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TOXICOLOGÍA
AMBIENTAL Y SALUD
PÚBLICA
PROGRAMA DE LA ASIGNATURA
CURSO 2009 / 2010
LICENCIATURA EN CIENCIAS
AMBIENTALES
5º CURSO. Primer cuatrimestre, 6 créditos:
(4 créditos Teoria y 2 créditos Practicas)
DEPARTAMENTO: Biología molecular e
Ingeniería bioquímica.
PROFESORES:
Mª Carmen Sánchez Hueso (Teoría y Prácticas) Grupo Mañanas.
Rosario García Repetto (Teoría y prácticas) Grupo Tardes.
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UNIVERSIDAD PABLO DE OLAVIDE
Facultad de Ciencias Experimentales
Toxicología Ambiental y Salud Pública. Curso 2009-2010
ORGANIZACIÓN DEL CURSO
El curso está basado fundamentalmente en la impartición de clases teóricas y la realización de las prácticas que son
obligatorias.
CLASES TEÓRICAS
Las clases teóricas están divididas en 3 bloques claramente diferenciados.
El primer bloque, denominado Toxicología general, tiene como objetivo introducir al alumno en el mundo de la Toxicología.
En los tres primeros temas se estudiarán los conceptos fundamentales de la Toxicología, las diversas fases del fenómeno tóxico
y los factores que influyen en el desarrollo de una respuesta tóxica en cada una de las fases. El tema 4 se dedicará a la
descripción de algunos ensayos de toxicidad de uso común y su aplicación en el campo de la evaluación de riesgos tanto para
las poblaciones humanas como medioambientales.
El segundo bloque, denominado Enfermedades infecciosas, Epidemiología y Salud pública, tiene como objetivo que el
alumno adquiera conocimiento de las enfermedades infecciosas de mayor relevancia para el ser humano, su impacto sobre la
salud pública y su relación con las variables medioambientales. En el tema 5 se presentará la Epidemiología y algunos
conceptos de uso habitual en esta ciencia. En los temas 6 y 7 se estudiarán las principales enfermedades infecciosas humanas
causadas por virus, bacterias, hongos y protozoos en su interacción con el medio ambiente. El tema 8 está dedicado a la
epidemiología de las enfermedades no infecciosas producidas por tóxicos.
En el tercer bloque, denominado Toxicología ambiental, entraremos de lleno en las relaciones de la toxicología con el medio
ambiente, estudiando las sustancias o grupos de ellas con mayor impacto sobre el medio ambiente y el ser humano. Así en los
temas 9 al 12 se estudiará la toxicología de plaguicidas, metales, derivados del petróleo, compuestos organoclorados,
contaminantes atmosféricos y contaminación física. Finalmente se dedicará el tema 13 a la contaminación química y biológica
del agua.
PRÁCTICAS
Las clases prácticas se distribuyen en 3 bloques. En el primer bloque se realizará una simulación de modelos toxicocinéticos
compartimentales. A partir de los datos de la simulación, se realizarán cálculos de parámetros toxicocinéticos. En el segundo
bloque se realizarán ensayos de toxicidad utilizando un método basado en la inhibición de la emisión de luz por una bacteria
bioluminiscente y se calcularán parámetros de toxicidad basados en los datos obtenidos. Por último, en el tercer bloque se
mostrarán las técnicas más habituales de detección de contaminación microbiológica en aguas.
EVALUACIÓN
La evaluación de los conocimientos teóricos adquiridos por el alumno se llevará a cabo por medio de un único examen al
término del cuatrimestre, calificado de 0 a 10. La calificación teórica (CT) será la obtenida en el examen parcial. Para aprobar
la asignatura, CT tiene que ser ≥ 5.
La asistencia a las clases prácticas es OBLIGATORIA. La evaluación de los conocimientos prácticos adquiridos se llevará a
cabo por medio de un único examen, calificado de 0 a 10, que el alumno realizará conjuntamente al de teoría, es decir, a la
finalización del cuatrimestre. La calificación obtenida en las prácticas (CP) será la obtenida en dicha prueba. Aquellos alumnos
que hayan faltado de forma injustificada a las clases prácticas serán penalizados en el examen. La inasistencia a cada sesión
práctica será penalizada con dos puntos, a restar de la nota obtenida en el examen de prácticas (CP).
Los alumnos que habiendo asistido a las sesiones prácticas suspendan el examen en la convocatoria de febrero, podrán repetir
el mismo en las convocatorias de septiembre y diciembre. En caso de no aprobar el examen de prácticas en la convocatoria de
septiembre, se aconseja la repetición de las mismas en el nuevo curso académico ya que si no las aprobaran en diciembre
perderían la nota de teoría (en caso de que estuviera aprobada) debiéndose examinar en la siguiente convocatoria de la
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asignatura completa. Ello requeriría haber asistido de nuevo a las prácticas (que son realizadas en el primer trimestre del
curso, ya que la asignatura se imparte en su totalidad en el primer cuatrimestre).
Por el contrario, todos los alumnos que superen el examen práctico, habrán aprobado las prácticas definitivamente con
independencia del número de convocatorias que necesiten para aprobar la teoría.
La calificación numérica de la asignatura (CN) será: CN = (CP+2CT)/3, siempre que CT y CP sean ≥ 5. En caso contrario, la
calificación global será SUSPENSO.
Las matrículas de honor se adjudicarán a los alumnos con mayor calificación numérica entre aquellos que hayan obtenido
sobresaliente. Sólo habrá opción de conceder matrículas de honor en la convocatoria de septiembre si no se cubre el número de
matrículas de honor autorizadas para la asignatura en la convocatoria de junio.
PROGRAMA DE LAS CLASES TEÓRICAS
1. TOXICOLOGÍA GENERAL.
Tema 1. Introducción a la Toxicología. La Toxicología como ciencia: concepto, evolución histórica y relación con otras
ciencias. Toxicidad: conceptos y definiciones. Efectos graduales y cuánticos. Relaciones dosis-efecto y dosis-respuesta. Curvas
dosis-respuesta: interpretación. Parámetros de toxicidad. Hormetinas. Aspectos temporales: duración y frecuencia. El
fenómeno tóxico: Fases. Toxicidad local y sistémica. Tipos de respuesta tóxica. Factores que modifican la respuesta tóxica.
Variabilidad de las respuestas tóxicas.
Tema 2. Toxicocinética. Absorción, distribución y excreción. Transporte a través de membranas biológicas. Absorción de
tóxicos. Vías de entrada. Distribución de tóxicos por el organismo. Factores que afectan a la distribución. Excreción de tóxicos.
Vías de eliminación de tóxicos. Procesos de biotransformación. Enzimas biotransformadoras de xenobióticos. Detoxificación y
toxificación. Biotransformación: fase I. Hidrólisis. Reducción. Oxidación. El citocromo P450. Biotransformación: fase II.
Glucuronidación. Sulfatación. Conjugación con glutatión. Modelos toxicocinéticos. Modelos compartimentales. Parámetros
toxicocinéticos. Modelos fisiológicos.
Tema 3. Toxicodinámica: mecanismos de toxicidad. Interacción del tóxico con la molécula diana. Tipos de reacciones.
Efectos del tóxico sobre la diana. Toxicidad independiente de molécula diana. Efectos a nivel celular: modificaciones
estructurales y funcionales. Muerte celular. Mecanismos de reparación. Relaciones estructura-actividad. Toxicidad órganoespecífica, toxicología genética, carcinogénesis y toxicidad en el desarrollo.
Tema 4. Ensayos de toxicidad y evaluación de riesgos. Ensayos de toxicidad aguda y crónica. Ensayos de toxicidad en el
desarrollo. Ensayos de genotoxicidad y carcinogenicidad. Evaluación de riesgos. Definiciones. Fases de la evaluación de
riesgos. Evaluación de la toxicidad: relaciones estructura-actividad, ensayos in vitro, bioensayos, datos epidemiológicos.
Integración de datos. Caracterización de riesgos: evaluación de la relación dosis-respuesta, determinación de valores umbral,
modelos matemáticos para tóxicos sin valor umbral. Evaluación de la exposición de una población. Efectos tóxicos sobre
poblaciones, comunidades y ecosistemas. Métodos de la ecotoxicología. Evaluación de riesgos ecotoxicológicos
2. ENFERMEDADES INFECCIOSAS, EPIDEMIOLOGÍA Y SALUD PÚBLICA
Tema 5. Epidemiología y salud pública ambiental. Definición de Salud, Salud Pública y Epidemiología. Sanidad Ambiental:
concepto y evolución. Tipos de enfermedades. Principios básicos de Epidemiología. Sistemas de vigilancia epidemiológica.
Medidas de frecuencia de enfermedad: Prevalencia, Incidencia, Incidencia acumulada, Tasa de Incidencia. Asociación y
causalidad. Criterios de causalidad. Fuentes de error en epidemiología. Estudios epidemiológicos: estrategias generales para el
diseño, clasificación. Estudios de cohortes y casos-control. Estudios experimentales.
Tema 6. Epidemiología general de las enfermedades transmisibles (I). El agua y los alimentos como vehículo de infección:
Enfermedades producidas por virus (Poliomelitis, Gastroenteritis, Hepatitis A, Encefalitis espongiforme bovina).
Enfermedades producidas por bacterias (Fiebre tifoidea, Cólera, Disentería bacilar, Botulismo, Salmonelosis, Diarrea del
viajero). Enfermedades producidas por parásitos (Amebiasis, Toxoplasmosis).
Tema 7. Epidemiología general de las enfermedades transmisibles (II). El aire como vehículo de infección: Enfermedades
producidas por virus (Gripe, Varicela y Herpes Zoster). Enfermedades producidas por bacterias (Tuberculosis, Enfermedad
Meningocócica, Neumonías, Legionelosis). El suelo como fuente de infección: Tétanos. Infecciones transmitidas por
artrópodos: Fiebre amarilla. , Paludismo, Tripanosomiasis. Infecciones con mecanismo directo de transmisión: SIDA, Rabia,
Carbunco.
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Tema 8. Epidemiología y prevención de las enfermedades no transmisibles. Relación de las enfermedades no transmisibles
con factores medioambientales. Epidemiología ambiental. Establecimiento de estándares ambientales. Valoración de riesgos
ambientales. Los efectos sobre la salud derivados de la contaminación atmosférica. Los efectos sobre la salud derivados de la
exposición a contaminantes físicos. Los efectos sobre la salud derivados de la contaminación de aguas. Efectos sobre la salud
de la contaminación de los alimentos.
3. TOXICOLOGÍA AMBIENTAL.
Tema 9. Toxicología de los plaguicidas. Clasificación según su objetivo y estructura química. Cinética ambiental y efectos
tóxicos en los organismos vivos de: Insecticidas, Herbicidas, Fungicidas y otros.
Tema 10. Toxicología de los metales. Fuentes, cinética ambiental y efectos tóxicos de los metales pesados: plomo, mercurio,
cadmio y arsénico.
Tema 11. Toxicología de los derivados del petróleo, difenilos policlorados y dioxinas. Estructura, tipos, importancia
ambiental, características físicoquímicas. Fuentes y cinética ambiental. Mecanismo de acción. Efectos tóxicos sobre los
organismos vivos.
Tema 12. Toxicología de los contaminantes atmosféricos y de la contaminación física. Efectos sobre los seres vivos de
los principales contaminantes atmosféricos Radiaciones ionizantes: tipos, fuente y efectos sobre los organismos vivos. Ruido y
vibraciones.
Tema 13. El agua y la Salud Pública. Calidad del agua. Agua potable. Necesidades humanas. Contaminación química y
biológica del agua. Purificación natural de las aguas. Tratamientos de aguas para suministro doméstico: depuración y
desalinización.
PROGRAMA DE PRÁCTICAS
Práctica 1. Simulación de modelos toxicocinéticos.
Contenidos:
Simulación en laboratorio de modelos toxicocinéticos mono- y bicompartimentales.
Toma de muestras y representación gráfica de la concentración de un compuesto en el compartimento central
(circulación) frente al tiempo.
Cálculo de parámetros toxicocinéticos.
Práctica 2. Ensayo de toxicidad con bacterias bioluminiscentes (Microtox®).
Contenidos:
Fundamentos de los ensayos de toxicidad
Generación e interpretación de las curvas dosis-respuesta.
Cálculo de la CE50 y otros parámetros de toxicidad
Práctica 3. Análisis microbiológico de aguas.
Contenidos:
Detección de organismos indicadores en aguas brutas y de consumo
Métodos del Número más probable y de Filtración en membrana
Detección y cuantificación de bacterias aerobias totales, coliformes y enterococos
BIBLIOGRAFÍA
1. BIBLIOGRAFÍA BÁSICA
Toxicología Ambiental. Evaluación de riesgo para la salud humana (2003).
M.D. Moreno Grau, editores. Mc Graw-Hill.
Casarett & Doull. Manual de Toxicología, 5ª edición (2001).
C.D. Klaases y J. B. Watkins III, editores. Mc Graw-Hill.
Casarett & Doull's Toxicology, the basic science of poisons, 6th edition. (2001).
C. D. Klaasen, editor. Mc Graw-Hill.
Introduction to Environmental Toxicology. Impacts of chemicals upon ecological systems, 2nd edition. (1999).
W. G. Landis y M.-H. Yu. CRC Press.
Microbiología. (1999).
L. Prescott, J. Harley y D. Klein. McGraw-Hill.
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Toxicology. Principles and applications. (1996).
R. J. M. Niesink, J. de Vries y M. A. Hollinger, editores. CRC Press.
Toxicología fundamental. (1997).
M. Repetto. Ediciones Díaz de Santos, S. A.
Handbook of Ecotoxicology. (1995).
D. J. Hoffman, B. A. Rattner, G. A. Burton, Jr. y J. Cairns, Jr., editores. CRC Press.
2. BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA
Medicina legal y Toxicología, 5ª edición. (2001).
J. A. Gisbert Calabuig. Masson S. A.
Curso básico de Toxicología ambiental. (2000).
L. A. Albert. Limusa.
Toxicología Ambiental: evaluación de riesgos y restauración ambiental. (2001).
C. E. Peña, D. E. Carter y F. Ayala-Fierro. Distribuido en Internet por el Superfund basic besearch and training program,
College of Pharmacy, University of Arizona. URL: http://superfund.pharmacy.arizona.edu/toxamb/
Principios de Ecotoxicología. Diagnóstico, tratamiento y gestión del medio ambiente. (2002)
M. Capó Martí. McGraw-Hill
Brock Biología de los Microorganismos. (2003).
M. Madigan, J. Martinko y J. Parker. Pearson Educación.
Medicina preventiva y Salud Pública (1994)
G. Piédrola Gil. Ediciones Científicas y Técnicas
RECURSOS ONLINE:
El material docente, incluyendo guías didácticas de los temas, presentaciones Powerpoint y series de problemas
estarán disponibles en el servidor WebCT de la universidad. Los profesores pueden ser localizados en las siguientes
direcciones de correo electrónico:
Rosario García: [email protected]
Carmen Sánchez: [email protected]
(grupo de tardes)
(grupo de mañanas)
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