Biomarcatori nel monitoraggio ambientale e applicazioni di analisi di immagine - Prof. Maurizio Manera - a.a. 2021/2022
Biotecnologie - Opzionali
ATTENZIONE: i contenuti di questo corso sono relativi all'anno accademico 2021/2022
Indice degli argomenti
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Professore associato nel settore scientifico disciplinare VET/03 (Patologia Generale e Anatomia Patologica Veterinaria) con nomina e presa di servizio, in qualità di ricercatore universitario, in data 01.07.98.Dottore Magistrale in "Gestione degli Ecosistemi Terrestri e Marini" presso l'Università degli Studi dell'Aquila con conseguimento del titolo in data 23.03.2012.
Dottorato di Ricerca in “Discipline Anatomoistopatologiche Veterinarie” presso l’Università degli Studi di Bologna con conseguimento del titolo in data 12.05.1997.
Laurea in "Medicina Veterinaria" presso l'Università degli Studi di Bologna con conseguimento del titolo in data 11.12.1992.
Veterinario Accreditato FNOVI del settore degli Animali Esotici - Sezione Medicina dei Pesci e Gestione degli Acquari dal 29.04.2013.
European Veterinary Specialist in Aquatic Animal Health dal 09.05.2016.
Consulente per conto del Consorzio Ferrara Ricerche - Università degli Studi di Ferrara per la "Valutazione del'impatto ambientale dell'air-gun sulla fauna ittica - Progetto Fiume Po" patrocinato dalla Regione Emilia-Romagna, CNR-Istituto di Geologa Marina ed ENI (1997).
Docente a contratto presso la Facoltà di Medicina Veterinaria dell’Università degli Studi di Teramo per l’insegnamento ufficiale di “mod. 6.2.3 Patologia dello sviluppo e malformazioni degli animali domestici” e “mod. 6.2.P.c Metodologia e diagnostica morfofisiopatologica veterinaria” nell’A.A. 1997–1998.
Ufficiale di Complemento (prima nomina) del Corpo Veterinario Militare dell’Esercito Italiano, presso la Sezione Frigorifero del Centro Rifornimenti di Commissariato (tipo B/2) di Bologna con svolgimento di compiti igienico-ispettivi su carne congelata, membro di commissioni per il collaudo (valutazione merceologica) delle derrate approvvigionate dal Corpo di Commissariato e svolgimento di attività clinica per cani in servizio di guardia presso i reparti.
OBIETTIVI DEL CORSO, PREREQUISITI E PROPEDEUTICITA'
- Obiettivi formativi generali: Il corso è volto a favorire l’acquisizione, da parte dello studente, delle più aggiornate conoscenze inerenti l’utilizzo dei biomarcatori nel monitoraggio ambientale, l'utilizzazione pratica di tecniche biometriche e morfometriche a supporto della ricerca ambientale, per la realizzazione di saggi "in vivo" ed "ex vivo", con particolare riguardo alla necessità del rispetto dei principi delle "3 R" e della normativa comunitaria in materia di sperimentazione animale e facendo specifico riferimento alle competenze scientifiche del docente nel campo dei biomarcatori cellulari nei pesci ossei.
- Prerequisiti: Conoscenze biologiche di base verificate, all’inizio del corso, a cura del docente, al fine di integrarle con un “glossario” minimo condiviso, al fine di assicurare omogenee condizioni di apprendimento.
- Propedeuticità: Non specificatamente previste poiché corso a scelta dello studente.
INDICATORI DI DUBLINO PER UNITA' DIDATTICA
UNITA' DIDATTICA 1: Lezioni frontali: l’acqua e gli ecosistemi acquatici; glossario ambientale; biomonitoraggio e pesci ossei; biomarcatori
Conoscenza e capacità di comprensione: Il corso è volto a favorire l’acquisizione, da parte dello studente, delle più aggiornate conoscenze inerenti l’uso dei biomarcatori nel monitoraggio ambientale.
Capacità di applicare conoscenza e comprensione: Oltre lo specifico campo di studio dettagliato durante il corso, allo studente sono forniti tutti gli elementi di base per la scelta del più idoneo bioindicatore e biomarcatore, sulla base delle caratteristiche proprie dell’ecosistema indagato, delle caratteristiche biologiche, ecologiche dei possibili organismi candidati e dei tempi di risposta e relativo spettro ecologico dei potenziali biomarcatori/bioindicatori utilizzabili.
Autonomia di giudizio: Il corso è specificatamente strutturato per favorire lo sviluppo della capacità critica e l’autonomia di giudizio dello studente, istruendolo a riferirsi alla fonte diretta dell’informazione tecnico-scientifica su i più diffusi motori di ricerca scientifici sia di libero accesso, sia in abbonamento nel nostro Ateneo.
Abilità comunicative: Nel corso delle lezioni il docente coinvolge attivamente lo studente invogliandolo a intervenire con finalità di autovalutazione e, soprattutto, al fine di promuovere il senso di sicurezza nell’esposizione in pubblico e la padronanza del gergo tecnico attinente alla materia del corso.
Capacità di apprendimento: Lo studente è costantemente incoraggiato a strutturare logicamente il proprio metodo di studio, incentivandone la capacità di apprendimento. Inoltre è costantemente stimolata la riflessione autonoma dello studente sull’ampia bibliografia fornita e seguendo la traccia sviluppata a lezione.
UNITA' DIDATTICA 2: Esercitazioni in aula: interrogazione motori di ricerca scientifici; utilizzo software analisi immagine; esame casi reali di monitoraggio
Conoscenza e capacità di comprensione: Utilizzazione pratica di tecniche biometriche e morfometriche a supporto della ricerca ambientale.
Capacità di applicare conoscenza e comprensione: Le esercitazioni in aula sono condotte con la sufficiente generalizzazione circa l’uso delle tecniche di analisi d’immagine per permettere allo studente l’applicazione al di fuori dello specifico campo trattato a lezione a vantaggio di ulteriori sviluppi e applicazioni.
Libri di testo
Il libro di riferimento del corso (disponibile anche in formato elettronico) è:
Manera M. (2013), I biomarcatori nel monitoraggio ambientale. Aracne editrice, Roma, ISBN 978-88-548-6221-0.
Testo di approfondimento:
Cognetti G., Magazzù G., Sarà M. (2008) Biologia Marina. Calderini. Bologna.
MATERIALE DI APPROFONDIMENTO
- 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. (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 Bortoluzzi et al.). Vol. 1/3, Cap. 4. CNR – ENI –Regione Emilia Romagna. Bologna: 1-41. http://ricerca.ismar.cnr.it/RAPPORTI_TECNICI/PROGETTO_FIUME_PO/PDF/capitol4.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.pdf
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G.D. Stentiford, M.S. Massoud, S. Al-Mudhhi, M.A. Al-Sarawi, M. Al-Enezi, B.P. Lyons, Histopathological survey of potential biomarkers for the assessment of contaminant related biological effects in species of fish and shellfish collected from Kuwait Bay, Arabian Gulf. Marine Environmental Research, in press. http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0141113614000476#
TEST DI AUTOVALUTAZIONE PREPARATORIO ALL'ESAME FINALE
- Riservata agli studenti frequentanti.
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Planning didattico con il calendario delle lezioni, della prova intermedia, delle esercitazioni in aula e schede delle singole unità didattiche
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Le slide di lezione seguono l'indice del testo di riferimento del corso, nonché 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"
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RisorsaSlide di lezione AA 2020-2021 File
Le slide di lezione sono a esclusivo scopo di studio personale del singolo studente, essendo specificatamente escluso ogni altro impiego, la modifica, la condivisione/distribuzione e il caricamento online. La password di protezione sarà comunicata nel corso delle lezioni.
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Esercitazioni di applicazione di tecniche di analisi di immagine a casi reali frutto dell'esperienza di ricerca personale del docente nel campo dell'analisi di immagine applicata al monitoraggio ambientale, alla patologia tossicologica e ambientale.
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Presentazione del docente, del corso, delle modalità di erogazione dei crediti e di svolgimento della prova intermedia e di fine corso (slide di presentazione del corso dalla 1 alla 17).
Illustrazione delle modalità di reperimento del materiale di approfondimento (Emeroteca virtuale, Google Scholar, Scopus, WoS).
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Acqua, glossario ambientale, sistemi acquatici (slide del corso dalla 1 alla 10; testo di riferimento del corso da pag. 7 a pag 30).
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Si segnala agli studenti il seguente materiale di approfondimento personale.
La pagina istituzionale, relativa all'attuazione da parte del nostro paese della direttiva quadro sulle acque (framework water directory) 2000/60/CE.
Il link ad una recente pubblicazione scientifica del docente del corso e relativa all'applicazione dell'indice di qualità biologica "macrofite" alle acque delle Sorgenti del Pescara (Popoli, PE).
La pagina dell'Earth Observatory della Nasa con la "fotostoria" del Lago d'Aral come esempio di cattiva gestione del territorio, della risorsa idrica e delle acque superficiali. -
All'inizio della lezione vi sarà una breve ripetizione interattiva degli argomenti della lezione precedente e saranno prese in esame le eventuali criticità emerse nel corso della prima lezione.
Di seguito, saranno trattati, di massima, i seguenti argomenti:
Monitoraggio ambientale, pesci ossei (dalla slide 11 alla slide 17; da pag. da pag. 31 a pag. 42 del testo di riferimento del corso). -
Si segnala il seguente materiale di approfondimento personale a cura dello studente.
FishBase. Data base sui pesci con numerose informazioni sulla sistematica, biologia, ecologia (ad esempio il livello trofico) dei pesci.
Pagina istituzionale dell'Istituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale (ISPRA) sul monitoraggio e la qualità delle acque. -
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Nel corso della prossima lezione si entrerà nel "clou" dell'argomento principale dell'insegnamento.
Inizierà infatti la seconda parte della prima unità e si tratteranno i biomarcatori cellulari nei pesci ossei (fino alla cute inclusa).
In particolare, si svolgerà il programma dalla slide 18 alla slide 23 della presentazione disponibile on-line e da pag. 43 a pag. 59 del testo di riferimento del corso. Suddetti argomenti saranno, comunque, oggetto di ulteriori approfondimenti nel corso del prosieguo delle lezioni.
Si invitano gli studenti frequentanti a prendere preliminarmente visione del materiale didattico e a svolgere la prova di autovalutazione per prendere confidenza con le domande della prova intermedia e dell'esame di profitto finale. -
Si segnala il seguente materiale di approfondimento personale a cura dello studente e relativo all'argomento della terza lezione del corso.
• 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.
• 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.pdfSi precisa che lo scaricamento dei PDF tramite il servizio "Emeroteca Virtuale" necessita del riconoscimento di indirizzo IP, non disponibile tramite rete Wi-Fi.
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Nel corso della quarta lezione si proseguirà nella trattazione dell'argomento principale dell'insegnamento.
Sarà infatti continuata la trattazione dei biomarcatori cellulari e tessutali nei pesci ossei (dal fegato fino alla fine) e si parlerà dell'uso dei pesci ossei nella sperimentazione animale, nel rispetto della normativa vigente e del principio delle "3R".
In particolare, si svolgerà il programma dalla slide 24 alla slide 30 della presentazione disponibile on-line e da pag. 60 a pag. 81 (fine) del testo di riferimento del corso. Suddetti argomenti saranno, comunque, oggetto di ulteriori approfondimenti nel corso del prosieguo delle lezioni.
Si tornano a invitare gli studenti frequentanti a prendere preliminarmente visione del materiale didattico e a svolgere la prova di autovalutazione per prendere confidenza con le domande della prova intermedia e dell'esame di profitto finale. -
Nel corso delle prossime lezione (quinta e sesta) saranno approfonditi i seguenti argomenti: rodlet cell (RCs), aggregati dei macrofagi (MAs), Chloride Cells, patologia di tessuto/organo e ultrastrutturale e relativo uso nel monitoraggio ambientale, commentando risultati sperimentali frutto dell'esperienza personale del docente.
Di seguito alcuni riferimenti a materiale di approfondimento personale a cura del singolo studente. L'accesso ad alcune risorse (es. PDF di articoli su rivista) potrebbe essere soggetto a restrizioni e necessitare del riconoscimento dell'indirizzo IP. -
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RisorsaNote di analisi di immagine File
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CartellaMacro per segmentazione e outline aggregato macrofago Cartella
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CartellaCorpuscolo renale e macro segmentazione e outline Cartella
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CartellaImmagini e ROI per MaZda Cartella
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QuizTest di autovalutazione preparatorio all'esame finale Quiz
Il test di autovalutazione consiste in 30 domande, a cui rispondere entro 30', tratte dal deposito domande dell'esame finale.
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QuizPROVA FINALE Quiz
La prova finale consta di 30 domande a scelta multipla in ordine casuale, alle quali rispondere entro 12 minuti dall'avvio. Al termine dei 12 minuti il tentativo, anche se non concluso, sarà chiuso, inviato e valutato. Per la partecipazione è necessario inserire la password che sarà comunicata agli studenti all'atto della prova.
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