Biofisica - DiSTABiF - Seconda Università degli Studi di Napoli

Insegnamento: Biofisica
Docente
Anno
Corso di studi
Tipologia
Crediti
SSD
Anno Accademico
Periodo didattico
Propedeuticità
Frequenza
Modalità di esame
Sede
Organizzazione della
didattica
Risultati di
apprendimento
previsti
Programma
Testi consigliati e
bibliografia
Dott.ssa Nadia Diano
2° anno
Corso di laurea in Biotecnologie
Affine e integrativa
2
FIS/07
2014/2015
Secondo semestre
obbligatoria
prova scritta/orale
Polo Scientifico, Via Vivaldi 43 – Caserta – DISTABIF
Lezioni frontali ed esercitazioni
Approfondimento della conoscenza, delle proprietà e delle funzioni delle membrane nei
sistemi biologici mediante un approccio puramente fisico che consenta l’interpretazione
razionale dei meccanismi di trasporto. Particolare attenzione viene riservata agli esercizi che
rappresentano un elemento di chiarificazione della teoria e una verifica dell'apprendimento dei
vari argomenti trattati.
La Fisica delle membrane nei sistemi biologici.
Introduzione: Introduzione alla Teoria dei Processi Irreversibili. Equazione di Teorell.
Definizione di Flusso di soluto, Flusso di volume, Coefficiente di Partizione, Gradiente. Unità
di misura nei sistemi biologici.
Diffusione e Filtrazione:
Le membrane nei sistemi biologici: classificazione e relative funzioni. Il fenomeno della
Diffusione. Agitazione termica e calcolo del numero di collisioni tra molecole. 1° e 2° Legge
di Fick. Diffusione libera ed attraverso le membrane. Permeabilità della membrana.
Coefficiente di hindrance. Equazione di Einstein. Tempo di diffusione. Esercitazione: stima
del raggio dei pori delle membrane biologiche (capillare ed alveolare). Filtrazione. Equilibri
Gas-Liquido: Legge di Graham, Legge di Henry, Tensione di vapore, Legge di Rault.
Diffusione dei gas nei sistemi biologici: diffusione dell’ossigeno, dell’azoto, dei gas anestetici.
Ossigeno trasportato dall’emoglobina.
Osmosi ed applicazioni nei sistemi biologici:
Spiegazione dell’osmosi. Membrane semipermeabili ed equilibri osmotici: pressione osmotica,
Leggi di van’t Hoff. Osmolarità. Lavoro osmotico e potenziale chimico. Equilibri osmotici nel
sangue. Equilibri osmotici e flussi attraverso i capillari: pressione oncotica ed ipotesi di
Starling. Capillari polmonari. Capillari intestinali. Membrane renali e lavoro osmotico.
Fenomeni elettrici nei sistemi biologici:
Introduzione. Flussi elettrochimici. Composizione del plasma. Potenziali ed equilibri
elettrochimici. Equazione di Nernst. Equilibrio di Donnan. La pressione oncotica. La
membrana capillare. La membrana cellulare: potenziale di membrana a riposo e meccanismi di
trasporto passivo. Equazione di Goldman-Hodgkin-Katz. Flussi ionici in assenza di equilibrio
e meccanismi di trasporto attivo (Pompa Sodio-Potassio). Lavoro di membrana. Le attività
biolettriche: cenni sul potenziale d’azione.
Circuito elettrico equivalente: La membrana come condensatore elettrico. Proprietà
bioelettriche passive: Resistenza e Capacità. Stima delle conduttanze dei canali ionici. Calcolo
del potenziale di riposo mediante la legge di Ohm.
Fisica Biomedica (III Edizione)- D. Scannicchio- EdiSES editore
Appunti del corso
Curriculum docente
Si è laureata in Ingegneria Chimica, indirizzo Biotecnologico, con 110/110, presso l’Università di Napoli “Federico II”. Nel
2006 è diventata Ricercatore del settore scientifico disciplinare FIS/07, presso il Dipartimento di Medicina Sperimentale
della Seconda Università di Napoli. Sempre nel 2006 ha conseguito il titolo di Dottore di Ricerca in "Scienze e Tecnologie
Aerospaziali: indirizzo biomedico”, alla Facoltà di Ingegneria della Seconda Università degli Studi di Napoli.
È titolare dell’insegnamento “Fisica Medica” per i CdL delle professioni sanitarie (Fisioterapia, Logopedia, Ortottica e
Assistenza Oftalmologica, Tecnica della Riabilitazione Sanitaria, Igiene Dentale), per il CdL in Informatore Medico
Scientifico. È professore aggregato per l’insegnamento di Fisica Medica per il CdL in Medicina e Chirurgia della Seconda
Università di Napoli. È titolare dell’insegnamento “Biofisica” per i CdL in Biotecnologie della SUN.
La Dott.ssa Diano svolge assistenza a laureandi (sia di primo sia di secondo livello), in qualità di tutore, per Tesi di Laurea in
Biofisica presso l’Università degli Studi di Napoli “Federico II”, Facoltà di: Scienze Biologiche, Chimica e Tecnologie
Farmaceutiche, Farmacia, Biotecnologie. In qualità di relatore di tesi, ha inoltre partecipato alle Commissioni di Esame di
Laurea Interfacoltà in “Biotecnologie” della Seconda Università di Napoli.
La Dott.ssa Diano fa parte del Collegio di Dottorato in “Alimenti e salute: biotecnologie e metodologie applicate alla
fisiopatologia digestiva” della SUN.
Recentemente ha focalizzato la sua attività di ricerca al campo ecologico, alla biodeterminazione di composti fenolici in
genere, e di interferenti endocrini, in particolare, in soluzioni acquose, in tessuti animali ed in fluidi biologici; al
biorisanamento di acque da tali composti mediante prototipi di bioreattori realizzati su scala di laboratorio. In tale ambito, in
qualità di Responsabile locale, la Dr.ssa Diano ha ricevuto il finanziamento dei progetti: “Sviluppo di procedure di
biorisanamento e di nuovi sistemi di analisi per Interferenti Endocrini” nell’ambito del Fondo per gli Investimenti della
Ricerca di Base (FIRB), annualità 2008; Ricerca Finalizzata 2009 “Food and environmental safety: the problem of the
endocrine disruptors”. Inoltre è stata Responsabile scientifico del Progetto PRIN 2008 “Nuove biotecnologie per il
disinquinamento di acque inquinate da interferenti endocrini e verifica biologica in vitro dell’avvenuto biorisanamento”. È
autore di 42 lavori pubblicati su riviste scientifiche internazionali quotate in Science Citation Index, nonché di cinque capitoli
su libri a diffusione internazionale, ed è stata invited speaker in diverse conferenze e Scuole Nazionali Biofisica. La Dott.ssa
Diano è attivamente coinvolta in progetti di collaborazione con:
a) Laboratory of Bioactive Polymers, Institute of Polymers, Bulgarian Academy of Science (BAS), Sofia, Bulgaria;
b) Polymers Research Department, Mubarak City for Scientific Reseach and Technology Applications (MuCSAT),
Alexandria, Egitto;
c) Dept of Biotechnology, University “A Zatlov”, Burgas, Bulgaria;
d) Dept of Ob/Gyn & Reproductive Sciences and Department of Neurobiology, Program in Integrative Cell Signaling and
Neurobiology of Metabolism, Medical School of Yale University;
e) Laboratorio Interferenti Endocrini e Biosensori dell’Istituto Superiore Prevenzione e Sicurezza sul Lavoro – Roma;
f) Numerosi laboratori CNR dislocati sul territorio nazionale.

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