Corso di laurea magistrale in Chimica dell'Ambiente

Chimica Tossicologica Ambientale

Environmental chemical toxicology

Anno accademico 2013/2014

Sommario insegnamento

• Obiettivi formativi
• Programma
• Testi consigliati e bibliografia
• Strumenti didattici

Obiettivi formativi

apprendimento delle relazioni struttura chimica-tossicità dei composti e panoramica dei principali composti biologicamente attivi. Dovranno essere acquisite competenze riguardanti l’individuazione di molecole tossiche, il loro comportamento nell’ambiente e nei relativi campioni per l’analisi.

Programma

1. Chimica, società, ambiente: ecosistemi e sistemi di organi; pericolo chimico e rischi accettabili; discipline coinvolte; legislazione.

2. Composti organici: idrocarburi, funzionalità chimiche per livelli di ossidazione.

3. Proprietà chimiche: elettronegatività, dipoli e legami ionici; forze intermolecolari; volatilità; solubilità; coefficiente di ripartizione; ionizzazione acquosa; specie; reattività; reazioni tra nucleofili ed elettrofili; reazioni radicaliche; fattori modulanti la reattività.

4. Chimica e natura: componenti cellulari; composti chimici endogeni ed esogeni; biomacromolecole; neurotrasmettitori, ormoni e vitamine; recettori. Chimica ambientale di base: componenti di atmosfera, idrosfera, litosfera e pedosfera. Interazioni e mobilità dei composti nell’ambiente.

5. Tossicocinetica: accesso dei composti tossici agli organismi e all'ambiente. Assorbimento. Distribuzione. Eliminazione. Metabolismo: enzimi; reazioni di fase I, ossidazioni, riduzioni, idrolisi; reazioni di fase II, esempi di reazioni metaboliche. Biodegradazione enzimatica. Trasformazioni chimico- e fotochimico-ambientali.

6. Concetti tossicologici: DL₅₀, effetti tossicologici, fattorimodulanti la tossicità. Tossicità acuta, tossicità cronica. Tossicità, pericolo, rischio.Effetti tossici generali: nonspecifici, per ossidazione lipidica, acidosi. Effetti tossici generali: mancanza O₂, mancanza ATP. Effetti tossici specifici: sul sangue, sul sistema nervoso centrale, sui reni, sul fegato, sul sistema respiratorio, sulla cute. Allergeni e teratogeni chimici. Interferenti endocrini. Ecotossicità: tossicanti e biomarcatori.

7. Genotossicità: cromosomi e geni; mutazioni. Effetti chimici sul DNA. Intercalazione; danni ai microtubuli. Carcinogenesi chimica: tecniche di studio.

8. Composti tossici inorganici. Elementi e tossicità. Metalli: litio, berillio, vanadio, cromo, nichel, cadmio, mercurio, piombo, tallio. Metalloidi: arsenico, antimonio. Nonmetalli: ossigeno e ozono, fosforo, alogeni. Radionuclidi. Composti tossici inorganici del carbonio, dell’azoto, del fosforo, del silicio e dello zolfo.

9. Composti tossici organometallici e organici. Idrocarburi: alcani, alcheni, aromatici e policiclici aromatici. Organoossigenati, organoazotati, organoalogenati, organosolforati, organofosforati.

10. Composti tossici di origine naturale: tossine batteriche, micotossine, tossine protozoarie e fungine. Tossici vegetali.

11. Classi di tossici ambientali e contaminanti emergenti. Metodiche analitiche ed estrattive. Prodotti collaterali della disinfezione delle acque. Farmaci e droghe, ormoni e interferenti endocrini. Prodotti per la cura personale e correlati agli alimenti. Pesticidi. Composti organici volatili. Composti di origine industriale e da combustione. Fisica tossicologica ambientale e tossici di origine naturale.

Sterner, O. Chemistry, Health and Environment; Wiley-VCH

Manahan, S.E. Toxicological Chemistry and Biochemistry; CRC Press

Lippmann, M. Environmental Toxicants, Wiley

Foye's Principles of Medicinal Chemistry, Lippincott

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