BIOMARACATORI NEL MONITORAGGIO AMBIENTALE - Dott. Maurizio Manera
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BIOMARACATORI NEL
MONITORAGGIO AMBIENTALE
Dott. Maurizio Manera
Medico Veterinario
Dottore di Ricerca in Discipline Anatomoistopatologiche
Veterinarie
Dottore Magistrale in Gestione degli Ecosistemi Terrestri e
Marini
Subacqueo scientifico ISSD-CMAS qualificato European
Scientific Diver secondo gli standard dell’European Scientific
Diving Panel
European Veterinary Specialist in Aquatic Animal Health
Durata del corso • Da Mercoledì 26.02.2020 a Mercoledì 15.04.2020. • 3 ore di lezione a settimana (15:00 – 18:00). • Aula XX – Facoltà di Bioscienze. • Per un totale di 24 ore (3 CFU; 8 h/CFU; 8 lezioni utili comprensiva di prova in itinere). • Gli studenti sono invitati a consultare regolarmente il sito per ogni possibile aggiornamento in merito al programma e alle lezioni.
Orari di ricevimento • Il docente riceve al termine delle lezioni e, compatibilmente con gli impegni istituzionali e di ricerca, previo appuntamento telefonico o tramite e- mail ogni giorno presso la propria sede. Nel limite dei impegni istituzionali e di ricerca il docente è disponibile a ricevere comunque gli studenti che non si fossero preannunciati.
Obiettivi del corso
• Fornire:
– elementi di patologia ambientale e tossicologica;
– nozioni sull’utilizzazione di biomarcatori cellulari
nel biomonitoraggio;
– conoscenze per l’utilizzazione pratica di tecniche
biometriche e morfometriche a supporto della
ricerca ambientale;
– conoscenze utili alla realizzazione di saggi
tossicologici “in vivo” e “ex vivo” con particolare
riguardo alla necessità del rispetto dei principi
delle “3 R” e della normativa comunitaria in
materia di sperimentazione animale
Modalità di erogazione • I contenuti faranno specifico riferimento alle esperienze personali del docente nel settore e prevedranno l’illustrazione di numerosi casi- esempio oltre a una parte introduttiva di esplicitazione delle tecniche e degli strumenti applicativi in uso
Programma di esame
• PARTE PRIMA
– L'ACQUA: CENNI SULLE PROPRIETÀ FISICO-CHIMICHE RILEVANTI AI
FINI BIOLOGICI; L'ACQUA NELLO SPAZIO E SUL PIANETA TERRA;
L'ACQUA NEI SISTEMI BIOLOGICI.
– GLOSSARIO AMBIENTALE: AMBIENTE; HABITAT; BIOTOPO, BIOCENOSI,
ECOSISTEMA; RETE ALIMENTARE E LIVELLO TROFICO;
BIOCENCENTRAZIONE, BIOACCUMULO, BIOMAGNIFICAZIONE.
– SISTEMI ACQUATICI: OCEANI E MARI ; ACQUE INTERNE.
– MONITORAGGIO AMBIENTALE: BIOMONITORAGGIO; INDICATORI E
INDICI AMBIENTALI; BIOMARCATORI; SENSIBILITÀ E SPECIFICITÀ.
– I PESCI OSSEI: CLASSIFICAZIONE; I PESCI OSSEI COME BIOINDICATORI.
• PARTE SECONDA
– BIOMARCATORI CELLULARI NEI PESCI OSSEI: BIOMETRIA; AGGREGATI
DEI MACROFAGI; RODLET CELL; CELLULE "A CLORURI"; TESSUTI E
ORGANI: BRANCHIE; CUTE; FEGATO; INTESTINO; RENE. PATOLOGIA
ULTRASTRUTTURALE.
– I PESCI NELLA SPERIMENTAZIONE ANIMALE: SAGGI DI ITTIOTOSSICITÀ;
PRINCIPIO DELLE "3 R"
• ESERCITAZIONI IN AULA CON DISCUSSIONE DI CASI REALI E
APPLICAZIONE PRATICA DI METODICHE DI ANALISI DI IMMAGINE NELLO
STUDIO DEI BIOMARCATORI.Modalità di sostenimento
esame
• Esame orale sugli argomenti del
programma del corso.
• Lo studente dovrà dimostrare di aver
acquisito le conoscenze terorico-
pratiche proprie della materia in
un’ottica multidisciplinare.
• Prevista prova in itinere con domande
a scelta multipla.Testo di riferimento • Il testo di riferimento, comprendente l'intero programma del corso i riferimenti bibliografici di approfondimento è: Manera M. (2013) I biomarcatori nel monitoraggio ambientale. Aracne editrice. Roma. ISBN 978-88-548-6221- 0.Il testo è disponibile anche in formato elettronico.
Bibliografia di
approfondimento
• Au D.W.T. (2004) The application of histo-
cytopathological biomarkers in marine
pollution monitoring: a review. Marine
Pollution Bulletin, 48: 817–834.
doi:10.1016/j.marpolbul.2004.02.032
• A.A.V.V. (2002) Biomonitoring of
Environmental Status and Trends (BEST)
Program: Environmental Contaminants and
their Effects on Fish in the Mississippi River
Basin. U.S. Department of the Interior, U.S.
Geological Survey.Bibliografia di
approfondimento
• .
• Costa P.M., Diniza M.S., Caeiroa S., Loboa
J., Martinsc M., Ferreirac A.M.,
• Caetanoc M., Valec C, DelVallsd T.A.,
Costa M.H. (2009) Histological biomarkers
in liver and gills of juvenile Solea
senegalensis exposed to contaminated
estuarine sediments: A weighted indices
approach. Aquatic Toxicology, 92: 202–212.
doi:10.1016/j.aquatox.2008.12.009Bibliografia di
approfondimento
• Dezfuli B. S., Giari L., Simoni E., Palazzi D.
& Manera M. (2003) Alteration of rodlet cells
in chub caused by the herbicide Stam® M-4
(Propanil). Journal of Fish Biology, 63: 232-
239.
• Dezfuli B.S., Simoni E., Giari L. & Manera
M. (2006) Effects of experimental
terbuthylazine exposure on the cells of
Dicentrarchus labrax (L.). Chemosphere,
64: 1684-1694.Bibliografia di
approfondimento
• Giammarino A., Manera M., Robbe D.,
Perugini M., Minervini F. & Amorena M.
(2008) Influence of mycotoxins on
spontaneous contraction in myometrial
strips of prepubertal lamb. Research in
Veterinary Science, 84: 471-476.
• Giari L., Manera M., Simoni E., Dezfuli B.S.
(2007) Cellular alterations in different
organs of European sea bass Dicentrarchus
labrax (L.) exposed to cadmium.
Chemosphere, 67: 1171-1181.Bibliografia di
approfondimento
• Giari L., Simoni E., Alessandri C., Carta E.,
Palazzi D., Manera M. & Dezfuli B.S. (2004)
Osservazioni istologiche ed ultrastrutturali in
cavedani, Leuciscus cephalus trattati con un
erbicida. Biologia Ambientale, 18(1): 151-
156.
• Giari L., Simoni E., Manera M. & Dezfuli
B.S. (2008) Histo-cytological responses of
Dicentrarchus labrax (L.) following mercury
exposure. Ecotoxicology and Environmental
Safety, 70: 400-410.Bibliografia di
approfondimento
• Manera M. (1997) Gli aggregati dei macrofagi dei
pesci. Supplemento “Organismi acquatici e
ambiente” a Laguna, 6: 24-33.
• Manera M. (2007) Indagine esplorativa per la
valutazione di bioindicatori di stress ambientale
nelle acque delle Sorgenti del Pescara. Relazione
scientifica dell’immersione subacquea, per finalità
scientifiche, effettuata il giorno 16.09.2007 nelle
acque delle Riserva Naturale Orientata “Sorgenti
del Pescara”. Comune di Notaresco. Notaresco.
CD-Rom multimediale. Estremi identificativi Siae:
CDROM – “Indagine esplorativa per l” – CD001 –
Com. Notaresco.Bibliografia di
approfondimento
• Manera M. & Borreca C. (2004) Il
biomonitoraggio degli ecosistemi acquatici.
Il Progresso Veterinario, 59(2): 64-67.
• Manera M. & Borreca C. (2004) Lo studio
delle branchie nel biomonitoraggio
ambientale. Il Progresso Veterinario, 59(7):
253-255.
• Manera M. & Dezfuli B.S. (2004). Rodlet
cells in teleosts: new insight into their nature
and functions. Journal of Fish Biology, 65:
597-619.Bibliografia di
approfondimento
• Manera M., Giari L. & Dezfuli B.S. (2009) Rodlet
cell biometry: inter- and intra-specific variability.
Journal of Fish Biology, 74: 474-481.
• Manera M., Serra R., Isani G. & Carpené E. (2000)
Macrophage aggregates in gilthead sea bream fed
copper, iron and zinc enriched diets. Journal of Fish
Biology, 57: 457-465.
• Perugini M., Manera M., Grotta L., Abete M.C.,
Tarasco R. & Amorena M. (2010) Heavy metal (Hg,
Cr, Cd and Pb) contamination in urban areas and
wildlife reserves: honeybees as bioindicators.
Biological Trace Element Research, 140: 170-176.Bibliografia di
approfondimento
• Rossi R., Dezfuli B.S., Barbieri C, Manera M. & De
Curtis O. (1998) Valutazione dell’impatto
ambientale dell’Air Gun sulla fauna ittica. In:
Progetto fiume Po. Acquisizione di dati,
sperimentazione di metodologie geofisiche e
valutazione del loro impatto ambientale sul fiume
Po. Rapporto finale (a cura di Bortolozzi et al.). Vol.
1/3, Cap. 4, pp 1-41. CNR – ENI –Regione Emilia
Romagna. Bologna.
• Stentiforda G.D., Longshawa M., Lyons B.P.,
Jonesa G., Greena M., Feista S.W. (2003)
Histopathological biomarkers in estuarine fish
species for the assessment of biological effects of
contaminants. Marine Environmental Research, 55:
137–159.Link utili
• Manera M. & Borreca C., Il biomonitoraggio degli ecosistemi acquatici, Il Progresso
Veterinario, 59(2), 2004, 64-67,
http://www.ordiniveterinaripiemonte.it/rivista/04n02/03.htm
• Manera M. & Borreca C., Lo studio delle branchie nel biomonitoraggio ambientale,
Il Progresso Veterinario, 59(7), 2004, 253-255,
http://www.ordiniveterinaripiemonte.it/rivista/04n07/02.htm.
• Rossi R., Dezfuli B.S., Barbieri C, Manera M. & De Curtis O., Valutazione
dell'impatto ambientale dell'Air Gun sulla fauna ittica., In: Progetto fiume Po.
Acquisizione di dati, sperimentazione di metodologie geofisiche e valutazione del
loro impatto ambientale sul fiume Po. Rapporto finale (a cura di Bortolozzi et al.).,
Vol. 1/3, Cap. 4, 1998, 1-41,
http://ricerca.ismar.cnr.it/RAPPORTI_TECNICI/PROGETTO_FIUME_PO/PDF/capit
ol4.pdf
• A.A.V.V., Biomonitoring of Environmental Status and Trends (BEST) Program:
Environmental Contaminants and their Effects on Fish in the Mississippi River
Basin, U.S. Department of the Interior, U.S. Geological Survey, 2002,
http://www.cerc.usgs.gov/pubs/center/pdfDocs/BEST_1995.pdf
• Au D.W.T., The application of histo-cytopathological biomarkers in marine pollution
monitoring: a review, Marine Pollution Bulletin, 48, 2004, 817-834,
doi:10.1016/j.marpolbul.2004.02.032
http://periodici.caspur.it:3131/pdflinks/13060416183330688.pdf
• Wilfried Sanchez, Jean-Marc Porcher, Fish biomarkers for environmental
monitoring within the Water Framework Directive of the European Union, Trends in
Analytical Chemistry, 28(2), 2009,
http://periodici.caspur.it:3131/pdflinks/13060416203830796.pdfDefinizioni • MONITORAGGIO AMBIENTALE: attività di controllo dell’ambiente attraverso parametri specifici o indicatori di qualità. Scopo del monitoraggio è verificare, controllare lo stato ambientale nel tempo al fine del mantenimento o del raggiungimento di specifici obiettivi di qualità. Nel caso si faccia uso di organismi viventi si parla più propriamente di BIOMONITORAGGIO.
Monitorare: dal latino all’italiano
passando dall’ingleseDefinizioni • INDICATORE AMBIENTALE: qualsiasi parametro utilizzabile per la descrizione dello stato ambientale, costituendo, nei fatti, uno strumento proprio del monitoraggio ambientale. Nel caso si faccia riferimento ad un organismo vivente si parla più propriamente di BIOINDICATORE o INDICATORE BIOLOGICO
Definizioni • INDICE AMBIENTALE: Parametro riassuntivo di descrizione dello stato ambientale ottenuto dalla integrazione dei dati rilevati attraverso l’utilizzo di più di un indicatore ambientale. Nel caso si faccia riferimento a più indicatori biologici si parla più propriamente di INDICE BIOLOGICO.
Definizioni
• BIOMARCATORI (NRC, WHO):
– biomarkers of exposure: covering the detection and
measurement of an exogenous substance or its
metabolite or the product of an interaction between a
xenobiotic agent and some target molecule or cell
that is measured in a compartment within an
organism;
– biomarkers of effect: including measurable
biochemical, physiological or other alterations within
tissues or body fluids of an organism that can be
recognized as associated with an established or
possible health impairment or disease;
– biomarkers of susceptibility: indicating the inherent or
acquired ability of an organism to respond to the
challenge of exposure to a specific xenobiotic
substance, including genetic factors and changes in
receptors which alter the susceptibility of an
organism to that exposure.Definizioni • BIOMARCATORE (Depledge, 1993): modificazione biochimica, cellulare, fisiologica o comportamentale che possa essere misurata in campioni di tessuto o di fluidi corporei o a livello di organismi in toto e che fornisca evidenze di esposizione a e/o di effetti conseguenti a uno o più inquinanti chimici e/o radiazioni
Definizioni • Patologia ambientale: originariamente branca della patologia generale dedita allo studio dell’influenza dei parametri ambientali sulla salute. • In senso lato, ampliando il concetto di ambiente, si intende la branca della patologia dedita allo studio dell’ambiente e degli inquinanti ambientali come causa di patologia.
Evoluzione normativa • Il D.Lgs. 152/99 basava la classificazione delle acque superficiali per il tramite di indicatori fisico- chimici, microbiologici (Livello di Inquinamento da Macrodescrittori) e di indici macrobentonici (Indice Biotico Esteso) che confluivano nello Stato Ecologico del Corso d’Acqua e nello Stato Ambientale del Corso d’Acqua integrato da determinazione della presenza di inquinanti organici e inorganici normati. • La Direttiva quadro 2000/60/CEE recepita dal testo unico dell’ambiente, D.Lgs. 152/2006 prevede, invece, l’integrazione di un maggior numero di parametri e, in particolare, l’utilizzazione dell’Ecological Quality Ratio. • Il D.M. 260/2010, definisce le condizioni ambientali di riferimento necessarie per calcolare Ecological Quality Ratio
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