Ateneo - UPO

Il corso introduce i principi fondamentali della tossicologia generale e applicata, analizzando i meccanismi di azione delle sostanze tossiche, la loro classificazione e i processi di assorbimento, distribuzione, metabolismo ed eliminazione (ADME). Vengono illustrati i concetti di dose-risposta, tossicocinetica, tossicodinamica e fattori che influenzano la risposta tossica.
Una parte rilevante è dedicata alla tossicologia sistemica, analizzando gli effetti tossici su organi e sistemi principali (fegato, reni, sistema nervoso, apparato respiratorio, cardiovascolare e riproduttivo), con esempi di sostanze rappresentative.
Sono affrontati temi di tossicologia ambientale con particolare attenzione a contaminanti emergenti come microplastiche e PFAS, e di tossicologia alimentare con riferimento ai contaminanti naturali, antropici e alla migrazione di sostanze da contenitori e imballaggi per alimenti.
Il corso approfondisce la tossicologia delle sostanze d’abuso, sia eccitanti che depressori del sistema nervoso centrale, con un focus su fentanyl e analoghi. Viene presentato l’impatto delle nuove discipline “omiche” (tossicogenomica, epigenetica e proteomica) nella valutazione della tossicità e nell’identificazione di biomarcatori.
È prevista l’applicazione pratica dei concetti acquisiti attraverso la discussione di casi studio, finalizzati all’interpretazione di dati tossicologici e alla valutazione del rischio chimico in contesti ambientali e alimentari.

Modern toxicology

Il corso di Tossicologia si propone di fornire agli studenti una formazione approfondita e multidisciplinare, con l’obiettivo di:
Comprensione dei principi di base della tossicologia
Apprendere i concetti fondamentali della tossicologia generale e applicata, inclusi i principi di dose-risposta, i meccanismi di tossicità e i processi di tossicocinetica e tossicodinamica.
Distinguere tra diversi tipi di tossicità (acuta, cronica, subcronica) e i rispettivi parametri di valutazione.
Conoscenza dei meccanismi biologici e molecolari
Comprendere i meccanismi molecolari alla base degli effetti tossici delle sostanze chimiche.
Approfondire il ruolo delle vie metaboliche e dei sistemi enzimatici (es. citocromi P450) nella trasformazione dei tossici.
Analizzare l’impatto delle sostanze tossiche su organi e sistemi biologici, con particolare attenzione a fegato, reni, sistema nervoso, apparato respiratorio e sistema endocrino.
Approfondimento delle aree specialistiche
Sviluppare conoscenze sulla tossicologia ambientale, con particolare attenzione ai contaminanti emergenti come microplastiche e PFAS.
Approfondire la tossicologia alimentare, compresa la migrazione di sostanze chimiche da materiali a contatto con alimenti.
Analizzare la tossicologia delle sostanze d’abuso, sia stimolanti che depressori del sistema nervoso centrale, con focus su oppioidi sintetici come il fentanyl.
Comprendere le implicazioni di nuove discipline “omiche” (tossicogenomica, epigenetica e proteomica) per la comprensione degli effetti tossici.
Valutazione del rischio tossicologico
Acquisire la capacità di leggere, interpretare e applicare i principi della valutazione del rischio tossicologico.
Comprendere come tradurre i dati sperimentali in valutazioni di sicurezza applicabili al contesto ambientale, alimentare e industriale.
Sviluppo di competenze metodologiche
Familiarizzare con le tecniche sperimentali, in vitro e in vivo, utilizzate per la valutazione della tossicità.
Apprendere l’uso di biomarcatori e l’interpretazione di dati di tossicogenomica, epigenetica e proteomica.
Acquisire abilità nella consultazione della letteratura scientifica internazionale e nell’uso delle banche dati tossicologiche.
Capacità di analisi critica e comunicazione scientifica
Saper analizzare casi studio complessi, valutando in modo critico l’affidabilità e la rilevanza dei dati disponibili.
Saper comunicare efficacemente risultati, conclusioni e problematiche legate al rischio tossicologico, utilizzando una terminologia scientifica corretta.
Sviluppare la capacità di lavoro in team multidisciplinari e di partecipare a discussioni scientifiche.
Competenze professionali e applicative
Preparare gli studenti ad applicare le conoscenze acquisite nei contesti lavorativi legati all’industria alimentare, ambientale, farmaceutica e dei servizi di controllo e prevenzione.
Promuovere l’attitudine alla formazione continua in un settore caratterizzato da rapida evoluzione scientifica e normativa.
Al termine del corso lo studente sarà in grado di comprendere i principi generali della tossicologia, applicare conoscenze avanzate per affrontare problematiche complesse di sicurezza chimica, valutare criticamente dati sperimentali e tradurli in azioni pratiche di prevenzione e gestione del rischio.

Per seguire efficacemente il corso di Tossicologia, è necessario possedere una solida base di conoscenze derivanti da discipline fondamentali delle scienze biologiche e chimiche. Tali competenze sono essenziali per comprendere appieno i meccanismi molecolari, cellulari e sistemici alla base degli effetti tossici delle sostanze chimiche, nonché per affrontare le applicazioni pratiche in ambito ambientale, alimentare e biomedico.
Conoscenze richieste:
Chimica generale e inorganica
Comprensione delle proprietà della materia, dei legami chimici e delle principali reazioni chimiche.
Capacità di bilanciare reazioni e interpretare equilibri chimici, concetti essenziali per comprendere fenomeni di interazione tra tossici e sistemi biologici.
Chimica organica
Familiarità con la struttura e la reattività delle principali classi di composti organici (idrocarburi, alcoli, ammine, aldeidi, acidi, esteri, etc.).
Nozioni sui meccanismi di reazione organica e sulle trasformazioni chimiche rilevanti per la biotrasformazione dei tossici.
Biochimica
Conoscenza delle biomolecole (proteine, lipidi, carboidrati, acidi nucleici) e delle principali vie metaboliche.
Comprensione dei concetti di catabolismo e anabolismo, delle vie di detossificazione (ad es. glucuronidazione, solfatazione) e del ruolo degli enzimi di fase I e II.
Biologia cellulare e molecolare
Struttura e funzione delle cellule, organelli e membrane.
Meccanismi di segnalazione cellulare e regolazione genica, essenziali per comprendere come i tossici influenzano i processi cellulari e tessutali.
Fisiologia umana
Nozioni di base su sistemi e organi (epatico, renale, respiratorio, cardiovascolare, nervoso).
Capacità di correlare le alterazioni fisiopatologiche agli effetti tossici delle sostanze.
Nozioni di statistica e metodo scientifico (raccomandato)
Comprensione di base della statistica descrittiva e inferenziale, utile per interpretare i dati tossicologici e gli studi sperimentali.
Conoscenza del metodo scientifico per l’analisi critica della letteratura scientifica.
Competenze trasversali utili:
Capacità di lettura della letteratura scientifica in lingua inglese, essendo molti testi e articoli di riferimento pubblicati in inglese.
Uso di strumenti informatici di base per la gestione di dati e l’accesso a banche dati tossicologiche.
Attitudine al ragionamento interdisciplinare, data la natura integrata della tossicologia, che richiede di collegare concetti provenienti da chimica, biologia, medicina e scienze ambientali.
L’assenza di alcune di queste competenze di base non impedisce la frequenza del corso, ma lo studente potrebbe necessitare di uno studio preliminare di ripasso, supportato anche dal materiale consigliato dal docente.

L’insegnamento si svolge attraverso:
Lezioni frontali supportate da presentazioni multimediali, finalizzate a introdurre i concetti fondamentali della tossicologia generale e applicata.
Discussione di casi studio relativi a contaminanti ambientali, alimentari e sostanze d’abuso, per favorire l’apprendimento critico e l’applicazione pratica delle conoscenze.
Seminari di approfondimento tenuti da esperti del settore (es. tossicologi ambientali, esperti di proteomica ed epigenetica), per fornire un quadro aggiornato della ricerca e delle problematiche emergenti.
Eventuali esercitazioni pratiche su dati (interpretazione di risultati tossicologici, lettura di articoli scientifici, valutazione di rischi), volte a sviluppare capacità di analisi e sintesi.
Utilizzo della piattaforma di e-learning per l’accesso a materiali didattici, articoli scientifici, quiz di autovalutazione e forum di discussione.
La metodologia è orientata a stimolare la partecipazione attiva dello studente, incoraggiando il ragionamento critico, il lavoro autonomo e l’interazione con il docente.

Lezioni frontali dove si raccomanda la frequenza

Esame a risposta multipla con solo una risposta esatta. Le domande saranno 33.
Se lo studente non raggiunge la sufficienza sarà richiesto un orale aggiuntivo.
È possibile richiedere direttamente l’orale sull’intero programma al posto dell’esame scritto (solo su base volontaria)
Per raggiungere la sufficienza si deve rispondere ad almeno 18 domande su 33
Ogni risposta corretta sarà valutata 1 punto mentre le domande senza risposta e quelle errate saranno conteggiate 0 punti

Il programma del corso di Tossicologia è progettato per fornire una conoscenza approfondita dei principi fondamentali della disciplina, delle sue applicazioni pratiche e dei recenti sviluppi della ricerca tossicologica. La trattazione è strutturata in moduli tematici interconnessi.
1. Introduzione alla tossicologia
Definizione, storia ed evoluzione della tossicologia come scienza.
Campi di applicazione: tossicologia medica, ambientale, alimentare, industriale e forense.
Ruolo della tossicologia nella salute pubblica e nella gestione del rischio chimico.
2. Principi generali
Concetto di dose e relazione dose-risposta: curve sigmoidi, soglia tossica, NOAEL e LOAEL.
Fattori che influenzano la risposta tossica: età, sesso, specie, stato di salute, esposizioni multiple.
Concetti di tossicità acuta, subcronica e cronica.
3. Tossicocinetica e tossicodinamica
Vie di esposizione: inalazione, ingestione, contatto cutaneo e parenterale.
Assorbimento, distribuzione, metabolismo (biotrasformazione) ed eliminazione (ADME).
Enzimi di fase I (citocromi P450) e fase II (coniugazioni).
Meccanismi di tossicità molecolare e cellulare: stress ossidativo, danno al DNA, disfunzioni mitocondriali e apoptosi.
4. Tossicologia sistemica
Epatotossicità e biomarcatori di danno epatico.
Nefrotossicità: meccanismi di lesione renale e casi clinici.
Pneumotossicità: inquinanti atmosferici e sostanze inalabili.
Effetti cardiovascolari e ematotossicità.
Neurotossicità e neurofarmacologia delle sostanze tossiche.
Tossicità riproduttiva, teratogenesi e interferenti endocrini.
5. Tossicogenomica, epigenetica e proteomica
Tecniche di tossicogenomica e loro applicazione alla valutazione della tossicità.
Epigenetica: metilazione del DNA, modificazioni degli istoni e loro alterazione da esposizione a tossici.
Proteomica: analisi dei profili proteici come strumento per identificare biomarcatori di esposizione ed effetto.
Implicazioni di queste discipline per la tossicologia predittiva e personalizzata.
6. Tossicologia ambientale
Inquinanti chimici classici (metalli pesanti, pesticidi) ed emergenti.
Tossicità delle microplastiche: caratteristiche chimico-fisiche, bioaccumulo, rilascio di additivi e interazione con altri inquinanti.
Tossicità dei PFAS (per- e polifluoroalchilici): persistenza ambientale, bioaccumulo, effetti epatici, immunitari ed endocrini.
Impatto degli inquinanti sulle catene alimentari e sugli ecosistemi.
7. Tossicologia alimentare
Contaminanti naturali: micotossine, alcaloidi vegetali, tossine marine.
Contaminanti antropici: residui di pesticidi, metalli pesanti, additivi.
Migrazione di sostanze chimiche da contenitori e imballaggi alimentari: monomeri, plastificanti, bisfenolo A, ftalati.
Valutazione del rischio alimentare e normative di riferimento.
8. Tossicologia delle sostanze d’abuso
Sostanze eccitanti: cocaina, amfetamine, metanfetamina.
Depressori del sistema nervoso centrale: alcol, benzodiazepine, oppiacei.
Fentanyl e analoghi: potenza farmacologica, rischio di overdose, strategie di prevenzione.
Aspetti tossicologici dell’uso cronico e acuto di sostanze psicotrope.
9. Valutazione del rischio tossicologico
Identificazione del pericolo, valutazione dell’esposizione, caratterizzazione del rischio.
Approcci regolatori e linee guida internazionali (EFSA, ECHA, EPA).
Esempi pratici di applicazione della valutazione del rischio in ambito ambientale e alimentare.
10. Casi studio e applicazioni pratiche
Analisi di incidenti tossicologici ambientali e industriali.
Contaminazioni alimentari (es. diossine, metalli pesanti, PFAS).
Valutazione di situazioni reali di abuso di sostanze (compreso fentanyl).
Discussione di articoli scientifici e interpretazione di dati tossicologici.

Obiettivi del Corso di Tossicologia
Obiettivo del Corso
L'obiettivo è fornire conoscenze fondamentali per comprendere la tossicologia nelle sue varie sfaccettature.
Criteri di Valutazione
• Comprensione di Base:
o Gli studenti devono dimostrare conoscenza dei concetti fondamentali della tossicologia e comunicarli utilizzando una terminologia scientifica corretta.
• Voto Medio:
o Gli studenti devono saper correlare i concetti di base attraverso diversi aspetti della tossicologia e comunicare in modo efficace.
• Voto Massimo:
o Gli studenti devono mostrare una comprensione approfondita e una comunicazione efficace di tutti gli aspetti trattati nel corso.
Risultati di Apprendimento
Al termine del corso e dopo aver superato l'esame finale, gli studenti dovrebbero raggiungere i seguenti obiettivi:
Conoscenza e Comprensione
• Principi Fondamentali:
o Descrivere i principi della tossicologia generale e applicata, inclusi i concetti di dose-risposta e tipi di tossicità.
• Tossicocinetica e Tossicodinamica:
o Identificare i processi di assorbimento, distribuzione, metabolismo ed eliminazione (ADME) delle sostanze tossiche.
Applicare Conoscenza e Comprensione
• Valutazione del Rischio:
o Applicare i principi della valutazione del rischio tossicologico a casi studio riguardanti contaminanti ambientali e alimentari.
• Interpretazione dei Dati:
o Valutare i risultati degli esperimenti tossicologici, inclusi gli studi di esposizione.
Problemi Emergenti nella Tossicologia
• Discutere questioni attuali, come l'uso di sostanze d'abuso e i loro effetti sulla salute.
Abilità Comunicative
• Terminologia Tecnica:
o Utilizzare la terminologia corretta per comunicare chiaramente i risultati delle analisi.
• Sintesi dei Dati:
o Presentare le conclusioni in modo comprensibile sia per un pubblico esperto che non specialista.
Competenze di Apprendimento
• Integrazione Multidisciplinare:
o Collegare concetti provenienti da vari ambiti scientifici per risolvere problemi tossicologici complessi.
• Formazione Continua:
o Rimanere aggiornati sugli sviluppi scientifici e normativi nel campo della tossicologia.