydrochloric acid: function, mechanism of secretion and physiologic regulation. Pepsinogen: function, mechanism of secretion and physiologic regulation.
Mucus and gastrin secretion. Pancreatic secretions: mechanisms of exocrine secretion. Electrolytes and enzymes present in pancreatic secretion. Bile secretion: biliary salts and their role in digestion. Bowel secretions.
Digestion and absorption: general mechanisms. Carbohydrates, proteins, lipid: specific digestion and absorption mechanisms. Vitamins: absorption of lipophilic and hydrophilic vitamins. Water and mineral salts: absoption control. Liver functions: Secretory, vascular and metabolic function of the liver

Bibliografia e materiale didattico

Il materiale didattico sarà fornito dai docenti a seguito delle ore di lezione frontale nella forma di diapositive elettroniche.

I seguenti libri di testo sono utilizzabili per consultazione e integrazione del materiale svolto a lezione:

Berne R.M. e Levy - Principi di Fisiologia - Casa Editrice Ambrosiana.
E. Carbone. F. Cicirata. G. Arcardi- Fisiologia: dalle molecole ai sistemi integrati- EdiSES.
Gianluigi Monticelli- Fisiologia- Casa Editrice Ambrosiana
D.U. Silverthorn- Fisiologia- Un approccio integrato. Casa Editrice Ambrosiana

Parte B:

MATERIALE UTILIZZATO PER LA PREPARAZIONE DELLE DIAPOSITIVE.

REGOLAZIONE CALCEMIA:

(Karunaratne et al., 2015); (Sambandam et al., 2014); (Webb, 2006)

REGOLAZIONE FERRO:

(Hentze et al., 2010); (Ruchala & Nemeth, 2014)

REGOLAZIONE BILANCIO IDRICO:

ORGANISMO E FLORA MICROBICA INTESTINALE:

(Backhed et al., 2004); (Chassaing et al., 2015); (Ley et al., 2006); (Turnbaugh et al., 2006)

(Wang et al., 2015)

OLFATTO:

(Doty & Kamath, 2014); (Malnic et al., 1999)

GUSTO:

(Bigiani, 2015); (Chaudhari & Roper, 2010); (Koizumi et al., 2011); (Xu et al., 2004)

SAPORE:

(Spence, 2015); (Wallace, 2015)

CELLULE ENDOCRINE INTESTINALI:

(Furness et al., 2013)

REFERENZE:

 

Backhed F, Ding H, Wang T, Hooper LV, Koh GY, Nagy A, Semenkovich CF & Gordon JI. (2004). The gut microbiota as an environmental factor that regulates fat storage. Proc Natl Acad Sci U S A 101, 15718-15723.

Bigiani A. (2015). Amiloride-sensitive sodium currents in fungiform taste cells of rats chronically exposed to nicotine. Neuroscience 284, 180-191.

Chassaing B, Koren O, Goodrich JK, Poole AC, Srinivasan S, Ley RE & Gewirtz AT. (2015). Dietary emulsifiers impact the mouse gut microbiota promoting colitis and metabolic syndrome. Nature 519, 92-96.

Chaudhari N & Roper SD. (2010). The cell biology of taste. J Cell Biol 190, 285-296.

Doty RL & Kamath V. (2014). The influences of age on olfaction: a review. Front Psychol 5, 20.

Furness JB, Rivera LR, Cho HJ, Bravo DM & Callaghan B. (2013). The gut as a sensory organ. Nat Rev Gastroenterol Hepatol 10, 729-740.

Hentze MW, Muckenthaler MU, Galy B & Camaschella C. (2010). Two to tango: regulation of Mammalian iron metabolism. Cell 142, 24-38.

Karunaratne A, Xi L, Bentley L, Sykes D, Boyde A, Esapa CT, Terrill NJ, Brown SD, Cox RD, Thakker RV & Gupta HS. (2015). Multiscale alterations in bone matrix quality increased fragility in steroid induced osteoporosis. Bone 84, 15-24.

Koizumi A, Tsuchiya A, Nakajima K, Ito K, Terada T, Shimizu-Ibuka A, Briand L, Asakura T, Misaka T & Abe K. (2011). Human sweet taste receptor mediates acid-induced sweetness of miraculin. Proc Natl Acad Sci U S A 108, 16819-16824.

Ley RE, Turnbaugh PJ, Klein S & Gordon JI. (2006). Microbial ecology: human gut microbes associated with obesity. Nature 444, 1022-1023.

Malnic B, Hirono J, Sato T & Buck LB. (1999). Combinatorial receptor codes for odors. Cell 96, 713-723.

Ruchala P & Nemeth E. (2014). The pathophysiology and pharmacology of hepcidin. Trends Pharmacol Sci 35, 155-161.

Sambandam Y, Townsend MT, Pierce JJ, Lipman CM, Haque A, Bateman TA & Reddy SV. (2014). Microgravity control of autophagy modulates osteoclastogenesis. Bone 61, 125-131.

Spence C. (2015). Multisensory flavor perception. Cell 161, 24-35.

Turnbaugh PJ, Ley RE, Mahowald MA, Magrini V, Mardis ER & Gordon JI. (2006). An obesity-associated gut microbiome with increased capacity for energy harvest. Nature 444, 1027-1031.

Wallace MT. (2015). Multisensory Perception: The Building of Flavor Representations. Curr Biol 25, R986-988.

Wang Z, Roberts AB, Buffa JA, Levison BS, Zhu W, Org E, Gu X, Huang Y, Zamanian-Daryoush M, Culley MK, DiDonato AJ, Fu X, Hazen JE, Krajcik D, DiDonato JA, Lusis AJ & Hazen SL. (2015). Non-lethal Inhibition of Gut Microbial Trimethylamine Production for the Treatment of Atherosclerosis. Cell 163, 1585-1595.

Webb AR. (2006). Who, what, where and when-influences on cutaneous vitamin D synthesis. Prog Biophys Mol Biol 92, 17-25.

Xu H, Staszewski L, Tang H, Adler E, Zoller M & Li X. (2004). Different functional roles of T1R subunits in the heteromeric taste receptors. Proc Natl Acad Sci U S A 101, 14258-14263.



Bibliography

Teaching material will be provided by the teacher following to lectures. In addition to that, the following resources can be used by the student as reference on the topics taught during class hours:

Part A:

Berne R.M. e Levy - Principi di Fisiologia - Casa Editrice Ambrosiana.
E. Carbone. F. Cicirata. G. Arcardi- Fisiologia: dalle molecole ai sistemi integrati- EdiSES.
Gianluigi Monticelli- Fisiologia- Casa Editrice Ambrosiana
D.U. Silverthorn- Fisiologia- Un approccio integrato. Casa Editrice Ambrosiana

 

Indicazioni per non frequentanti

Si consiglia di iscriversi al portale elearning del Diparitmento di Farmacia, in modo da poter usufruire del materiale didattico che i docenti metteranno a disposizione per gli studenti.

Consultare il registro delle lezioni online per gli argomenti svolti

 

Non-attending students info

We suggest to use the elearning platform avaible at the Department of Pharmacy website to retrieve the teaching material.

Please refer to the online class registry in order to stay up-to-date with the topics taught in class.

Modalità d'esame

Esame orale

La valutazione del grado di preparazione raggiunto dallo studente verra’ effettuata mediante una prova orale nel corso della quale il candidato sarà chiamato a dimostrare la capacita' di orientarsi su argomenti compresi nel programma. Il giudizio viene basato non tanto sugli aspetti nozionistici o anedottici quanto su quelli metodologici e sulla capacita' di ragionamento.

Assessment methods

The final test will be an oral test:

The learning level of the student will be evaluated by the quality of the studentàs ability to describe the topics taught in class. The final score will take into consideration both the learning and critical thinking abilities of the student.

Ultimo aggiornamento 24/05/2017 14:18