ECTS - University of Pisa
Fisiologia del metabolismo energetico e controllo del peso corporeo.
Eziopatogenesi dell'obesità e delle complicanze ad essa correlate.
Physiology of energy metabolism and control of body weight.
Etiopathogenesis of obesity and related complications.
Colloqui con gli studenti. Disponibilità ad incontri per approfondimenti specifici.
Separate meeting for specific in-depth coversations with interested students.
Firma foglio di presenza
Chimica generale e organica
Biochimica di base
Anatomia dell'apparato digerente e fisiologia dell'alimentazione
Modulo di nutrizione
Principi generali di endocrinologia.
Fisiologia del tessuto adiposo e del metabolismo energetico
Tessuto adiposo bianco e tessuto adiposo bruno. Regolazione centrale del metabolismo energetico. Il ruolo dell'ipotalamo. Il sistema leptino-melanocortinico. Interazione tra segnali periferici e sistema nervoso centrale nella regolazione del comportamento alimentare.
Obesità: definizione, epidemiologia, eziopatogenesi, classificazione.
Le conseguenze dell'obesità sulla salute dell'individuo. Il rischio cardio-metabolico.
Modulo di metabolismo
La cellula muscolare e l’esercizio fisico. Caratteristiche del tessuto muscolare scheletrico e cardiaco. Elementi contrattili, proteine della miofibrilla, proteine strutturali e regolatorie. Accoppiamento eccitazione e contrazione: il ruola del calcio. Meccanismo di contrazione. Tipologia delle fibre muscolari scheletriche.
Energetica del tessuto muscolare. Sintesi di ATP in relazione al tipo di esercizio: anaerobico alattacido, anaerobico lattacido ed aerobico. Classificazione bioenergetica delle attivita’ sportive. Substrati e metaboliti durante l’esercizio fisico. Trasporto attraverso la membrana e biosegnalazione. Regolazione ormonale del metabolismo glucidico e lipidico, particolarità della fosforilasi chinasi e della glicogeno fosforilasi. Cooperazione metabolica tra muscolo scheletrico e fegato.
Composizione del plasma e regolazione del pH ematico. Proteine coniugate che legano l’ossigeno: emoglobina e mioglobina. Porfirine e gruppo eme. Curva di saturazione con ossigeno dell’emoglobina e della mioglobina. L’emoglobina come proteina allosterica. Struttura dell’ossiemoglobina e della deossiemoglobina. Effetto Bohr; 2,3 BPG. Emoglobina e trasporto ematico della CO2. Emoglobina e regolazione dell’equilibrio acido-base. Emoglobina fetale. Sintesi dell’ eme. Eritropoietina e cenni sul doping.
Catena respiratoria, fosforilazione ossidativa, produzione di calore. Richiami di termodinamica chimica; variazione di energia libera standard; chimica dell’ATP e composti ad alta energia. Relazione tra variazione di energia libera standard e differenza di potenziale standard di ossidoriduzione. Coenzimi piridinici e flavinici: struttura e funzione come trasportatori di idrogeno; Ipotesi dell’accoppiamento chemiosmotico; disaccoppianti. Specie reattive dell’ossigeno e formazione di radicali liberi: correlazione con l’attivita’ fisica.
Attivita’ fisica e metabolismo proteico. Turnover proteico.Digestione delle proteine. Aminoacidi essenziali e non essenziali. Bilancio azotato, richiesta minima proteica giornaliera, valore biologico delle proteine. Catabolismo degli aminoacidi: deaminazione ossidativa e transaminazione degli aminoacidi. Ruolo dell’ AMP deaminasi nel muscolo. Produzione di ammoniaca ed sua eliminazione attraverso il ciclo dell’ urea, glutamina sintetasi, glutaminasi; alanina e ciclo “muscolo-fegato”. Aminoacidi glucogenetici e chetogenetici. Effetto dell’esercizio sulla gluconeogenesi epatica. Utilizzo energetico degli aminoacidi nell’attivita’ fisica. Metabolismo muscolare degli aminoacidi ramificati.
Biochimica dell’allenamento: allenamento aerobico ed anaerobico.
Nutrition form
General principles of endocrinology.
Physiology of adipose tissue and energy metabolism
White adipose tissue and brown adipose tissue. Central regulation of energy metabolism. The role of the hypothalamus. The leptin-melanocortinic system. Interaction between peripheral signals and central nervous system in the regulation of eating behavior.
Obesity: definition, epidemiology, etiopathogenesis, classification.
The consequences of obesity on the health of the individual. Cardio-metabolic risk.
Metabolism module
The muscle cell and exercise. Characteristics of skeletal and cardiac muscle tissue. Contractile elements, myofibril proteins, structural and regulatory proteins. Coupling excitement and contraction: the role of calcium. Contraction mechanism. Type of skeletal muscle fibers.
Energetics of muscle tissue. ATP synthesis in relation to the type of exercise: anaerobic alactacid, anaerobic lactacid and aerobic. Bioenergetic classification of sports activities. Substrates and metabolites during exercise. Transport through the membrane and biosignaling. Hormonal regulation of carbohydrate and lipid metabolism, peculiarity of phosphorylase kinase and glycogen phosphorylase. Metabolic cooperation between skeletal muscle and liver.
Plasma composition and regulation of blood pH. Conjugated oxygen-binding proteins: hemoglobin and myoglobin. Porphyrins and heme group. Saturation curve with oxygen of hemoglobin and myoglobin. Hemoglobin as an allosteric protein. Structure of oxyhemoglobin and deoxyhemoglobin. Bohr effect; 2.3 BPG. Hemoglobin and blood transport of CO2. Hemoglobin and regulation of the acid-base balance. Fetal hemoglobin. Summary of the heme. Erythropoietin and notes on doping.
Respiratory chain, oxidative phosphorylation, heat production. Introduction to chemical thermodynamics; variation of standard free energy; ATP chemistry and high energy compounds. Relationship between variation in standard free energy and difference in standard oxidation reduction potential. Pyridine and flavinic coenzymes: structure and function as hydrogen transporters; Hypothesis of chemosmotic coupling; uncoupling. Reactive oxygen species and free radical formation: correlation with physical activity.
Physical activity and protein metabolism. Protein turnover. Protein digestion. Essential and non-essential amino acids. Nitrogen balance, minimum daily protein requirement, biological value of proteins. Amino acid catabolism: oxidative deamination and amino acid transamination. Role of AMP deaminase in muscle. Ammonia production and its elimination through the urea cycle, glutamine synthetase, glutaminase; alanine and "muscle-liver" cycle. Glucogenetic and ketogenetic amino acids. Effect of exercise on liver gluconeogenesis. Energy use of amino acids in physical activity. Muscle metabolism of branched amino acids.
Training biochemistry: aerobic and anaerobic training.
Diapositive delle lezioni
Testi consigliati:
Endocrinologia e attivita' motorieLenzi - Lombardi - Martino - Trimarchi, 2008, Casa Editrice Elsevier
Di Giulio et al., Biochimica per le scienze motorie, 2011, Casa Editrice Ambrosiana
Slides swown in various lessons.
Recommended texts:
Di Giulio et al., Biochemistry for the motor sciences, 2011, Ambrosiana publishing house
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Metabolismo energetico: esame orale
Nutrizione: esame orale
Energy metabolism:oral exam
Nutrition:oral exam
