Programma:

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.

 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, NOAEL, LOAEL. 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, del rene,  dell’apparato respiratorio,  del sistema cardio-vascolare, 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.