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Oggetto:
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LABORATORIO DI IGIENE AMBIENTALE E TOSSICOLOGIA GENERALE

Oggetto:

LABORATORY OF ENVIRONMENTAL HEALTH AND GENERAL TOXICOLOGY

Oggetto:

Anno accademico 2022/2023

Codice attività didattica
MFN0424
Docenti
Prof.ssa Sara Bonetta
Dott.ssa Barbara Mognetti
Corso di studio
Scienze Biologiche D.M. 270
Anno
3° anno
Periodo
Da definire
Tipologia
Caratterizzante
Crediti/Valenza
8
SSD attività didattica
BIO/14 - farmacologia
MED/42 - igiene generale e applicata
Erogazione
Tradizionale
Lingua
Italiano
Frequenza
Lezioni facoltative e esercitazioni obbligatorie
Tipologia esame
Scritto ed orale
Prerequisiti

Sono necessarie conoscenze di Chimica Inorganica e Organica, Biochimica, Microbiologia e Igiene generale.

Knowledge of Inorganic and Organic chemistry, Biochemistry, Microbiology and Hygiene are necessary.
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Sommario insegnamento

Oggetto:

Obiettivi formativi

L' insegnamento concorre agli obiettivi formativi dell' area Ecologico-Ambientale del corso di Laurea in Scienze Biologiche, fornendo agli studenti i concetti generali di Igiene Ambientale e di tossicologia, con particolare riferimento ai temi legati alle relazioni tra la qualità dell’ambiente di vita e la salute e tra lo sviluppo delle popolazioni e la qualità dell'ambiente. Tali tematiche saranno esaminate partendo dalla definizione del rapporto ambiente e salute tramite un'analisi retrospettiva e prospettica dei problemi ambientali. Tra gli obiettivi formativi vengono prioritariamente considerati la promozione della salute attraverso lo studio dei suoi determinanti e delle strategie di prevenzione. A tal fine sarà dedicata particolare attenzione agli indicatori ambientali e biologici in campo umano che possono permettere la comprensione quali - quantitativa della interazione ambiente - salute. Inoltre obiettivo formativo principale del corso sarà l’acquisizione delle principali metodologie tossicologiche e delle tecniche per il controllo della qualità igienico-sanitaria delle matrici ambientali utili allo studente sia in campo lavorativo, in ambiti industriali e ambientali, sia nel proseguo degli studi.

Inoltre, l’acquisizione di queste tecniche fornisce allo studente un utile strumento per superare l'esame di stato per l'iscrizione alla sezione B (juniores) dell'Albo professionale dell'Ordine dei Biologi.

The teaching contributes to the training objectives of the Ecological-Environmental area of the Degree course in Biological Sciences, providing the students with the general concepts of Environmental Hygiene and Toxicology, with particular reference to issues related to the relationship between the quality of the life environment and human health and between the population development and the quality of the environment. These issues will be examined starting from the definition of the environment and health relationship through a retrospective and prospective analysis of environmental issues. Among the educational objectives are primarily considered the health promotion through the study of its determinants and prevention strategies. To this end, particular attention will be paid to environmental and biological indicators in the human field that can allow to understand the quali-quantitative interaction between environment and health. Furthermore, the main training objective of the course will be the acquisition of the main toxicological methods and techniques for controlling the hygienic-sanitary quality of the environmental matrices useful to the student both in the workplace, in industrial and environmental fields, and in the continuation of studies. 

Furthermore, the acquisition of these techniques provides the student with a useful tool to pass the state exam for registration in section B (juniores) of the professional register of the Order of Biologists.

 

 

Oggetto:

Risultati dell'apprendimento attesi

CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE
Lo studente acquisirà adeguate conoscenze e competenze per comprendere la relazione uomo-ambiente, il ruolo dei fattori di rischio ambientali e della qualità delle matrici ambientali nel determinare la salute delle popolazioni.

CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE
Lo studente sarà in grado di effettuare analisi di igiene ambientale e valutare i risultati dei controlli. In particolare, sarà in grado di eseguire campionamenti delle diverse matrici ambientali, di effettuare valutazioni tossicologiche ed interpretare i dati relativi alle analisi degli inquinanti ambientali e degli indicatori utili alla valutazione di condizioni di rischio per la salute umana. Sarà inoltre in grado di comprendere le strategie di intervento alla base della prevenzione in campo ambientale per la gestione del rapporto tra sviluppo e qualità dell’ambiente.

AUTONOMIA DI GIUDIZIO
Lo studente acquisirà la capacità di valutare e interpretare i dati analitici di tossicità, i dati relativi alle analisi ambientali e biologiche e rilevare le eventuali relazioni di associazione e implicazioni per la salute.

ABILITÀ COMUNICATIVE
Lo studente acquisirà la capacità di illustrare criticamente e con linguaggio appropriato i dati ottenuti in un contesto professionale multidisciplinare.

KNOWLEDGE AND CAPACITY OF COMPRESSION
The student will acquire adequate knowledge and skills to understand the human-environment relationship, the role of environmental risk factors and of the quality of environmental matrices in determining population health.
CAPACITY TO APPLY KNOWLEDGE AND COMPRESSION
The student will be able to carry out environmental hygiene analysis and to evaluate the tests’ results. In particular, they will be able to carry out sampling of the various environmental matrices, toxicological evaluations, and interpret the data on environmental pollutants and indicators useful for assessing human health hazard conditions. The students will also be able to understand the intervention strategies for the environmental prevention to manage the relationship between the human development and quality of the environment.
AUTONOMY OF JUDGMENT
The student will acquire the ability to evaluate and interpret analytical toxicity data, environmental and biological analysis data, and to detect possible association among them and eventual health implications.
COMMUNICATIVE SKILLS
The student will acquire the ability to illustrate critically and with appropriate language the data obtained in a multidisciplinary professional context.

 

Oggetto:

Programma

STUDIO DELLA RELAZIONE TRA UOMO AMBIENTE E SALUTE -  Analisi storica della relazione uomo-ambiente-salute. Analisi dei fattori di rischio per la salute e delle patologie (trasmissibili e non trasmissibili) correlate con l’ambiente di vita e gli stili di vita errati per contribuire alla loro prevenzione. La prevenzione negli ambienti di vita. La promozione della salute negli ambienti di vita: interventi di promozione della salute in un’ottica di sostenibilità ambientale.

ACQUA -  Acqua destinata al consumo umano e salute. Il fabbisogno idrico, fonti di approvvigionamento e loro vulnerabilità in relazione all’impatto igienico sanitario sulle popolazioni. Effetti sulla salute degli inquinanti chimici, fisici e biologici. Particolare approfondimento sarà dedicato al rischio microbilogico associato all’acqua potabile nei paesi industrializzati. Acqua potabilizzata e salute: analisi della potenzialità di abbattimento degli inquinanti (chimici fisici e microbiologici) da parte dei trattamenti di potabilizzazione. Effetti sulla salute dei prodotti di neoformazione. Le strategie di prevenzione (Water Safety plan) e controllo (giudizio di potabilità) applicate alla filiera di produzione dell’acqua potabile. 

ARIA - Inquinamento atmosferico e salute. Episodi storici di inquinamento ed incidenti. Effetti dell’inquinamento atmosferico sulla salute: effetti a livello dell’apparato respiratorio, meccanismi di difesa, concetto di suscettibilità. Effetti comuni dei diversi inquinanti: risposta infiammatoria, stress ossidativo, danni a livello  cellulare. Effetti sulla salute specifici dei principali inquinanti atmosferici (SOx, NOx, CO, PM, COV, IPA, O3) in relazione ai limiti di riferimento normativi. La situazione della città metropolitana di Torino. Metodi per la valutazione degli effetti sulla salute dell’inquinamento atmosferico. Effetti sulla salute a lungo e breve termine dell’inquinamento atmosferico. Politiche ambientali per ridurre l’inquinamento atmosferico e analisi delle ricadute positive sulla salute (es. interventi di riduzione dell’inquinamento atmosferico nella città metropolitana di Torino e applicazione dell’Air Quality Index). 

ATTIVITÀ DI LABORATORIO - Metodi per la valutazione microbiologica della qualità delle acque destinate al consumo umano, metodi colturali e molecolari per la ricerca di patogeni (es. Legionella) nelle acque, valutazione della qualità microbiologica delle superfici.

TOSSICOLOGIA GENERALE

Principi di tossicologia generale: definizione di farmaco e di tossico: tossine, sostanze tossiche. Tossicità selettiva. Branche della tossicologia: descrittiva, molecolare, normativa, forense, clinica, industriale, ambientale.
Tossicità immediata e ritardata.  

Tossicità locale e sistemica. Tossicità ambientale. Accumulo di tossici: bioaccumulo e bioincremento. Reversibilità del danno tissutale.
Interazione tra tossici: tossicità additiva, sinergica, con potenziamento. Interazioni con antagonismo: funzionale, recettoriale, antidotismo chimico, farmacocinetico.

Classificazione degli agenti tossici; caratteristiche dell’esposizione: vie e siti, durata e frequenza dell’esposizione. Classificazione degli effetti tossici: effetti dovuti al meccanismo d’azione, sovradosaggio, deficit enzimatici e reazioni di ipersensibilità.
Dose risposta: graduale e quantale. Indice terapeutico, margine di sicurezza, LC50, indice di cronicità, LT50. Valutazione delle risposte tossiche. Uso degli animali da esperimento per i test tossicologici. Studi di tossicità sull’animale: acuta, subacuta, subcronica, cronica, riproduttiva, dello sviluppo, mutagena. Test di Ames. NOAEL, LOAEL, Assunzione quotidiana accettabile (ADI). 


Interazione tossico recettore: generalità sui recettori, legami chimici coinvolti nel legame sostanza tossica- recettore. Interazione reversibile e irreversibile. Caratteristiche dell’interazione. Analisi delle curve dose risposta. Agonisti e antagonisti (competitivi e non competitivi). Agonisti parziali.
Meccanismi di tossicità. Attivazione metabolica e radicali. Reazione del tossico terminale con la molecola bersaglio. Disfunzione cellulare e conseguente tossicità. Riparazione e/o riparazione errata.
Tossicologia predittiva e valutazione del rischio. Identificazione del rischio: relazione struttura-attività, test in vitro, studi sugli animali e studi epidemiologici. Caratterizzazione del rischio.
Assorbimento, distribuzione ed escrezione delle sostanze tossiche. Biotrasformazione: Reazioni di fase I e di fase II.

TOSSICOLOGIA ALIMENTARE
Avvelenamenti da prodotti ittici e neurotossine; micotossine: aflatossine. Ergotismo. Funghi velenosi. Tossine batteriche responsabili di intossicazioni alimentari: tossina botulinica.

TOSSICOLOGIA DEI METALLI
Piombo. Arsenico. Mercurio. Cadmio. Ferro. Meccanismi delle azioni tossiche. Segni clinici delle intossicazioni acute e croniche. Trattamento delle intossicazioni da metalli: agenti chelanti. 

Elementi di tossicologia ambientale, Elementi di ecotossicologia

STUDY OF RELATIONSHIP AMONG HUMAN POPULATION DEVELOPMENT, ENVIRONMENT AND HEALTH - Historical analysis of the relationship among human polupation development, environment and health. Analysis of the health risk factors and of the pathologies (communicable and non-communicable) related to the life environment and lifestyle to contribute to their prevention. The prevention in the life environments. The health promotion in the life environments: health promotion interventions in a context of environmental sustainability.

WATER - Drinking water and human health. Water needs, water supplies, their vulnerability, and hygienic-sanitary impact on population health. Health effects of chemical, physical and biological water contaminants. The issue of the microbiological risk associated with drinking water in industrialized countries will be particularly treated. Potable water and health: analysis of the contaminat (chemical, physical and microbiological)  reduction ability of drinking water treatments (physical, chemical and biological). Health effects of drinking water treatment neoformation products. The prevention strategy (Water Safety Plant) and the control method (drinking water quality) in the drinking water production chain.

AIR - Atmospheric pollution and health. Historical episodes of pollution and accidents. Human health effects of atmospheric pollution on the respiratory system, organism defense mechanisms, concept of susceptibility. Common effects of different pollutants: inflammatory response, oxidative stress, cellular damage. The specific effects of the main atmospheric pollutants (SOx, NOx, CO, PM, COV, IPA, O3) will be treated in relation to regulatory reference limits.The situation of the Turin city area. Methods for the assessment of the health effects of atmospheric pollution. Long-term and short-term health effects of atmospheric pollution. Environmental policies to reduce atmospheric pollution and evaluation of the positive effects (eg. air pollution reduction measures in the metropolitan city of Turin and application of the Air Quality Index).

LABORATORY ACTIVITIES - Methods for the microbiological evaluation of the water quality for human consumption, culture-dependent and molecular methods for pathogen detection (e.g. Legionella) in water, evaluation of the microbiological quality of surfaces.

GENERAL TOXICOLOGY -Principles of general toxicology: definition of drug and toxic: toxins, toxic substances. Selective toxicity. Toxicology branches: descriptive, molecular, normative, forensic, clinical, industrial, environmental.

Immediate and delayed toxicity.

Local and systemic toxicity. Environmental toxicity. Toxic accumulation: bioaccumulation and bioincrement. Reversibility of tissue damage.

Toxic interaction: additive, synergistic, potentiated toxicity. Interactions with antagonism: functional, receptor, chemical antidotism, pharmacokinetics.

Classification of toxic agents; exposure characteristics: routes and sites, duration and frequency of exposure. Classification of toxic effects: effects due to the mechanism of action, overdose, enzyme deficiencies and hypersensitivity reactions.

dose-response: gradual and quantal. Therapeutic index, safety margin, LC50, chronicity index, LT50. Evaluation of toxic responses. Use of experimental animals for toxicological tests. Animal toxicity studies: acute, subacute, subchronic, chronic, reproductive, developmental, mutagenic. Ames test. NOAEL, LOAEL, Acceptable Daily Intake (ADI). Threshold Limit Value (TLV).

Toxic receptor interaction: general information on receptors, chemical bonds involved in the  receptor bond. Reversible and irreversible interaction. Characteristics of the interaction. Analysis of the dose response curves. Agonists and antagonists (competitive and non-competitive). Partial agonists.

Toxicity mechanisms. Metabolic and radical activation. Terminal toxic reaction with the target molecule. Cellular dysfunction and consequent toxicity. Repair and / or incorrect repair.

Predictive toxicology and risk assessment. Risk identification: structure-activity relationship, in vitro tests, animal studies and epidemiological studies. Risk characterization.

Absorption, distribution and excretion of toxic substances. Biotransformation: Phase I and Phase II reactions.

FOOD TOXICOLOGY: Poisoning by fish products and neurotoxins; poisonous and toxic animals; mycotoxins: aflatoxins. Ergotism. Poisonous mushrooms; bacterial toxins responsible for food poisoning: botulinum toxin.

METAL TOXICOLOGY: Lead. Arsenic. Mercury. Cadmium. Iron. Mechanisms of toxic actions.  Treatment of metal poisoning: chelating agents.

ELEMENTS OF ENVIRONMENTAL TOXICOLOGY, ELEMENTS OF ECOTOXICOLOGY

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Modalità di insegnamento

Tutte le lezioni si terranno in presenza. La modalità a distanza (in streaming) potrà essere introdotta su indicazione dell'Ateneo in base alle misure sanitarie relative allo sviluppo della pandemia di COVID-19.

L’insegnamento del modulo di Igiene delle matrici ambientali sarà svolto con 28 ore di lezione (3.5 CFU)  e 9 ore di esercitazioni (0.5 CFU) suddivise in turni in relazione alla numerosità della classe. 

Il corso sarà gestito su piattaforma moodle che accoglierà: materiale delle lezioni (videoregistrazioni e/o audiopresentazioni), esercitazioni da svolgere online, materiali didattici di approfondimento. I materiali didattici saranno caricati anche su campusnet.

L’insegnamento del modulo di Tossicologia sarà svolto con 28 ore di lezione (3.5 CFU)  e 9 ore di esercitazioni (0.5 CFU).

La frequenza alle lezioni ed esercitazioni in aula è facoltativa, la frequenza ai laboratori è raccomandata al 100% (eventuali sovrapposizioni con concomitanti insegnamenti, laboratori, esoneri verranno tenute in considerazione nella pianificazione del calendario delle attività) e non potrà comunque essere inferiore al 75% come da regolamento del corso di studi. In caso di comprovata impossibilità a frequentare le esercitazioni di laboratorio (studenti lavoratori o domiciliati in altra regione), potranno essere adottate modalità alternative per la frequenza alle esercitazioni di laboratorio.

 

All lessons will be delivered in presence. Alternative online teaching (by streaming) may be introduced according to the University recommendations related to the status of the COVID-19 pandemic.

The Environmental Health teaching module  will be carried out with 28 hours of lessons (3.5 CFU) and 9 hours of laboratory exercises (0.5 CFU) divided into shifts depending on the number of the students. The lessons will be delivered in presence. 

The course will be managed on moodle platform that will host: lessons material (videorecordings and/or audiopresentations), online tutorials, in-depth teaching materials. Teaching materials will also be uploaded to campusnet.

The Toxicology teaching module will be carried out with 28 hours of lessons (3.5 CFU)  and 9 hours of laboratory exercises (0.5 ECTS).

Attendance at theoretical lessons is optional but strongly encouraged, attendance at laboratory activities is recommended to be 100% (any overlap with concomitant courses/ laboratories will be taken into account in the timetable planning). In any case, attendance must be higher than 75%, according to the course guidelines. In the event of proven inability to attend laboratory activities (working students or students domiciled outside Piemonte), alternative methods for attending laboratory activities will be evaluated.

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Modalità di verifica dell'apprendimento

  • L'esame del modulo di Igiene delle matrici ambientali sarà svolta mediante una prova scritta della durata di 45 minuti. L'esame scritto si svolgerà con una prova d’esame organizzata in 4 domande aperte, ciascuna delle quali valutata in trentesimi. L'esame viene considerato superato con votazione ≥ 18/30.  La votazione avrà durata per il solo anno accademico. Lo studente che ha superato l’esame può chiedere di sostenere un esame orale (nelle date prestabilite degli appelli). 

     

  • L'esame del modulo di Tossicologia sarà costituito da 5 domande aperte (4 punti ciascuna) e 5 domande a scelta multipla (1 punto ciascuna) che verteranno sulle nozioni acquisite durante le lezioni frontali e sulle tecniche apprese durante le attività di laboratorio. Le domande aperte saranno valutate con un punteggio maggiore in quanto consentiranno di prendere in considerazione la chiarezza espositiva e concettuale, l'utilizzo di una terminologia scientifica appropriata e l'approccio analitico/critico dello studente nei confronti di problematiche di laboratorio. Il tempo della prova è 60 minuti. Ulteriori 5 punti saranno attribuiti per l'elaborato di laboratorio. Il voto complessivo sarà espresso in trentesimi. 

La valutazione finale complessiva dell’esame sarà ottenuta dalla media del risultato dei due moduli.

La prova d'esame sarà svolta in presenza; potrà essere svolta a distanza, tramite collegamento video, nei casi e nelle modalità raccomandate dall'Ateneo in base alle misure sanitarie relative allo sviluppo della pandemia di COVID-19.

  • The examination of the module of Environmental Health will be carried out with written test (duration of 45 minutes).

    The written test will be organized in 4 open questions, each of which assessed at a rate of thirty.Examination is passed by the student with a minimum grade of  ≥ 18/30. The grade will last for only academic year. Students passing the final exam  can request an oral exam.

  • Toxicology exam: 5 open questions (4 points each) and 5 multiple-choice questions (1 point each) focused on the knowledge acquired during lessons and techniques. Clarity and appropriate use of scientific and analytical lexicon will be positively evaluated. The written exam will last 60 minutes. Additional 5 points will be assigned for the lab essay.

The final overall assessment of the exam will be obtained from the average of the results of the two modules.

The examination will be in presence; remote examinations may be introduced according to the University recommendations related to the status of the COVID-19 pandemic.

Testi consigliati e bibliografia

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IGIENE. Checcacci, Meloni, Pelissero. CAsa Editrice Ambrosiana. Milano.

PROFESSIONE IGIENISTA. Manuale dell'Igiene ambientale e territoriale. A cura di Giorgio Gilli. CAsa Editrice Ambrosiana. Milano febbraio 2010. 

GENOMICA E MUTAGENESI AMBIENTALE: A cura di Lucia Migliore. BIOLOGIA ZANICHELLI. 2018.

 

TOSSICOLOGIA GENERALE E APPLICATA AI FARMACI. Balduini Costa. Ed Edra

 

E’ fortemente sconsigliato il solo utilizzo delle diapositive fornite mentre è fortemente consigliato l’utilizzo degli appunti delle lezioni e il materiale consegnato per approfondimenti e integrazioni.

IGIENE. Checcacci, Meloni, Pelissero. CAsa Editrice Ambrosiana. Milano.

PROFESSIONE IGIENISTA. Manuale dell'Igiene ambientale e territoriale. A cura di Giorgio Gilli. CAsa Editrice Ambrosiana. Milano febbraio 2010. 

GENOMICA E MUTAGENESI AMBIENTALE: A cura di Lucia Migliore. BIOLOGIA ZANICHELLI. 2018.

TOSSICOLOGIA GENERALE E APPLICATA AI FARMACI. Balduini Costa. Ed Edra

The use of the provided slides as the sole source of bibliographic study is strongly discouraged while the use of class notes is strongly recommended in addiction to the slides and the material of insights and additions.

 



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Moduli didattici

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Orario lezioniV

Nota: Consultare la tabella degli orari pubblicata sull'apposita pagina.

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    Ultimo aggiornamento: 29/07/2022 12:37