Anno di corso: 1

Anno di corso: 2

Crediti: 6
Crediti: 6
Crediti: 6
Crediti: 2
Tipo: A scelta dello studente
Crediti: 4
Tipo: A scelta dello studente
Crediti: 6
Tipo: A scelta dello studente
Crediti: 16
Tipo: A scelta dello studente
Crediti: 23
Tipo: Lingua/Prova Finale

BIOLOGIA AMBIENTALE APPLICATA

Scheda dell'insegnamento

Anno accademico di regolamento: 
2017/2018
Anno di corso: 
1
Anno accademico di erogazione: 
2017/2018
Tipo di attività: 
Obbligatorio
Lingua: 
Italiano
Crediti: 
8
Ciclo: 
Primo Semestre
Ore di attivita' didattica: 
68
Prerequisiti: 

Conoscenze di base di Biologia cellulare e animale.

Moduli

Metodi di valutazione

Sede: 
MILANO
Modalita' di verifica dell'apprendimento: 

Modalità dell’esame:
- esame orale

Valutazione dell’esame:
- Voto in trentesimi 18-30/30

Valutazione: 
Voto Finale

Obiettivi formativi

Sviluppare le conoscenze delle influenze ambientali sulla biologia degli organismi viventi e sull’uomo. Fornire conoscenza dei principi di tossicologia e dei principali meccanismi dell’azione tossica degli inquinanti. Fornire strumenti concettuali per comprendere i metodi per lo studio degli effetti degli inquinanti sulla salute dell’uomo e dell’ambiente e per la valutazione del rischio tossicologico. Aggiornamenti sulle linee di ricerca di frontiera in biologia e tossicologia ambientale

Contenuti

Durante il corso verranno sviluppati i seguenti contenuti:
-sviluppo di un organismo animale: strutture e funzioni a livello di tessuti, organi e sistemi d’organo;
-principi di tossicologia generale e ambientale: definizione di agenti tossici, esposizione, risposte biologiche e relazioni dose-risposta;
-fattori biotici e abiotici, anche di origine antropogenica, in grado di influenzare la biologia degli organismi;
-meccanismi di tossicità molecolare e cellulare, con particolare riguardo ai meccanismi di assorbimento, distribuzione e biotrasformazione degli xenobiotici;
-sviluppo del danno cellulare e a livello di tessuti e organi;
-normative, modelli e metodi in tossicologia ambientale e umana;
-principi per la valutazione del rischio tossicologico;
-esempi storici e attuali di tossicologia ambientale applicata, mediante lo studio degli effetti di inquinanti ambientali di origine domestica, industriale e agricola (es. particolato atmosferico e pesticidi);
-Frontiere della biologia e tossicologia ambientale: la nanotossicologia e le sue applicazioni per lo sviluppo di nanotecnologie sicure per la salute dell’uomo e dell’ambiente.

Programma esteso

Parte I - Dalla cellula all’organismo: lo sviluppo della complessità animale e i rapporti con l’ambiente
Cenni di biologia della riproduzione e dello sviluppo (fecondazione, sviluppo embrionale, crescita e differenziamento, rigenerazione).
Cenni di anatomia comparata ed evolutiva (struttura e funzione dei principali organi e apparati: tegumentario, respiratorio, digestivo, urogenitale e nervoso).
Interazioni con l’ambiente: le barriere primarie (cutanea, respiratoria e intestinale) e secondarie (cerebrale, placentare, emato-testicolare).
Risposte ed adattamenti fisiologici ed evolutivi alle modificazioni ambientali.
Uno sguardo sull’uomo.
(6 lezioni)

Parte II – Elementi di tossicologia generale e ambientale
I determinanti ambientali della salute.
Esposizione a fattori biotici e abiotici che possono determinare effetti sugli organismi.

Principi di tossicologia
Caratteristiche dell’esposizione. Classificazione degli effetti tossici. Tossicità acuta e cronica. Relazione dose-effetto e dose-risposta. Definizione delle dosi (concentrazioni) di effetto e di non effetto, LC50 NOEC LOEC. I modelli sperimentali di studio in vitro e in vivo; test di tossicità classici e “highthroughput”; rappresentatività dei modelli e standardizzazione dei test tossicologici.

Dalle bio-interazioni con il tossico allo sviluppo del danno biologico
Assorbimento, distribuzione, accumulo ed eliminazione di tossici negli organismi animali.
Principali biotrasformazioni degli xenobiotici: ossidazioni, riduzioni, idrolisi, coniugazioni. I sistemi del citocromo P450 e del glutatione. Induzioni e inibizioni enzimatiche e conseguenze tossicologiche. Cenni di tossicocinetica. Formazione di prodotti reattivi – radicali liberi e agenti redox.
Meccanismi di tossicità molecolare e cellulare e sviluppo del danno cellulare e tissutale. Perturbazioni della omeostasi cellulare: effetti sulla respirazione cellulare, inibizione della sintesi di ATP e di altre biosintesi; stress e danno ossidativo a carico di membrane e altre strutture cellulari.

Sviluppo e conseguenze del danno genetico
Danni al DNA, meccanismi di riparazione del danno e conseguenze della mancata riparazione. Processi di apoptosi, necrosi e autofagia. Cancerogenesi. Il cancro; meccanismi d’azione dei cancerogeni chimici, modelli sperimentali per la valutazione degli agenti cancerogeni

Principi di tossicologia della riproduzione e dello sviluppo.
Meccanismi d’azione di interferenti endocrini sullo sviluppo e funzionalità delle gonadi, meccanismi e patogenesi delle alterazioni dello sviluppo, cenni di teratogenesi; rapporti tra fattori materni e tossicità dello sviluppo embrio-fetale.

Effetti diretti ad organi specifici
Risposte tossiche del fegato
Risposte tossiche del rene
Risposte tossiche dell’apparato respiratorio
Risposte tossiche del sistema cardio-vascolare
Risposte tossiche del sistema nervoso

Parte III – Biologia e Tossicologia Ambientale Applicata
Bio-interazioni, effetti e meccanismi d’azione di:
metalli pesanti, PCB e diossine, pesticidi, effetti tossici di miscele, particelle e fibre (dall’asbesto alle nanoparticelle)
Nanobiologia e nanotossicologia: principi e applicazioni
“Environmental and Health Safety” (EHS) e Safety-by-Design (SbD): principi e strumenti per lo sviluppo sostenibile di nuove tecnologie.
Concetti e metodi per la valutazione del rischio tossicologico per l’uomo.

Approfondimenti di ricerca: Effetti di pesticidi su organismi acquatici; effetti di particolato atmosferico sulla salute umana; modalità di interazione ed effetti di materiali nanostrutturati

Verranno condotti laboratori ed esercitazioni per la comprensione dell’utilizzo di modelli in vitro e in vivo nello studio degli effetti di inquinanti ambientali e per il calcolo delle concentrazioni di effetto.
Durante il corso si terranno seminari di approfondimento da parte di esperti di settore.

Bibliografia consigliata

Materiale didattico, slide del corso e articoli scientifici forniti direttamente dal docente
Per consultazione
-Biologia (Solomon, Berg, Martin), EdiSES
-Elementi di Tossicologia (Caserett & Doull’s) CEA
-Environmental Toxicology: Biological and Health Effects of Pollutants (Ming-Ho Yu), CRC Press
-Tossicologia (Galli, Corsini, Marinovich) Piccin

Modalità di erogazione

Convenzionale

Metodi didattici

Modalità didattica:
- Lezioni frontali, 6 cfu
- Esercitazioni, 1 cfu
- Laboratorio, 1 cfu

Periodo:
- primo semestre

Contatti/Altre informazioni

www.disat.unimib.it - area didattica: si possono trovare maggiori informazioni sul corso di studio e sui docenti.
Il materiale didattico dell’insegnamento potrà essere disponibile sulla piattaforma e-learning: http://elearning.unimib.it/course