Guida degli insegnamenti

Syllabus

Partially translatedTradotto parzialmente
[W000862] - MARINE ECOTOXICOLOGYMARIE ECOTOXICOLOGY
Francesco REGOLI
Lingua di erogazione: INGLESELessons taught in: ENGLISH
Laurea Magistrale - [SM02] BIOLOGIA MARINA Master Degree (2 years) - [SM02] MARINE BIOLOGY
Anno di corsoDegree programme year : 2 - Secondo Semestre
Anno offertaAcademic year: 2018-2019
Anno regolamentoAnno regolamento: 2017-2018
Obbligatorio
Crediti: 6
Ore di lezioneTeaching hours: 48
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


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. 2018-2019
Le informazioni contenute nella presente scheda assumono carattere definitivo solo a partire dall'A.A. di effettiva erogazione dell'insegnamento.
Academic year 2018-2019

 


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