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Botanica farmaceutica e metabolismo secondario vegetale

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Pharmaceutical botany

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Anno accademico 2023/2024

Codice attività didattica
STF0048
Docenti
Patrizia Rubiolo (Titolare)
Barbara Sgorbini (Titolare)
Corso di studio
[f003-c503] laurea magistrale in farmacia - a torino
Anno
2° anno
Periodo
Annualità singola
Tipologia
Caratterizzante
Crediti/Valenza
9
SSD attività didattica
BIO/15 - biologia farmaceutica
Erogazione
Tradizionale
Lingua
Italiano
Frequenza
Consigliata
Tipologia esame
Scritto
Prerequisiti
Gli studenti e le Studenti devono possedere conoscenze di base di Biologia Vegetale ed aver superato l'esame di biologia animale e vegetale
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Sommario insegnamento

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Obiettivi formativi

Fornire le nozioni indispensabili a una buona conoscenza dell'organizzazione vegetativa e riproduttiva degli organismi vegetali e della loro tassonomia con particolare riferimento alle specie iscritte in Farmacopea. Fornire le nozioni indispensabili ad una buona conoscenza dei percorsi biosintetici dei principali metaboliti secondari vegetali.

The aim of the course is to provide the knowledge necessary for a good understanding of the organization vegetative and reproductive plant organisms and their taxonomy with special reference to species recorded in the Pharmacopoeia and of the biosynthetic pathways of the secondary metabolites.

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Risultati dell'apprendimento attesi

Conoscenza macro e microscopica delle principali piante officinali e medicinali, con particolare riferimento a quelle presenti nella Farmacopea Europea e quelle prese in considerazione dalla European Medicines Agency EMA.

Conoscenza del metabolismo secondario delle piante.

Macro- and microscopic knowledge of the main medicinal and aromatic plants, with particular reference to those reported in the European Pharmacopoeia and those considered by the European Medicines Agency (EMA).

Knowledge of the secondary metabolism of plants.

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Programma

 

Botanica Generale. I tessuti vegetali : tegumentali, meccanici o di sostegno, conduttori, parenchimatici, secretori e segregatori. Quest'ultima classe di tessuti verrà studiata con particolare interesse, data la stretta correlazione esistente con le piante aromatiche e medicinali.

Organografia vegetale : struttura anatomica di radici e fusto in struttura primaria e secondaria, appartenenti  Gimnosperme e Angiosperme, queste ultime distinte in Dicotiledoni e Monocotiledoni. Fusti trasformati. Anatomia della foglia : aciculare, dorso-ventrale, isolaterale correlata con la posizione tassonomica dei vegetali. Modificazioni delle foglie. Anatomia della radice.

Brevi cenni di Fisiologia : Il trasporto dell'acqua nella pianta. La nutrizione minerale.

Botanica Farmaceutica Speciale. Riproduzione agamica e gamica. Modalità di riproduzione sessuale nei vegetali. Cicli aplonti, diplonti e aplodiplonti. Scopi della Botanica Sistematica e categorie sistematiche. La nomenclatura. Tassonomia. Interpretazione della tassonomia delle piante con fiori secondo APG II 2003. Rassegna sistematica del Regno Vegetale. Tallofite: Alghe, Funghi, Licheni. Briofite. Spermatofite: Pteridofite. Gimnosperme. Angiosperme.

Lo studio tassonomico e le applicazioni farmaceutiche sono affrontati in modo particolarmente approfondito per le piante Gimnosperme ed Angiosperme.  A lezione vengono presentate le principali famiglie botaniche di maggior interesse farmaceutico e che devono essere studiate in modo approfondito.

Metabolismo secondario delle piante. Concetto di metabolita primario e secondario. Vie metaboliche nelle piante superiori.  Composti fenolici - Vie biosintetiche di formazione (Via dell'acido scikimico). Classificazione dei composti fenolici. Biosintesi e classificazione dei composti flavonoidici. Caratterizzazione delle differenti classi di composti fenolici: fenoli, acidi fenolici, fenil-propanoidi (acidi cinnamici, cumarine, furanocumarine, lignani, fenilpropeni), flavonoidi (calconi, flavanoni, auroni, flavoni, flavonoli, antocianidine, isoflavoni), pigmenti chinonici. Cenni su strutture fenoliche di interesse farmaceutico ed alimentare.  Composti terpenoidici - Vie biosintetiche di formazione. Classificazione e principali scheletri monoterpenoidici, sesquiterpenoidici, diterpenoidici, triterpenoidici, carotenoidici. Cenni su strutture terpenoidiche di interesse farmaceutico ed alimentare.  Alcaloidi - Classificazione. Alcaloidi dell'ornitina (alcaloidi pirrolizinici e tropanici). Alcaloidi della tirosina (oppiacei e curari), alcaloidi indolici (alcaloidi dell'ergot, della vinca e della rauwolfia). Cenni su strutture alcaloidiche di interesse farmaceutico ed alimentare. 

 

This is a course that combines plant anatomy and plant morphology. The course covers development of primary and secondary tissues, and structure of vegetative and reproductive organs with emphasis on Angiosperms.
Objective of this part of the program is :
* to provide students with skills necessary to section and stain fresh plant material in preparation for study of plant anatomy;
* to train students in the proper use of the compound light microscope and to give them experience in interpreting images that they see through the microscope in terms of how plant structure is related to function.
The course continues with introduction to plant morphology including eukaryotic algae, fungi, bryophytes, and vascular plants. Emphasis is on comparative morphology and life cycles. This course covers basic and contemporary systematic principles and methods as applied to vascular plants, including classification, identification, phylogenetics, molecular approaches, and surveys of important families of major groups of flowering plants via lectures and lab practice. Students are expected to achieve the following objectives after successfully completing the course: describe a plant using botanical terms, identify a plant using the key mechanics, recognize large and common families of flowering plants, interpret plant relationships depicted on phylogenetic trees with proper terms, demonstrate knowledge in the current understanding of angiosperm phylogeny and evolution.

Plant secondary metabolism. Definition of Primary and secondary metabolism - Biosynthetic pathways in vascular plants. Phenolic compounds - General classification - Scikimate pathway - Characterization of phenols (phenols and phenolic acids) -  Phenyl propanoids (cynnamic acids, phenylpropenoids, coumarins, furanocoumarins, lignanes) - Flavonoids: biosynthesis - Classification (chalcones, flavanones, aurones, flavones, flavonols, antocyanidines, isoflavones) - Quinones: malonate pathway - Classification (quinones, naphtoquinones, antraquinones, quinone isoprenoids). Phenolic compounds of interest in the pharmaceutical and food fields. Terpenoids - General classification - Mevalonate pathway - Other biosynthetic pathways.  Biosynthesis and main skeletons of monoterpenoids, sesquiterpenoids, diterpenoids, triterpenoids, carotenoids. Alkaloids - General classification -Alkaloids deriving from ornithine, introduction to their biosynthesis (tropane and pyrrolizidine alkaloids) - Alkaloids deriving from tyrosine, introduction to their biosynthesis (opium alkaloids and curarins) - Alkaloids deriving from tryptophan (ergot, vinca and rauwolfia alkaloids); biosynthesis of lysergic acid. Alkaloids of interest in the pharmaceutical and food field.

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Modalità di insegnamento

 

L'insegnamento è costituito da due moduli. Il modulo 1 (Botanica Generale) è costituito da 3 CFU pari a 24 ore di lezioni frontali e si svolge nel I semestre. Il Modulo 2 (Botanica farmaceutica speciale – Sistematica e Metabolismo secondario vegetale) è costituito da 6 CFU pari a 48 ore di lezioni frontali e si svolge nel II semestre.

Le lezioni si terranno in presenza.

The course consists of two modules. Module 1 (General Botany) consists of 3 CFU or 24 hours of lectures and takes place in the first semester. Module 2 (Special Pharmaceutical Botany - Systematics and Pland secondary metabolism) consists of 6 CFU equal to 48 hours of lectures and takes place in Semester II.

Lectures will be held in presence.

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Modalità di verifica dell'apprendimento

Per gli/le studenti iscritti al 2° anno nell’AA 2023-2024

Alla luce della suddivisione del corso di Chimica Organica su due semestri, si rende necessario modificare anche l’erogazione del Corso di Botanica Farmaceutica e Metabolismo secondario al fine di permettere agli/alle studenti di seguire le lezioni relative alla parte del Metabolismo secondario solo dopo aver acquisito le nozioni di Chimica organica utili alla comprensione (studio gruppi funzionali, studio delle principali reazioni).

Il Corso di Botanica sarà erogato come segue:

  • I semestre: 3 CFU Botanica generale (Prof.ssa Sgorbini, 24 ore)
  • II semestre: 4 CFU Botanica farmaceutica speciale (Prof.ssa Rubiolo, 32 ore) + 2 CFU Metabolismo secondario (Prof.ssa Sgorbini, 16 ore)

Per quanto riguarda l’esame, gli/le studenti potranno:

  • sostenere la prova parziale relativa alla parte di Botanica generale nei mesi di gennaio – febbraio – aprile
  • sostenere la prova parziale relativa alla parte di Botanica farmaceutica speciale a partire dal mese di aprile (previo superamento della parte di Botanica generale o contestualmente ad essa)
  • sostenere la prova parziale di Metabolismo secondario contestualmente all’esame di Botanica farmaceutica speciale a partire dal mese di giugno fino al mese di settembre, previo superamento della parte di Botanica generale

Il voto d’esame rappresenterà la media ponderata delle tre prove parziali espressa in trentesimi.

La verifica finale dell'apprendimento è costituita da un esame scritto (in presenza) con domande aperte. L'esame prevede:

Prova parziale di BOTANICA GENERALE

- una domanda inerente la Botanica Generale,

- una domanda inerente il riconoscimento e la descrizione di una struttura microscopica (fusto oppure foglia oppure radice)

Prova parziale di BOTANICA FARMACEUTICA SPECIALE 

 tre domande di Botanica Farmaceutica Speciale: 1) descrizioni di Alghe, Funghi, Licheni, Briofite, Pteridofite, 2)  descrizione di piante appartenenti ai gruppi di Gimnosperme ed Angiosperme, 3) riconoscimento e descrizione di due immagini di erbario

Prova parziale di METABOLISMO SECONDARIO

- due domande inerenti la parte di metabolismo secondario (una che prevede la descrizione di una via biosintetica e la seconda che richiede il riconoscimento di 3 molecole)

L'esame è superato se si raggiunge la sufficienza su ciascuna delle domande.

Gli/le studenti che al mese di giugno non avranno ancora superato la Botanica generale dovranno sostenere l’esame per intero (come per gli studenti degli anni accademici precedenti).

 

Si informa che, a seguito di una richiesta avanzata dagli/dalle studenti, in via sperimentale, anche gli/le studenti degli anni accademici precedenti il 2023-2024 potranno sostenere l’esame di Botanica farmaceutica in due parti separate a partire dal mese di gennaio 2024.

Le parti dovranno essere sostenute sequenzialmente, prima la parte di Botanica generale e metabolismo e successivamente la parte di Botanica sistematica. Una volta superata la prima parte, questa sarà valida fino a settembre 2024 incluso.

Gli/le studenti che non avranno superato la seconda parte entro il mese di settembre 2024 vedranno annullarsi anche il voto della prima parte.

 

Permane, ovviamente, la possibilità per tutti gli/le studenti degli anni successivi all'anno in corso di poter sostenere l'esame per intero.

La verifica finale dell'apprendimento è costituita da un esame scritto (in presenza) con domande aperte della durata di 3 ore. L'esame prevede:

- una domanda inerente la Botanica Generale,

- una domanda inerente il riconoscimento e la descrizione di una struttura microscopica (fusto oppure foglia oppure radice),

- due domande inerenti la parte di metabolismo secondario (una che prevede la descrizione di una via biosintetica e la seconda che richiede il riconoscimento di 3 molecole)

- tre domande di Botanica Farmaceutica Speciale: 1) descrizioni di Alghe, Funghi, Licheni, Briofite, Pteridofite, 2)  descrizione di piante inerenti il gruppo delle Gimnosperme ed Angiosperme, 3) riconoscimento e descrizione di due immagini di erbario

L'esame è superato se si raggiunge la sufficienza su ciascuna delle domande.

 

For students enrolled in the 2nd year of the 2023-2024 academic year
 
Considering the division of the Organic Chemistry course into two semesters, it is also necessary to modify the delivery of the Pharmaceutical Botany and Secondary Metabolism course to allow students to attend the lessons on the secondary metabolism part only after they have acquired the concepts of organic chemistry useful for their understanding (study of functional groups, study of the main reactions).
 
The botany course will be conducted as follows:
 
  • I semester: 3 CFU General Botany (Prof.ssa Sgorbini, 24 hours)
  • II semester: 4 CFU Special Pharmaceutical Botany (Prof.ssa Rubiolo, 32 hours) + 2 CFU Secondary Metabolism (Prof.ssa Sgorbini, 16 hours)
 
As for the exam, students will be able to:
  • take the partial exam on the general part of botany in the months of January - February - April 
  • take the partial exam on the specific part of systematic botany starting in the month of April (after passing the general part of general botany or simultaneously with it)
  • take the partial examination on secondary metabolism together with the examination on systematic botany from June to September, after passing the general part of botany
The exam grade is the weighted average of the three sub-exams, expressed in thirtieths.
 
Students who have not yet passed General Botany in June must take the exam in its entirety (as did students in previous academic years).

All students of the years following the current year must sit the entire exam.

Testi consigliati e bibliografia

Oggetto:

E. Maugini, L.Maleci Bini, MANUALE DI BOTANICA FARMACEUTICA, ed. Piccin

A. Bruni, BIOLOGIA FARMACEUTICA, ed. Pearson

P. Dewick, CHIMICA BIOSINTESI E BIOATTIVITA' DELLE SOSTANZE NATURALI, Ed. Piccin

M.Nicoletti BOTANICA FARMACEUTICA, ed. Piccin

Reece et al. Campbell - Meccanismi dell'evoluzione e origini della biodiversità, ed. Pearson

Verranno fornite agli studenti tutte le diapositive presentate e spiegate a lezione.



Registrazione
  • Chiusa
    Apertura registrazione
    07/09/2023 alle ore 00:00
    Chiusura registrazione
    31/10/2023 alle ore 23:55
    Oggetto:
    Ultimo aggiornamento: 17/02/2024 15:22

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