Guida degli insegnamenti

Syllabus

Partially translatedTradotto parzialmente
[W000694] - MARINE ECOTOXICOLOGYMARINE ECOTOXICOLOGY
Francesco REGOLI
Lingua di erogazione: INGLESELessons taught in: ENGLISH
Laurea Magistrale - [SM02] BIOLOGIA MARINA Master Degree (2 years) - [SM02] MARINE BIOLOGY
Dipartimento: [040017] Dipartimento Scienze della Vita e dell'AmbienteDepartment: [040017] Dipartimento Scienze della Vita e dell'Ambiente
Anno di corsoDegree programme year : 2 - Secondo Semestre
Anno offertaAcademic year: 2017-2018
Anno regolamentoAnno regolamento: 2016-2017
Obbligatorio
Crediti: 7
Ore di lezioneTeaching hours: 56
TipologiaType: B - Caratterizzante
Settore disciplinareAcademic discipline: BIO/13 - BIOLOGIA APPLICATA

LINGUA INSEGNAMENTO LANGUAGE

INGLESE

English


PREREQUISITI PREREQUISITES

Una buona conoscenza della lingua inglese e dei principi basilari della chimica, dell'ecologia e della biologia cellulare sono requisiti importanti per seguire il corso.

A good knowledge of English and of basic chemistry, ecology and cell biology are important requisites for this course.


MODALITÀ DI SVOLGIMENTO DEL CORSO DEVELOPMENT OF THE COURSE

Sono previste lezioni teoriche frontali, ed esercitazioni in laboratorio per approfondimenti pratici sulle principali metodologie analitiche dei contaminanti e sulla determinazione dei biomarker cellulari.

The course is based on both theoretical lessons and practical exercitations on the main chemical contaminants, their environmental distribution and biological effects, bioindicator organisms, molecular and cellular responses to pollutants.


RISULTATI DI APPRENDIMENTO ATTESI LEARNING OUTCOMES
Conoscenze e comprensione.

Il Corso permette agli studenti di acquisire le conoscenze per lo studio della contaminazione ambientale, con particolare riguardo alle implicazioni tossicologiche che le sostanze chimiche possono avere sulle varie componenti del biota. Il Corso aggiornerà gli studenti sulle problematiche inerenti la diffusione dei contaminanti ambientali, i contaminanti emergenti, i criteri di biomonitoraggio, la valutazione del rischio biologico e di biomagnificazione dei contaminanti e le principali tematiche di interesse nel campo della tossicologia ambientale. Il Corso permetterà agli studenti di approfondire anche gli aspetti relativi all’utilizzo di organismi bioindicatori, alla detossificazione e metabolismo dei contaminanti e delle risposte tossicologiche con particolare riguardo allo sviluppo e all’applicazione di nuove metodologie cellulari e molecolari.


Capacità di applicare conoscenze e comprensione.

Al termine del corso lo studente deve essere in grado di: descrivere le caratteristiche fondamentali dei contaminanti chimici e della loro distribuzione e circolazione nei vari comparti ambientali; saper illustrare i concetti di biomagnificazione, utilizzo di organismi bioindicatori e analisi di biomarker; conoscere le principali tecniche e metodologie utilizzate per le analisi chimiche e delle risposte cellulari; essere in grado di pianificare un programma di biomonitoraggio, scegliere gli opportuni organismi bioindicatori, definire le analisi da effettuare e le migliori metodologie da impiegare.


Competenze trasversali.

Le competenze trasversali riguardano prevalentemente l’integrazione tra gli aspetti chimici e biologici dei contaminanti ambientali: le caratteristiche chimico-fisiche di tali sostanze, le vie di immissione e la loro diffusione nell’ambiente sono integrate con i meccanismi di accumulo negli organismi, i meccanismi di tossicità, le differenze di risposta e di vulnerabilità tra le diverse specie. Queste competenze trasversali saranno ulteriormente valorizzate durante le esercitazioni in cui lo studente acquisirà le competenze preliminari sulle metodologie analitiche dei contaminanti chimici nell’ambiente, del loro accumulo negli organismi e delle risposte tossicologiche a livello molecolare e cellulare.


Knowledge and Understanding.

The Course is aimed to prepare students for the study of environmental pollution, with particular emphasis to the toxicological implications of chemicals on various biotic components. The course will also prepare students on environmental diffusion of contaminants, criteria for biomonitoring programs, assessment of biological risks, biomagnification and main issues in environmental toxicology. Particular emphasis will be given to bioindicator organisms, molecular and cellular responses to pollutants, use of biomarkers, biological and toxicity tests in research, normative guidelines and environmental impact assessment.


Capacity to apply Knowledge and Understanding.

At the end of the Course the student will have the capability to: describe main characteristics of chemicals and environmental distribution pathways; evaluate problems and results related to biomagnification, use of bioindicator organisms and biomarker analyses; use the main analytical methodologies for both chemical residues and cellular responses; organize and plan a biomonitoring program, choose bioindicators, define appropriate analyses and biomarkers to investigate, identify best methodological practices.


Transversal Skills.

Transversal competences include the integration between chemical properties of environmental pollutants and their biological effects: chemical-physical characteristics of such compounds, sources of input and distribution among environmental matrices are integrated with mechanism of accumulation, detoxification, differences of responsiveness and sensitivity of various species. These transversal competences will be further enhanced by practical exercitations when students will acquire preliminary skills on analytical methodologies of chemicals in environmental matrices and biological tissues, as well as on toxicological measurements at molecular and cellular level.



PROGRAMMA PROGRAM

- Introduzione e scopo della tossicologia ambientale.
- Principali classi di contaminanti chimici di interesse ecotossicologico e loro ripartizione nei comparti ambientali.
- Fattori che influenzano biodisponibilità e tossicità dei contaminanti chimici. Concetto di inquinanti persistenti e diffusione globale. Bioconcentrazione, bioaccumulo e biomagnificazione.
- Utilizzo di organismi come bioindicatori nel monitoraggio della contaminazione ambientale. Programmi di Mussel Watch.
- Metabolismo, detossificazione e tossicità dei contaminanti, definizione di biomarkers a livello molecolare, biochimico e cellulare con valore predittivo e diagnostico.
- Biotrasformazione e tossicità di idrocarburi aromatici, pesticidi, diossine ed altri composti organoalogenati.
- Detossificazione e tossicità dei metalli pesanti. Mercurio nelle reti trofiche e organo stannici.
- Pesticidi organofosforici ed risposte dell’acetilcolinesterasi.
- Lisosomi, perossisomi, difese antiossidanti e stress ossidativo come risposte aspecifiche degli organismi ai contaminanti.
- Genotossicità ambientale e danni al DNA, immunotossicità in invertebrati e vertebrati.
- Patologie epatiche e carcinogenesi chimica. Distruttori endocrini e contaminanti emergenti: dai farmaci alle nanoparticelle.
- Plastiche e microplastiche nell’ambiente marino.
- Caratteristiche dei test di tossicità e dei saggi biologici. Ambiti di applicazione, scelta delle specie ed endpoints biologici.
- Metodi di integrazione dei dati ecotossicologici e definizione di indici di pericolo.
- Presentazione di casi studio.

- Introduction and definition of ecotoxicology. –Main classes of environmental pollutants, distribution in environmental matrices and factors which affect their toxicity. Persistent pollutants, bioaccumulation and biomagnification. - Ecotoxicological approach in the marine environment; biomonitoring, biological resources and impact assessment. - Choice of bioindicator organisms. Mussel Watch programs. - Biological effects of chemicals, biomarkers at molecular cellular level with diagnostic and prognostic value. Effect and exposure biomarkers. - Biotransformation and toxicity of aromatic xenobiotics, polycyclic aromatic hydrocarbons, pesticides, halogenated hydrocarbons, dioxins. – Detoxification and toxicity of trace metals. Mercury and organotin compounds in trophic webs. Organophosphate and carbamate pesticides, and effects on acetylcholinesterase. – Role of lysosomes in detoxification and in pollutant-mediated pathologies. – Antioxidant defences and oxidative stress induced by pollutants. – Environmental genotoxicity and DNA damages as biomarkers. – Immunotoxicity in invertebrates and fish. – Endocrine disruptors in the marine environment. – Liver pathology and chemical carcinogenesis. – Emerging pollutants; from pharmaceuticals to nanoparticles. – Plastics and microplastics in the marine environment. - Toxicity Tests, general procedures, interpretation and applicability of results; examples of most commonly used tests for waters and sediments. - Elaboration of ecotoxicological results and definition of hazard indices. – Case studies of ecotoxicological applications.


MODALITÀ DI SVOLGIMENTO DELL'ESAME DEVELOPMENT OF THE EXAMINATION
Modalità di valutazione dell'apprendimento.

L’esame consiste in una prova orale basata su domande e relativa discussione inerente i contaminanti ambientali, i meccanismi di accumulo, detossificazione e tossicità, la valutazione del rischio ecotossicologico.


Criteri di valutazione dell'apprendimento.

Durante l’esame verrà valutata la capacità dello studente di rispondere in maniera pertinente alle domande, la padronanza generale dell’argomento, l’utilizzo di terminologia adeguata, e la capacità di effettuare collegamenti trasversali tra i diversi argomenti.


Criteri di misurazione dell'apprendimento.

Il voto finale è attribuito in trentesimi. L’esame si considera superato a partire dalla votazione di 18/30 ma lo studente ha facoltà di rifiutare il voto proposto e ripresentarsi all’esame nella sessione successiva.


Criteri di attribuzione del voto finale.

Il voto finale sarà attribuito in funzione della capacità dello studente di rispondere a tutte le domande formulate, la proprietà di linguaggio e la sicurezza mostrata negli argomenti.


Learning Evaluation Methods.

The examination is oral, based on questions and following discussion related to environmental pollutants, bioaccumulation mechanisms, detoxification pathways and onset of toxicity, monitoring and assessment of ecotoxicological risk.


Learning Evaluation Criteria.

During the examination, it will be evaluated the capability of the student to properly answer and discuss various issues, the general competence on problematics, the use of appropriate terminology, the capability to move from a topic to another one and make transversal links.


Learning Measurement Criteria.

The final assessment is made of thirty. The examination is considered as passed with a vote of 18/30 or higher. The student can decide to decline the proposed vote and give again the examination in the following session.


Final Mark Allocation Criteria.

The final assessment will be given depending on the capability of the student to answer all the questions, general competence and ability to properly discuss various issues.



TESTI CONSIGLIATI RECOMMENDED READING

Dispense del corso, diapositive proiettate e letteratura scientifica indicata sui singoli argomenti trattati.
Fundamentals of Aquatic Toxicology. Edited by Gary M. Rand, Taylor & Francis
Biomarkers in Marine Organisms: a practical approach. Edited by Garrigues et al., Elsevier 2001

Provided material, slides and scientific literature suggested on specific topics.
Fundamentals of Aquatic Toxicology. Edited by Gary M. Rand, Taylor & Francis
Biomarkers in Marine Organisms: a practical approach. Edited by Garrigues et al., Elsevier 2001


Scheda insegnamento erogato nell’A.A. 2017-2018
Le informazioni contenute nella presente scheda assumono carattere definitivo solo a partire dall'A.A. di effettiva erogazione dell'insegnamento.
Academic year 2017-2018

 


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