19 novembre 2013

Test d'ingresso a medicina: le domande di biologia con le soluzioni spiegate e commentate - domanda 6

Chiedilo a Tania

Oggi rispondo al sesto dei 14 quesiti di biologia del test d'ingresso alla facoltà di medicina di quest'anno. 
Vi presento un argomento molto importante perché è un emergente problema di sanità pubblica, che rischia di avere gravi conseguenze per la popolazione: la resistenza agli antibiotici.

Prima di tutto, ecco il testo.
La resistenza agli antibiotici si potrebbe manifestare come conseguenza della terapia specifica di quale tra le seguenti patologie? 
A) Tetano 
B) Carcinoma 
C) Malaria 
D) Diabete 
E) Influenza

Per rispondere a questa domanda è bene sapere che cos'è un antibiotico.


Il termine antibiotico deriva dal greco e significa "contro la vita" a sottolineare il fatto che questi farmaci sono in grado di rallentare o fermare la moltiplicazione dei batteri.
Gli antibiotici sono utili per combattere i batteri, ma non altri microrganismi patogeni (cliccare sul link per un ripasso sui microrganismi patogeni :-). 

Gli antibiotici sono farmaci soggetti a prescrizione medica; è molto importante non ricorrere all'automedicazione! Devono essere assunti solo quando sono effettivamente necessari ed agli orari stabiliti dal medico (per esempio, assunzione ogni quattro, sei, otto ore). Inoltre è fondamentale rispettare le dosi, non prolungare l'uso del farmaco oltre il periodo stabilito e non interromperlo in anticipo, quando ci si sente meglio.
L’impiego prolungato e scorretto di un antibiotico può aumentare il rischio che si verifichi il fenomeno della resistenza, ossia della tendenza dei batteri a sviluppare ceppi resistenti alle cure.

I batteri resistenti possono far ammalare altre persone:  non conoscono barriere, perciò se diventano resistenti in un individuo, si diffondono tra individui diversi e nell'ambiente.
Il trattamento di un'infezione causata da un germe antibiotico-resistente è più difficile, costoso e non assicura la guarigione.

Torniamo alla domanda del test.
La resistenza agli antibiotici si potrebbe manifestare come conseguenza della terapia specifica di quale tra le seguenti patologie? 
Sicuramente una patologia causata da batteri.

La domanda può allora essere semplificata con: 
Quale tra le seguenti patologie è causata da batteri?
A) Tetano 
B) Carcinoma 
C) Malaria 
D) Diabete 
E) Influenza

Se avete ripassato il mio post sui microrganismi... O seguito le mie lezioni a scuola, potete rispondere senza ombra di dubbio A) Tetano.


Volete una breve presentazione delle diverse opzioni del quesito?
Ok :-) 

Carcinoma
Il termine carcinoma è sinonimo di tumore; vediamo di capire come si sviluppa questa malattia.
Le cellule del nostro corpo si duplicano per permettere all'organismo di crescere e rinnovare le parti invecchiate. Il processo di divisione cellulare (Vedere: mitosi) normalmente è strettamente regolato e controllato in ogni sua fase (Vedere: Controllo del ciclo cellulare: complessi ciclina-Cdk); tuttavia è possibile che qualcuno dei sistemi di controllo fallisca e che la cellula si duplichi in modo erroneo. In questo caso la cellula può andare incontro a diversi destini.
  • Può intervenire il sistema immunitario per eliminare la cellula malata.
  • La cellula può andare incontro ad apoptosi: si tratta di una sorta di suicidio della cellula che si sacrifica per il bene dell'organismo.
  • Il danno viene riparato.
  • La cellula continua a svolgere le sue funzioni e si duplica nuovamente, dando origine ad un ammasso tumorale. Il tumore, con l'aumentare delle divisioni cellulari, può acquisire nuove caratteristiche che lo rendono invasivo e metastatico.

Immagini dell'enciclopedia Treccani. Cliccare sulle immagini per un approfondimento sui geni che regolano lo sviluppo del cancro: oncogeni e oncosoppressori.

Le cause scatenanti il primo errore nella duplicazione cellulare (ovvero la prima mutazione) sono molteplici e sono sia genetiche sia ambientali.
Esistono tumori con una chiara e forte componente genetica; ad esempio alcuni tumori al seno in donne che presentano una mutazione dei geni BRCA 1 e BRCA 2 o la neurofibromatosi.
In altri tumori, invece, le cause sono prevalentemente ambientali: ad esempio il tumore allo stomaco (nel quale anche l'alimentazione gioca un ruolo importante) o il tumore al collo dell'utero, causato dal papilloma virus, a trasmissione sessuale.



Diabete
Il diabete mellito è una malattia causata da un difetto del metabolismo degli zuccheri.

Il cibo contiene zucchero. Al termine del processo digestivo lo zucchero, trasformato nella sua forma più semplice (glucosio), viene assorbito a livello intestinale ed entra nella circolazione sanguigna. Normalmente, il livello di glucosio nel sangue (glicemia) è controllato da un ormone prodotto dal pancreas, l'insulina. Questo ormone permette alle cellule di assorbire glucosio e di utilizzarlo a fini energetici; inoltre consente al fegato di immagazzinare glucosio, in forma di glicogeno, e di utilizzarlo in caso di necessità.
Controllo della glicemia e utilizzo del glucosio in una persona sana.
Immagine: Microsoft ® Encarta ® 2008. © 1993-2007 Microsoft Corporation. Tutti i diritti riservati.

Nel diabete mellito il livello di zuccheri nel sangue è elevato.
Se la malattia non viene adeguatamente trattata, può provocare danni agli occhi, al cuore ai reni ed agli arti; è anche un fattore di rischio in gravidanza. 
Il diabete mellito viene di solito classificato in due tipi. 

Il diabete di tipo I, o diabete mellito insulino-dipendente (IDDM), detto anche diabete giovanile. In questa forma di diabete, il pancreas non è in grado di produrre insulina o non ne produce in quantità sufficiente. Senza insulina, il glucosio non può entrare nelle cellule e rimane nel sangue, innalzando la glicemia. Il fegato non è più in grado di immagazzinare glucosio e cede anche parte delle sue scorte alla circolazione sanguigna, contribuendo al rialzo glicemico e causando i problemi medici associati al diabete.
Diabete di Tipo I
Immagine: Microsoft ® Encarta ® 2008. © 1993-2007 Microsoft Corporation. Tutti i diritti riservati.

Il diabete di tipo II, o non insulino-dipendente (NIDDM), detto anche diabete mellito dell'adulto. 
In questa seconda forma di diabete il pancreas rilascia l'insulina nel circolo sanguigno, ma il fegato e le altre cellule del corpo non sono in grado di assorbirla. Il fegato cede parte delle sue scorte alla circolazione sanguigna. Il livello di glucosio nel sangue aumenta, causando i problemi medici associati al diabete.

Diabete di Tipo II
Immagine: Microsoft ® Encarta ® 2008. © 1993-2007 Microsoft Corporation. Tutti i diritti riservati.

Vorrei ricordare che esiste anche il diabete insipido, causato da un'insufficiente produzione dell'ormone ADH (antidiuretico o vasopressina); questo deficit altera i meccanismi di controllo del riassorbimento dell’acqua a livello del tubolo renale; la malattia si presenta con una continua sensazione di sete e poliuria, cioè l’escrezione di urina in grande quantità.

Influenza
L'influenza è una malattia stagionale che colpisce le vie respiratorie, causata da virus a RNA del genere Orthomixovirus; il virus tipo A e quello di tipo B, sono i responsabili della maggior parte dei casi di influenza.

Questi virus si modificano un po' ogni anno: per questo motivo, ci si può ammalare più volte di influenza. Il virus, infatti, è diverso ogni anno; in particolare, i virus modificano le proteine di superficie, chiemate emoagglutinina (H) e neuroamminidasi (N) che consentono loro di attaccare le nostre cellule.
Ad esempio, la pandemia di influenza spagnola del 1918 è stata causata dal sottotipo H1N1, quella asiatica del 1957 da un , nel 1957. L'ultima grande epidemia, nota come Hong Kong e causata dal sottotipo H3N2, si è verificata nel 1968.



Non sempre, quando compare un virus influenzale completamente nuovo, si verifica una pandemia; affinché succeda, il virus deve trasmettersi da uomo a uomo in modo efficace. I nuovi virus comparsi in questi anni, come l'H5N1, per fortuna non erano in grado di farlo. Ecco, schematicamente, come nasce un nuovo ceppo virale:

Il virus influenzale si trasmette per via aerea perchè si trova nella saliva e nel muco delle vie respiratorie; entra, quindi, nell'organismo attraverso la bocca, il naso o gli occhi. Il contagio è più rapido in ambienti affollati.
L'influenza si distingue dal normale raffreddore per la febbre elevata accompagnata da brividi e dolori alle ossa e ai muscoli, malessere generale, spesso accompagnato da mal di testa, raffreddore, tosse e mal di gola.
La diagnosi di influenza si basa comunemente sui sintomi clinici ma la certezza può essere raggiunta solo con l'isolamento del virus influenzale che, però, non viene effettuata se non nell'ambito di studi scientifici.


I farmaci più utilizzati sono di tipo sintomatico quali antipiretici per la febbre, la cefalea e i dolori articolari. Gli antibiotici non sono efficaci. Ogni anno viene messo appunto un vaccino specifico, consigliato ad alcune categorie di popolazione considerate a rischio.

Malaria
La malaria è una parassitosi, provocata da parassiti protozoi; il pericoloso è il Plasmodium falciparum, con un alto tasso di mortalità. La malattia si trasmette in modo indiretto: i vettori, infatti, sono le zanzare Anopheles.
Ne riassumo il meccanismo di trasmissione con due immagini:

Questa, un po' più tecnica, del CDC. Per ulteriori spiegazioni, cliccare sull'immagine.

Tetano
Il tetano è una malattia causata dal Clostridium Tetani, un batterio che sopravvive facilmente nell'ambiente. Solitamente il microrganismo penetra nel corpo attraverso una ferita cutanea e produce una tossina neurotossica, chiamata tetanospasmina.
La tossina, attraverso il torrente circolatorio e linfatico, raggiunge i neuroni che controllano la contrazione muscolare; interferisce con il rilascio dei neurotrasmettitori e causa contrazioni e spasmi muscolari. I primi muscoli colpiti sono quelli masticatori, poi tutti i muscoli della faccia, del collo, delle mani e, infine, in resto del corpo. 


Oltre agli spasmi muscolari, la persona colpita ha dolori molto forti, problemi cardiaci e respiratori che possono condurre alla morte. La mortalità è tutt'ora elevata e l'unica arma davvero efficace è la vaccinazione antitetanica.

Per dare un'idea di quanto la vaccinazione sia importante, riporto un breve brano dell'ISS, con relativo grafico:

Il grafico illustra il numero di casi di tetano notificati per anno. Dalla seconda metà degli anni ’50 alla prima metà dei ’60 le notifiche di tetano risultavano in media 722 per anno . Successivamente, e fino alla prima metà degli anni ’70, si osserva una brusca riduzione del numero dei casi, fenomeno che ha coinciso con l’introduzione della vaccinazione obbligatoria nei bambini all’inizio degli anni ’60. In seguito, la diminuzione dei casi è avvenuta più lentamente, fino a raggiungere il minimo storico di 65 casi nel 1991. Dal 1992 al 2000 il numero di casi è rimasto costante, con un numero medio di 102 casi per anno.


Direi che c'è molto materiale per ripassare svariati argomenti importanti!

Se volete ripassare meglio gli antibiotici, vi consiglio questo post (cliccare sul link per leggere l'articolo). Si parla di:
  • Antibiotici naturali, di sintesi e semi-sintetici
  • Spettro d'azione di un antibiotico.
  • Battericidi e batteriostatici.
  • La scoperta degli antibiotici.
  • Tipologie di antibiotici in base al meccanismo d'azione e in base alla loro natura chimica.
  • Antibiotico resistenza, con opuscoli informativi da scaricare.


Post precedenti con i quesiti di biologia del test d'ingresso alla facoltà di medicina:
  • Primo quesito - Molecole biologiche: ATP, DNA, Metionina, NADH, Piruvato 
  • Secondo quesito - DNa e percentuali di basi azotate
  • Terzo quesito - Neuroni e nodi di Ranvier
  • Quarto quesito - Cellula eucariote e procariote. Si parla anche di: parete cellulare, ribosomi, pori nucleari e trascrittasi inversa
  • Quinto quesito - La fotosintesi e le reazioni redox negli esseri viventi
Non mi resta che darvi appuntamento al prossimo post e alla settima domanda!
Tania Tanfoglio

11 novembre 2013

Test d'ingresso a medicina: le domande di biologia con le soluzioni spiegate e commentate - domanda 5

Chiedilo a Tania

Oggi rispondo al quinto dei 14 quesiti di biologia del test d'ingresso alla facoltà di medicina di quest'anno. Eccone il testo.

Nella fase oscura del processo fotosintetico quale/i tra le seguenti sostanze si utilizza/utilizzano? 

1) O2          2) ATP          3) NADPH 

A) Solo 2 e 3 

B) Tutte 
C) Solo 1 e 3 
D) Solo 1 e 2 
E) Solo 2 

Presento innanzitutto le tre molecole in questione, in ordine alfabetico.


ATP
Immagine di Wikipedia.

L'adenosina trifosfato (o ATP) è un ribonucleotide trifosfato formato da: 


L'ATP la "moneta" energetica della cellula, prodotta attraverso la respirazione cellulare ed utilizzata in diversi processi metabolici cellulari sia nelle cellule animali, sia nelle cellule vegetali.

NADPH
NADPH è la forma ridotta del nicotinammide adenina dinucleotide fosfato.

NADPH-3D-balls - Da Wikipedia

È un coenzima ossidoriduttivo che interviene in diverse razioni.
Negli organismi fotosintetici il NADPH viene utilizzato per le reazioni biosintetiche della fase oscura della fotosintesi.

O2
L'ossigeno molecolare è una molecola biatomica che esiste grazie all'azione della fotosintesi delle piante. 
Ripassiamone subito le tappe fondamentali attraverso questa bella video-lezione di Michele Bellone su Oilproject.org

Un consiglio: ascoltate attentamente tutta la lezione e concentrate la vostra attenzione sopratutto sulle 3 molecole in questione. Il vostro obiettivo è rispondere alla domanda, non apprendere tutti i dettagli della fotosintesi. Per approfondire,  potrete riascoltare la video lezione anche in un secondo momento.

Per accedere alla lezione, cliccare sull'immagine.

Direi che ora la risposta appare piuttosto semplice:
Nella fase oscura del processo fotosintetico quale/i tra le seguenti sostanze si utilizza/utilizzano? 
1) O2          2) ATP          3) NADPH 

A) Solo 2 e 3 

B) Tutte 
C) Solo 1 e 3 
D) Solo 1 e 2 
E) Solo 2 

La risposta corretta è naturalmente la A) perché nella fase oscura si utilizzano ATP e NADPH.

Se vi interessa un approfondimento sulle reazioni redox (ovvero di ossidoriduzione) nei viventi vi consiglio un'altra video lezione di Oilproject.org. Per accedervi, come sempre, cliccate sull'immagine.

Un'ultima osservazione utile: se il giorno dell'esame non vi ricordate i passaggi della fotosintesi, prima di rispondere "tirando i dadi"... RAGIONATE.
Nella fase oscura del processo fotosintetico quale/i tra le seguenti sostanze si utilizza/utilizzano? 
1) O2          2) ATP          3) NADPH 

A) Solo 2 e 3 

B) Tutte 
C) Solo 1 e 3 
D) Solo 1 e 2 
E) Solo 2 

Tutti sanno che l'ossigeno è prodotto dalle piante attraverso la fotosintesi. Viene poi utilizzato dalla respirazione cellulare per produrre ATP. Direi che possiamo escludere l'opzione 1).
In questo modo, escludiamo anche le risposte B) C) e D).

Restano la A) e la E).
Non siete arrivati alla risposta corretta, ma certamente avete ridotto le probabilità di errore.
Mi raccomando: fate sempre questo tipo di ragionamenti, possono certamente aiutarvi a risolvere molti quesiti!


Post precedenti con i quesiti di biologia del test d'ingresso alla facoltà di medicina:
  • Primo quesito - Molecole biologiche: ATP, DNA, Metionina, NADH, Piruvato 
  • Secondo quesito - DNa e percentuali di basi azotate
  • Terzo quesito - Neuroni e nodi di Ranvier
  • Quarto quesito - Cellula eucariote e procariote. Si parla anche di: parete cellulare, ribosomi, pori nucleari e trascrittasi inversa
Non mi resta che darvi appuntamento al prossimo post e alla sesta domanda!
Tania Tanfoglio

06 novembre 2013

Test d'ingresso a medicina: le domande di biologia con le soluzioni spiegate e commentate - domanda 4

Chiedilo a Tania

Oggi rispondo al quarto dei 14 quesiti di biologia del test d'ingresso alla facoltà di medicina di quest'anno. Eccone il testo.

Quale delle seguenti osservazioni può essere utilizzata per distinguere procarioti da eucarioti? 
A) Presenza di pori nucleari 
B) Presenza di una parete cellulare 
C) Presenza di ribosomi 
D) Presenza di trascrittasi inversa 
E) Presenza di una membrana cellulare 

Questo post è un'ottima occasione per ripassare un po' di concetti base della biologia. Dato che si parla di argomenti importanti, più volte trattati sul blog, vi metto i link indispensabili per un buon ripasso, ma allo stesso tempo ricchi di immagini e di immediata comprensione:

Se avete letto con attenzione i post, sapete certamente indicarmi la risposta corretta: la A) Presenza dei pori nucleari.

Per rispondere correttamente alla domanda era sufficiente ricordare la differenza fondamentale tra una cellula procariote ed una cellula eucariote: la cellula procariote non presenta nucleo; la cellula eucariote, invece, è dotata di un nucleo che protegge le lunghe e fragili molecole di DNA.
Tra le possibili risposte, l'unica che aveva un riferimento al nucleo era appunto la prima!

Credo valga la pena presentare ad uno ad uno i protagonisti di questo quesito e di segnalarvi qualche risorsa utile per un ulteriore approfondimento:

Pori nucleari
La membrana nucleare non è continua, ma presenta dei pori che permettono il passaggio di molecole. I pori nucleari sono strutture complesse, formati da 8 proteine canale, che formano una struttura ottagonale, e da centinaia di nucleoporine. I pori nucleari servono, ad esempio, per il passaggio del RNA messaggero (mRNA) dal nucleo al citoplasma; oppure per permettere alle proteine necessarie al processo di trascrizione di raggiungere il nucleo cellulare.
Naturalmente sono presenti solo nelle cellule eucarioti, dotate di nucleo.

Per approfondire, cliccare sull'immagine.




Parete cellulare
La parete è un rivestimento protettivo della cellula; è presente nelle cellule procarioti, ad esempio nelle cellule batteriche, nelle cellule eucarioti vegetali e nelle cellule eucarioti dei funghi.

Nei batteri la parete è una struttura rigida e non interferisce con il passaggio delle sostanze.
A seconda delle caratteristiche della parete cellulare, alcuni ceppi batterici (Gram positivi) si colorano di violetto, mentre altri rimangono completamente incolori, o diventano rossi, a seconda della tecnica utilizzata (Gram negativi).
Nella parete trovaimo principalmente il peptidoglicano, un polimero formato dalla successione di due zuccheri modificati: l'ACIDO N-ACETIL MURAMICO
(AAM) e l’N-ACETILGLUCOSAMMINA (NAG)... Di solito evito approfondimenti chimici eccessivamente tecnici, ma consentitemi i due "paroloni": ci sono affezionata: mi fanno pensare al mio esame di microbiologia! Il mio primo 30! :-)

Per approfondire, cliccare sull'immagine.



Nella cellula vegetale, invece, la parete è costituita principalmente da cellulosa, emi-cellulosa e sostanze peptiche. La parete della cellula vegetale è una barriera contro i patogeni, riduce la perdita di acqua, dona supporto e resistenza meccanica alla cellula e ne determina la forma.

Per approfondire, cliccare sull'immagine.



La parete cellulare dei funghi, infine, è caratterizzata dalla presenza di glucani e di chitina. La chitina è molto più resistente alla degradazione microbica rispetto alla cellulosa.

Ribosomi
I ribosomi rappresentano la sede della sintesi delle proteine. Sono formati da due sub-unità di RNA ribosomiale (rRNA). Sono organelli presenti sia nelle cellule procarioti sia nelle cellule eucarioti.
Negli eucarioti, si trovano liberi nel citoplasma oppure possono essere associati alle membrane del reticolo endoplasmatico rugoso. Nei procarioti, i ribosomi si trovano liberi nel citoplasma.

Subunità grande del ribosoma
Subunità piccola del ribosoma
Trascrittasi inversa
La trascrittasi inversa è un enzima in grado di sintetizzare DNA utilizzando l'RNA come stampo di partenza; è un enzima caratteristico dei retrovirus (o virus a RNA). Per approfondire, cliccare qui.
Vi ricordo che i virus non sono delle cellule, ma semplici involucri di proteine con all'interno il materiale genetico; sono parassiti intracellulari obbligati. Alcuni virus attaccano le cellule eucarioti, altri le cellule procarioti (batteriofagi).
Esempi di virus a RNA che attaccano le cellule eucarioti umane sono, purtroppo, innumerevoli: dal semplice raffreddore, al temibile virus dell'HIV, dai poliovirus, responsabili della poliomielite, al virus dell'epatite A.

Direi che per oggi è tutto. Che ne pensate?


Post precedenti con i quesiti di biologia del test d'ingresso alla facoltà di medicina:

Non mi resta che darvi appuntamento al prossimo post e alla quinta domanda!
Tania Tanfoglio

31 ottobre 2013

Test d'ingresso a medicina: le domande di biologia con le soluzioni spiegate e commentate - domanda 3

Chiedilo a Tania

Oggi rispondo al terzo dei 14 quesiti di biologia del test d'ingresso alla facoltà di medicina di quest'anno. Eccone il testo.

Quale/i delle seguenti affermazioni è/sono corretta/e riguardo ai nodi di Ranvier? 
 1) Permettono la conduzione saltatoria 
 2) Corrispondono a interruzioni della guaina mielinica 
 3) Sono sede del passaggio degli ioni Na+ attraverso la membrana cellulare durante la depolarizzazione 

A) Tutte 
 B) Solo 1 e 2 
C) Solo 2 e 3 
D) Solo 1 
E) Nessuna 

Come molti dei miei lettori avranno capito leggendo il quesito, oggi parliamo di neuroni, probabilmente tra le cellule più affascinanti del corpo umano.

Nel post utilizzerò le immagini di Wikipedia e vi indicherò alcuni video della Mc Graw Hill davvero utili. Innanzitutto vorrei richiamare la struttura del neurone; successivamente spiegherò uno degli argomenti più complessi: la propagazione dell'impulso nervoso. Infine, vedremo la struttura della sinapsi e, finalmente, potremo rispondere alla domanda.

Iniziamo con questa immagine:


Il neurone è una delle cellule più importanti del sistema nervoso.
È attraverso l’invio costante di informazioni tra i neuroni, sotto forma di debole corrente elettrica, che il sistema nervoso riesce a svolgere un articolato insieme di compiti, come: percepire un suono, camminare, parlare, ricordare o provare emozioni.

Il neurone è dotato di un corpo cellulare (o pirenoforo o soma) all'interno del quale troviamo il nucleo e gli altri organelli citoplasmatici. Da corpo si dipartono un lungo prolungamento, chiamato l'assone (Axon) e tanti brevi prolungamenti ramificati, chiamati dendriti.
I dendriti sono la parte ricevente del neurone, l'assone è il prolungamento che permette la trasmissione delle informazioni, mediante impulsi nervosi.

Potenziale di riposo e potenziale d'azione:
Gli impulsi nervosi sono deboli segnali elettrici che si propagano rapidamente lungo la membrana dell'assone, sfruttando la differenza di carica elettrica esistente tra l'interno e l'esterno della membrana plasmatica.

Le cellule del nostro corpo, infatti, presentano una differenza di carica elettrica tra l’interno e l’esterno della loro membrana plasmatica; quando il neurone non invia impulsi nervosi, la differenza di carica elettrica a livello della sua membrana (differenza di potenziale) è nota come potenziale di riposo ed è pari a pari a –70 mV: l’interno è carico negativamente, l'esterno è, invece, carico positivamente.
Clicca sull'immagine per vedere la spiegazione animata, in inglese.
La differenza di potenziale sui due lati della membrana è mantenuta dalla pompa Na+/K+, un trasportatore attivo che trasporta 3 ioni Na+ all'esterno e 2 ioni K+ all'interno della membrana del neurone.
Per ripassare il funzionamento della pompa sodio potassio, cliccare sull'immagine.

Cliccare sull'immagine per vedere il video
Uno stimolo è un qualsiasi evento in grado di modificare il potenziale di riposo.
Uno stimolo, infatti, causa l'apertura dei canale del sodio voltaggio dipendenti, proteine trasportatrici che consentono l'ingresso di ioni sodio nella cellula, diminuendo la differenza di potenziale in quel punto.
Affinché si produca un impulso nervoso, lo stimolo deve modificare il valore del potenziale di riposo della membrana, in modo tale che raggiunga il valore soglia -55 mV.
Solo a questo punto altri canali del sodio si aprono e la membrana viene depolarizzata: l'interno è positivo e l'esterno è negativo. La differenza di potenziale passa da –70 mV a circa +40 mV.

Clicca sull'immagine per vedere la spiegazione animata, in inglese.
Questa inversione si verifica quando l'assone è percorso da un impulso nervoso e prende il nome di potenziale d'azione.

I canali del sodio sono programmati per inattivarsi circa 1 ms dopo che si sono aperti. Si chiudono spontaneamente alcuni ms dopo che la cellula è ripolarizzata. A questo punto, si aprono i canali del potassio, programmati per aprirsi 1 ms dopo che è stato raggiunto il valore soglia. In questo modo, si ristabilisce il potenziale di riposo e la membrana viene ripolarizzata. I canali del potassio si chiudono quando il potenziale di membrana torna vicino al valore di riposo.

Clicca sull'immagine per vedere la spiegazione animata, in inglese.
UNA PRECISAZIONE:
I canali del sodio esistono in tre diversi stati: aperto, inattivato e chiuso. Occorre attendere che i canali del sodio passino dallo stato inattivato allo stato chiuso affinché possano essere nuovamente aperti da una nuova depolarizzazione. Il periodo necessario al canale per passare dallo stato inattivo allo stato chiuso si chiama periodo refrattario assoluto: in questo periodo nessuno stimolo può scatenare un nuovo potenziale d'azione. Il tempo necessario per passare dallo stato inattivato a quello chiuso è variabile: la possibilità di innescare un nuovo potenziale d'azione dipende dal numero di canali del sodio chiusi. Questo periodo (nel quale alcuni canali sono inattivati ed altri chiusi) è noto come periodo refrattario relativo: uno stimolo più intenso del normale può scatenare un nuovo potenziale d'azione.

Per una lezione di approfondimento, cliccare sull'immagine sottostante.



Ricapitoliamo con questo bellissimo video:

La guaina mielinica e i nodi di Ranvier:
Gli assoni possono essere protetti da una guaina, la mielina. Questo rivestimento protettivo è fondamentale perché consente una rapida propagazione dell'impulso nervoso. La guaina, però, non è continua: presenta delle interruzioni chiamate nodi di Ranvier. A livello di queste interruzioni troviamo i canali del sodio e del potassio, responsabili della propagazione dell'impulso nervoso: l'impulso salta da un nodo di Ranvier al successivo; per questo motivo, si parla di conduzione saltatoria.



La guaina mielinica nel sistema nervoso periferico è costituita dalle cellule di Schwann, cellule appiattite e disposte una accanto all'altra.
La guaina mielinica nel sistema nervoso centrale è formata, invece, da oligodendrociti. Anche queste fibre possiedono nodi di Ranvier, seppure in numero minore rispetto al sistema nervoso periferico.

La sinapsi:
L'impulso nervoso passa da un neurone all'altro attraverso dispositivi di collegamento chiamati sinapsi. A livello delle sinapsi la trasmissione dell'impulso nervoso attraverso la liberazione di molecole: i neurotrasmettitori.



Questi diffondendo nello spazio della fessura sinaptica e si legano a specifici recettori posti sulla membrana del neurone successivo.
Il legame tra neurotrasmettitore e recettore produce alterazioni a livello della membrana plasmatica del neurone, consentendo la propagazione dell'impulso.

Questa immagine di Encarta  spiega in modo semplice e chiaro il funzionamento di una sinapsi.


Direi che ora abbiamo tutte le informazioni necessarie per rispondere alla domanda di oggi.

Quale/i delle seguenti affermazioni è/sono corretta/e riguardo ai nodi di Ranvier? 
 1) Permettono la conduzione saltatoria 
 2) Corrispondono a interruzioni della guaina mielinica 
 3) Sono sede del passaggio degli ioni Na+ attraverso la membrana cellulare durante la depolarizzazione 

A) Tutte 
 B) Solo 1 e 2 
C) Solo 2 e 3 
D) Solo 1 
E) Nessuna 

La risposta corretta naturalmente è la A).

Post precedenti con i quesiti di biologia del test d'ingresso alla facoltà di medicina:
Non mi resta che darvi appuntamento al prossimo post e alla quarta domanda!
Tania Tanfoglio

25 ottobre 2013

I video di OVO: la pelle e i capelli

Oggi vi propongo altri due video di OVO molto interessanti per le future estetiste ed acconciatrici.
Cliccate sull'immagine per far partire i video.

La pelle

Il capello


Buona visone e Buono studio,
Tania Tanfoglio

24 ottobre 2013

Test d'ingresso a medicina: le domande di biologia con le soluzioni spiegate e commentate - domanda 2

Chiedilo a Tania

Oggi rispondo al secondo dei 14 quesiti di biologia del test d'ingresso alla facoltà di medicina di quest'anno. Eccone il testo.

In un frammento di DNA, vengono calcolate le percentuali di ognuna delle quattro basi azotate presenti. In quale/i dei seguenti casi la somma dei valori ottenuti rappresenta sempre il 50% del totale delle basi? 1) % adenina + % timina 2) % citosina + % guanina 3) % guanina + % timina
A) Solo 3 
B) Solo 1 
C) Solo 2 
D) Solo 1 e 2 
E) Tutti 

Per rispondere correttamente a questa domanda, bisogna solo ripensare alla struttura del DNA.

Il DNA, acido desossiribonucleico, è la molecola che contiene le informazioni necessarie per il funzionamento di ogni essere vivente.
Il DNA, custodito all'interno del nucleo cellulare, controlla e dirige tutte le attività della cellula. 
La forma estremamente compatta che il DNA assume all'interno del nucleo cellulare è data dalla presenza di proteine, chiamate istoni. Queste proteine si raggruppano e formano i nucleosomi, attorno ai quali si avvolge il DNA. La struttura che ne risulta è simile ad una collana di perle. Immagine tratta dal sito  http://www.biology.emory.edu/, dove potete trovare interessanti approfondimenti di biologia molecolare.
L’acido desossiribonucleico ha la forma di una doppia elica. 
Immagine del DNA tratta da Wikipedia.
Da un punto di vista chimico, la parte esterna è formata da zuccheri pentosi (il deossiribosio, da qui il nome della molecola), cioè a cinque atomi di carbonio, alternati a gruppi fosfato; la parte interna è composta da basi azotate, tenute unite da deboli legami chimici. Le basi azotate sono quattro e si uniscono regole ben precise: l’adenina (A) si lega alla timina (T) mentre la citosina (C) si lega alla guanina (G). Proprio per questa caratteristica distintiva si dice che il DNA è formato da due filamenti complementari. Uno zucchero pentoso, un gruppo fosfato ed una base azotata formano l’unità elementare del DNA: i nucleotidi. La disposizione in sequenza delle quattro basi forma il codice genetico, le cui caratteristiche sono all'origine delle peculiarità di ciascuno di noi.
Immagine del DNA tratta da Wikipedia.
Il concetto chiave è la complementarietà delle basi azotate:
  • Adenina con Timina
  • Citosina con Guanina
Il 50% del totale delle basi è dato dalla somma di ogni coppia di basi non complementari.

Le coppie di basi non complementari sono:
  • Adenina e Citosina
  • Adenina e Guanina
  • Timina e Citosina
  • Timina e Guanina
Ora osserviamo le coppie di basi proposte nella domanda:
1) % adenina + % timina
2) % citosina + % guanina
3) % guanina + % timina

La coppia 1) e la coppia 2) sono formate da basi complementari e sono quindi da escludere. L'unica risposta possibile è la coppia 3). Per questo motivo, la risposta corretta è la A).

Come potete vedere l'unico modo per rispondere correttamente è ragionare sulla struttura della molecola. Se non avete appigli, e vi ricordare solamente quali sono le basi complementari, potete comunque restringere il campo delle possibili risposte.
Vediamo come.

In un frammento di DNA, vengono calcolate le percentuali di ognuna delle quattro basi azotate presenti. In quale/i dei seguenti casi la somma dei valori ottenuti rappresenta sempre il 50% del totale delle basi? 1) % adenina + % timina 2) % citosina + % guanina 3) % guanina + % timina
A) Solo 3 
B) Solo 1 
C) Solo 2 
D) Solo 1 e 2 
E) Tutti 

La coppia 1) e la coppia 2) sono formate da basi complementari. La coppia tre è l'unica formata da basi non complementari. Questo semplice ragionamento vi permette di escludere la risposta E). Possiamo escludere anche la risposta B) e la risposta C). Si riferiscono entrambe a coppie di basi complementari: o sono corrette entrambe o sono entrambe sbagliate. Restano solo le risposte A) oppure D). L'unico modo per rispondere correttamente, pur avendo ristretto il campo, è ricordarsi che il 50% del totale delle basi è dato dalla somma di ogni coppia di basi non complementari.

Un aiuto pratico ed efficace per arrivare a questa conclusione è fare un piccolo disegno del DNA con le basi azotate e... Farsi due conti!!! ;-)
Ecco un esempio: (perdonatemi il DNA eccessivamente schematico!)
A-T
A-T
C-G
G-C
G-C
T-A
T-A
A-T
In quale/i caso/i la somma dei valori ottenuti rappresenta sempre il 50% del totale delle basi? Nel mio "filamento esempio" ci sono 8 coppie di basi, il 50% è rappresentato da 4 coppie di basi. Considero un solo filamento e, per semplicità, ragiono in valori assoluti e non percentuali.

1) % adenina + % timina Nel mio esempio ho: 3 A + 2 T = 5 basi
2) % citosina + % guanina Nel mio esempio ho: 1 C + 2 G = 3 basi
3) % guanina + % timina Nel mio esempio ho: 2 G + 2 T = 4 basi

Per approfondire un po':
Le regole di Chargaff
Le regole di Chargaff - Esercizio svolto

Il primo quesito è qui: http://www.scienceforpassion.com/2013/10/test-dingresso-medicina-le-domande-di.html

Non mi resta che darvi appuntamento al prossimo post e alla terza domanda!
Tania Tanfoglio

22 ottobre 2013

Test d'ingresso a medicina: le domande di biologia con le soluzioni spiegate e commentate - domanda 1

Chiedilo a Tania

Oggi mi è arrivata una richiesta da Domenico, un affezionato lettore che mi segue da un po'.
Ecco cosa mi ha scritto.

Ciao Tania, oggi ho parlato al microfono ai ragazzi del primo anno di CTF riguardo al tuo blog fatto benissimo, (sono rappresentate di facoltà).
Molti ragazzi mi hanno chiesto se sul blog c'era la parte di biologia del test d'ingresso alla facoltà di medicina di quest anno, spiegata da te :)
Ho pensato di mandarti le 14 domande: se magari potessi spiegarle sul blog, sono sicuro che sarebbe un altro buon pretesto per far conoscere quel meraviglioso mondo che è Science for passion.
Fammi sapere se sei disponibile a spiegarci la soluzione alle 14 domande,
Grazie,
buona giornata :D
Domenico

La proposta di Domenico ha stuzzicato la mia fantasia ed ho deciso di accettare!
14 post: uno per ciascuno dei 14 quesiti di biologia del test d'ingresso alla facoltà di medicina di quest'anno.
Approfittiamone per ripassare tantissimi argomenti di biologia e per studiare qualche trucchetto per rispondere correttamente alle domande di un test a crocette. ;-)

Iniziamo con la prima domanda!

Quale delle seguenti sostanze è composta solo di carbonio, idrogeno ed ossigeno?
A) Piruvato
B) ATP
C) NADH
D) DNA
E) Metionina

SPIEGAZIONE DETTAGLIATA - CON APPROFONDIMENTI
La prima cosa da fare, è studiare le diverse molecole. Ho deciso di analizzarle in ordine alfabetico.

ATP
Immagine di Wikipedia.

L'adenosina trifosfato (o ATP) è un ribonucleotide trifosfato formato da: 

L'ATP la "moneta" energetica della cellula, prodotta attraverso la respirazione cellulare.
Approfittiamone per un breve ripasso di nomenclatura!
Nucleoside: base azotata + ribosio/deossiribosio
base azotata
ribonucleoside

deossiribonucleoside

adenina
adenosina
deossiadenosina

Nucleotide: base azotata + ribosio/deossiribosio 
+ 1,  2 o 3 gruppi fosfato
ribonucleotide

deossiribonucleotide
adenosina monofosfato (AMP)
adenosina difosfato (ADP)
adenosina trifosfato (ATP)
deossiadenosina monofosfato (dAMP)
deossiadenosina difosfato (dADP)
deossiadenosina trifosfato (dATP)
Per approfondire consiglio il post:
Nucleotidi e nucleosidi: qual è la differenza?

DNA
Il DNA, acido desossiribonucleico, è la molecola che contiene le informazioni necessarie per il funzionamento di ogni essere vivente: le informazioni genetiche, che ciascuno di noi eredita dai propri genitori.Il DNA controlla l’attività della cellula, unità elementare di ogni organismo, ed è custodito all’interno del nucleo cellulare, il cui compito è proprio quello di proteggere la lunga e fragile molecola dell’ereditarietà.Le cellule sono grandi circa un centesimo di millimetro, ma accolgono all’interno del loro nucleo ben tre metri di materiale genetico; questo è reso possibile da un insieme di proteine, gli istoni, che si associano al DNA, consentendogli di farsi estremamente compatto.L’acido desossiribonucleico ha la forma di una doppia elica. Da un punto di vista chimico, la parte esterna è formata da zuccheri pentosi, cioè a cinque atomi di carbonio, alternati a gruppi fosfato; la parte interna è composta da basi azotate, tenute unite da deboli legami chimici. Le basi azotate sono quattro e si uniscono secondo le regole identificate da Watson e Crick nel 1953: l’adenina (A) si lega alla timina (T) mentre la citosina (C) si lega alla guanina (G). Proprio per questa caratteristica distintiva si dice che il DNA è formato da due filamenti complementari. Uno zucchero pentoso (il deossiribosio, da qui il nome della molecola), un gruppo fosfato ed una base azotata formano l’unità elementare del DNA: i nucleotidi. La disposizione in sequenza delle quattro basi forma il codice genetico, le cui caratteristiche sono all’origine delle peculiarità di ciascuno di noi.


Metionina
La metionina è un amminoacido essenziale, ovvero deve essere assunta attraverso l'alimentazione; carne, pesce, legumi, uova, latte e derivati, sono esempi di alimenti proteici.
Gli amminoacidi sono 20 molecole formate da carbonio, idrogeno, ossigeno, azoto (N) più altri elementi caratterizzanti (genericamente indicati con la lettera R). Tutti gli amminoacidi, dunque, hanno la medesima struttura di base:
Struttura di un amminoacido.wikipedia. 
Il gruppo R della metionina è CH3-S-CH2-CH2-. La metionina contiene zolfo.


 NADH
Il nicotinammide adenina dinucleotide è una molecola importante nelle reazioni di ossido riduzione cellulari perchè ha il compito di trasferire gli elettroni.

Per approfondire, vi consiglio questo video in inglese: si apre cliccando sull'immagine.

Un consiglio spassionato: se non capite il video STUDIATE INGLESE! Sarà indispensabile per la vostra carriera universitaria!


Piruvato

L'acido piruvico ha formula CH3-CO-COOH  ed, in biologia, è un metabolita centrale e di collegamento tra le vie riguardanti i carboidrati, i grassi, e gli amminoacidi.
Nelle cellule è come piruvato, cioè nella forma anionica con il carbossile deprotonato.

Nella glicolisi una molecola di glucosio viene scissa in due molecole di piruvato; in presenza di ossigeno le molecole di piruvato entrano nel ciclo di Krebs per essere completamente convertite in acqua ed anidride carbonica. In assenza di ossigeno, invece, avviene la fermentazione.

Schematicamente:
Cliccando sull'immagine o a questo link, potrete vedere su Scienzeascuola.it i dettagli della glicolisi.

Da questa carrellata appare evidente che la risposta corretta è la A) Piruvato.


SPIEGAZIONE RAPIDA - CON I RAGIONAMENTI CHE POSSONO AIUTARTI A RISPONDERE CORRETTAMENTE, anche se non conosci tutte le formule di queste molecole!

Naturalmente qualcuno di voi potrà obbiettare che non è possibile ricordare tutti questi dettagli, sopratutto visto che servono per rispondere ad una singola domanda, in un test ben più corposo. Bene! Allora rivediamo la domanda in questione.

Quale delle seguenti sostanze è composta solo di carbonio, idrogeno ed ossigeno?
A) Piruvato
B) ATP
C) NADH
D) DNA
E) Metionina

Dobbiamo trovare quale molecola contiene solo carbonio (C), idrogeno (H) e ossigeno (O).

Partiamo ancora una volta dall'ATP. Tutti gli studenti che si apprestano a sostenere il test d'ingresso a medicina, dovrebbero sapere che ATP sta per adenosina trifosfato. La presenza del gruppo fosfato, e quindi del forsoro (P), ci fa escludere l'ATP.

Possiamo contemporaneamente escludere anche il DNA: contiene adenina, guanina, citosina e timina. Sono basi azotate: possiamo anche non ricordare la loro formula chimica, ma il termine "basi azotate" ci ricorda che contengono azoto (N). Inoltre, la parte esterna del DNA è formata da zuccheri (desossiribosio) e gruppi fosfato.

Il nicotinammide adenina dinucleotide è una molecola che si presenta da sola: contiene adenina, quindi contiene azoto (N).

La metionina è un amminoacido, almeno questa informazione dovrebbe essere nota. Dato che è un amminoacido contiene azoto (N). Come se non bastasse, la metionina è un amminoacido che contiene anche zolfo (S). Quindi anche la metionina è esclusa.

Rimane solo il piruvato: esso si origina dalla scissione del glucosio. Potete non ricordarvi la formula del piruvato, ma quella del glucosio è un obbligo! C6H12O6.

Non mi resta che darvi appuntamento al prossimo post e alla seconda domanda!
Tania Tanfoglio