Scheda programma d'esame
GENERAL PATHOLOGY AND PATHOGENETIC MECHANISMS OF BACTERIA
ALESSANDRO CORTI
Academic year2022/23
CourseBIOLOGY APPLIED TO BIOMEDICAL SCIENCES
Code116FF
Credits9
PeriodSemester 2
LanguageItalian

ModulesAreaTypeHoursTeacher(s)
PATOLOGIA GENERALE E MECCANISMI PATOGENETICI DEI BATTERIMED/04,MED/07LEZIONI72
GIOVANNA BATONI unimap
ALESSANDRO CORTI unimap
Obiettivi di apprendimento
Learning outcomes
Conoscenze

MODULO PATOLOGIA GENERALE: Comprendere la natura dei processi patologici ed i meccanismi biochimici e molecolari attraverso i quali gli agenti patogeni li determinano

MODULO MECCANISMI MOLECOLARI DELLA PATOGENICITA' BATTERICA: Acquisizione di nozioni fondamentali circa i meccanismi con cui microrganismi di rilevanza medica causano malattie ancora molto diffuse nell’uomo e delle modalità con cui tali malattie possono essere studiate e prevenute.

Knowledge

The student who successfully completes the course will be able to demonstrate a solid knowledge of - the nature and activity of biological, physical and chemical agents causing diseases in humans - the mechanisms of the response to pathogens of cells, tissues, organisms - the nature, and progression of human disease and the mechanisms of healing.

Modalità di verifica delle conoscenze

L'accertamento delle conoscenze avverrà tramite esame orale. I docenti sono disponibili ad incontri di approfondimento da concorcordare con gli studenti.

Assessment criteria of knowledge

Oral exam.

Capacità

Lo studente acquisirà la conoscenza dei processi patologici alla base delle malattie (infiammazione, degenerazione, neoplasia), della natura delle loro cause (fisiche, chimiche, biologiche), delle modalità biochimiche, molecolari e cellulari attraverso cui tali cause agiscono.

Inoltre, lo studio dei meccanismi di patogenicità batterica e delle tecnologie oggi impiegate per l’identificazione dei principali fattori di virulenza e per la messa a punto di nuove strategie vaccinali è fondamentale per fornire al biologo la capacità di svolgere attività di ricerca o di divulgazione in ambito biomedico. 

Modalità di verifica delle capacità

L'accertamento delle conoscenze avverrà tramite esame orale, durante il quale saranno valutate sia le conoscenze acquisite, sia il corretto utilizzo del linguaggio tecnico proprio della materia.

Assessment criteria of skills

Academic progress will be verified during the exam session.

During the oral exam the student must be able to demonstrate his/her knowledge of the course material and be able to discuss the course contents thoughtfully and with propriety of expression.

Comportamenti

Lo studente potrà acquisire e/o sviluppare sensibilità verso problematiche legate al controllo, diffusione, patogenesi e diagnosi di laboratorio delle malattie infettive.

Behaviors

The student will be able to acquire knowledeges about problems related to the control, diffusion, pathogenesis and laboratory diagnosis of infectious diseases.

Modalità di verifica dei comportamenti

Le capacità acquisite dagli studenti saranno valutate durante l'esame orale

Assessment criteria of behaviors

The assessment of the skills will be verified during the exam session

Prerequisiti (conoscenze iniziali)

Biologia Generale, Biochimica, Anatomia, Immunologia, Microbiologia generale

Prerequisites

Cellular biology, biochemistry, anatomy, immunology, microbiology

Indicazioni metodologiche

Lezioni frontali

Teaching methods

Lectures

Programma (contenuti dell'insegnamento)

MODULO MECCANISMI MOLECOLARI DELLA PATOGENICITA' BATTERICA

  • La flora normale dell'uomo: definizioni, acquisizione, distribuzione, proprietà. Il microbiota intestinale. Effetti benefici della flora normale: funzione protettiva, trofica, metabolica. Conseguenze negative associate con l'alterazione della flora normale; il caso di Clostridium difficile. Probiotici, prebiotici e simbiontici. Dismicrobismo intestinale e stati morbosi. Trapianto di feci.
  • I patogeni opportunisti: definizioni ed esempi.
  • Gli agenti patogeni franchi. I postulati di Koch e loro estensione. Genetica della patogenicità. Porta di entrata, dose infettante, dose letale. Misura della DL50. Meccanismi di patogenicità: invasività; evasione dai meccanismi dell'immunità naturale con particolare riferimento alla fagocitosi; evasione dai meccanismi dell'immunità specifica; invasine batteriche.
  • Le tossine batteriche. Confronto esotossine endotossine. Classificazione delle esotossine ed esempi. Effetti biologici delle endotossine.
  • Fasi del processo infettivo. Infezioni esogene ed endogene.
  • I biofilm: definizione. Tappe della formazione dei biofilm. Struttura dei biofilm. Proprietà delle cellule in biofilm rispetto alla vita planktonica. Tipi di interazioni microbiche. Importanza medica dei biofilm.
  • Clostridium tetani ed il tetano: caratteristiche generali del genere Clostridium; C. tetani: caratteri morfologici, tossina tetanica, patogenesi del tetano, forme cliniche, vaccino profilassi, immunoprofilassi.
  • Bacilli Gram-negativi non fermentanti. Pseudomonas aeruginosa: caratteri morfologici e metabolici, coltivazione, diffusione. Fattori di virulenza cellulari e secreti. Infezioni nell'uomo. P. aeruginosa e la fibrosi cistica. Evoluzione dei ceppi mucoidi e loro adattamento all'ambiente polmonare. Cenni di diagnosi di laboratorio. La farmaco-resistenza di P. aeruginosa.
  • Genere Neisseria: Neisseria meningitidis e la meningite cerebro-spinale-epidemica. Caratteristiche generali dei microrganismi appartenenti al genere Neisseria. Sierogruppi e sierotipi di Neisseria meningitidis. Fattori di virulenza. Epidemiologia. Immunità. Patogenesi della meningite. Vaccini. Diagnosi di laboratorio
  • Caratteristiche generali di Helicobacter pylori. La storia della sua scoperta. Epidemiologia delle infezioni da H. pylori. Possibili evoluzioni dell'infezione. Fattori di virulenza e di patogenicità di H. pylori. Fattori dell'ospite che influenzano le conseguenze dell'infezione.
  • I microrganismi appartenenti al genere Streptococcus; proprietà generali e classificazione. Streptococcus pyogenes: determinanti patogenicità strutturali e secreti, patologie associate all'infezione streptococcica, infezioni acute localizzate e sistemiche, malattie post-streptocociche. Streptococcus mutans e la carie. Determinanti di patogenicità dei batteri cariogeni. Vaccini anticarie.
  • Caratteristiche generali del genere Mycobacterium. Proprietà tintoriali. Coltivazione. La parete dei micobatteri. Epidemiologia della tubercolosi. Misure di controllo della tubercolosi. Patogenesi della tubercolosi. Il granuloma tubercolare o tubercolo. Popolazioni linfocitarie che partecipano alla protezione. Il test tubercolinico. Meccanismi di sopravvivenza nel macrofago. Principali metodologie impiegate per l'identificazione e lo studio dei geni di virulenza di M. tuberculosis. Il vaccino antitubercolare: vantaggi e limiti. Il sistema di secrezione ESX-1 e i principali fattori di virulenza di M. tuberculosis.
  • Il microrganismi appartenenti al genere Chlamydia: proprietà generali, struttura, principali specie patogene per l'uomo, il ciclo vitale dimorfico

 

MODULO PATOLOGIA GENERALE

  • Inquadramento del corso - Concetti di stato patologico, fenomeno morboso, processo morboso, malattia; la natura delle malattie; scopo della Patologia Generale.
  • Eziologia Generale - Alte e basse temperature ambientali. Ustioni: cause, morfologia, effetti generali, evoluzione. Congelamenti: cause, morfologia, effetti generali, evoluzione. Radiazioni eccitanti: azione patogena, ruolo delle sostanze fotodinamiche, conseguenze immediate e ritardate della loro azione e meccanismi biochimici e molecolari. Radiazioni ionizzanti: natura, unità di misura di interesse biologico, sorgenti di esposizione; azione sulla macromolecole biologiche: danno diretto e indiretto, natura e meccanismi del danno al DNA, lipidi e proteine; meccanismi di difesa; effetti cellulari; effetti sui tessuti; la panirradiazione. I traumi e la guarigione delle ferite: prima e seconda intenzione; il processo di riparazione: il tessuto di granulazione e la cicatrice; le fratture ossee; fattori di crescita e loro ruolo nella guarigione delle ferite. Il danno da acidi, basi e detergenti; tossici e veleni; le sintesi letali; meccanismi di difesa contro gli agenti tossici; principali classi di veleni; principali classi di tossici ambientali, le biotrasformazioni. Patologia da radicali liberi.
  • Patologia CellulareRisposta allo stress cellulare e meccanismi di adattamento; atrofia ed ipertrofia, ipoplasia e iperplasia, metaplasia e displasia. Danno cellulare reversibile ed irreversibile: cause, meccanismi generali ed aspetti morfologici; la necrosi: aspetti morfologici e meccanismi molecolari; ruolo del calcio. Autofagia e necroptosi. Il danno da ischemia-riperfusione. L'infarto. Le gangrene. Le malattie da accumulo: steatosi; aterosclerosi. L'amilodosi: natura, morfologia e patogenesi della deposizione amiloide.
  • Infiammazione - Definizione e segni cardinali; effettori cellulari dell'infiammazione e loro funzioni; le modificazioni emodinamiche del microcircolo; le alterazioni della permeabilità endoteliale e la formazione dell'essudato; patogenesi, meccanismi emodinamici e molecolari del reclutamento leucocitario: ruolo delle molecole di adesione. Recettori e meccanismi di innesco dell'infiammazione. Mediatori chimici dell'infiammazione acuta: natura delle diverse classi dei mediatori, loro recettori: natura delle diverse classi di mediatori, loro recettori, ruolo nella regolazione del processo infiammatorio. Quadri istopatologici dell'infiammazione acuta. L'infiammazione cronica specifica ed aspecifica; natura, struttura ed evoluzione delle lesioni granulomatose; ruolo del macrofago nel processo infiammatorio acuto e cronico; la fagocitosi e l'esplosione respiratoria dei fagociti; meccanismi dell'azione battericida dei fagociti; le conseguenze sistemiche dell'infiammazione; lo shock settico.
  • Oncologia - Tumori benigni e maligni; nomenclatura, classificazione, gradazione e stadiazione dei tumori. Aspetti citologici ed istopatologici dei tumori; le atipie della cellula neoplastica. Fattori genetici, chimici, fisici, biologici ed ormonali della cancerogenesi; le principali classi di cancerogeni chimici e loro meccanismo d'azione. Alimentazione e neoplasie. La cancerogenesi ambientale e professionale. La predisposizione allo sviluppo di neoplasie: ruolo del polimorfismi del metabolismo degli xenobiotici. Principi di epidemiologia dei tumori. La cancerogenesi a stadi: modelli sperimentali e corrispettivi umani: le lesioni preneoplastiche. Concetti di iniziazione e promozione. La progressione neoplastica. La trasformazione neoplastica: cenni su proto-oncogeni e geni oncosoppressori: principali tipi di recettore, vie di trasduzione del segnale e loro disregolazioni associate a proliferazione e differenziamento della cellula neoplastica. Invasività tumorale; natura delle metastasi neoplastiche, caratteristiche delle cellule metastatiche e vie di metastatizzazione; natura e ruolo dell'angiogenesi neoplastica; fattori angiogenetici ed anti-angiogenetici. Il microambiente tumorale. La cachessia neoplastica e le sindromi paraneoplastiche. Cenni di immunità antitumorale.

 

 

Syllabus

The main topics of the course are the aetiology of human disease, with particular emphasis on biological, physical an chemical agents and their mechanisms of action. The course will cover also the molecular and cellular elements involved in the reponse to pathogens and in the pathogenesis of human inflammatory, degenerative and neoplastic disease.

 

MODULE OF: MECHANISMS Of BACTERIAL PATHOGENICITY

The normal flora of man: definitions, acquisition, distribution, properties. The intestinal microbiota. Beneficial effects of normal flora: protective, trophic, metabolic function. Negative consequences associated with the alteration of the normal flora; the case of Clostridium difficile. Probiotics, prebiotics and symbionts. Intestinal dysmicrobism and morbid conditions. Stool transplant.

The opportunistic pathogens: definitions and examples.

Higly pathogenic bacteria. Koch's postulates and their extension. Genetics of pathogenicity. Door of entry, infectious dose, lethal dose. Measurement of the DL50. Pathogenic mechanisms: invasiveness; evasion from the mechanisms of natural immunity with particular reference to phagocytosis; evasion from the mechanisms of specific immunity; bacterial invasins. Bacterial toxins. Comparison of exotoxins and endotoxins. Classification of exotoxins and examples. Biological effects of endotoxins. Stages of the infectious process. Exogenous and endogenous infections.

Biofilms: definition. Stages of biofilm formation. Structure of biofilms. Properties of cells in biofilms with respect to planktonic life. Types of microbial interactions. Medical importance of biofilms. Clostridium tetani and tetanus: general characteristics of the genus Clostridium; C. tetani: morphological characters, tetanus toxin, pathogenesis of tetanus, clinical forms, vaccine prophylaxis, immunoprophylaxis.

Non-fermenting Gram-negative bacilli. Pseudomonas aeruginosa: morphological and metabolic characters, cultivation, diffusion. Cellular and secreted virulence factors. Infections in humans. P. aeruginosa and cystic fibrosis. Evolution of mucoid strains and their adaptation to the lung environment. Outline of laboratory diagnosis. The drug resistance of P. aeruginosa.

Genus Neisseria: Neisseria meningitidis and cerebro-spinal-epidemic meningitis. General characteristics of microorganisms belonging to the genus Neisseria. Serogroups and serotypes of Neisseria meningitidis. Virulence factors. Epidemiology. Immunity. Pathogenesis of meningitis. Vaccines. Laboratory diagnosis

General characteristics of Helicobacter pylori. The story of its discovery. Epidemiology of H. pylori infections. Possible evolutions of the infection. Virulence and pathogenicity factors of H. pylori. Host factors influencing the consequences of infection.

Microorganisms belonging to the genus Streptococcus; general properties and classification. Streptococcus pyogenes: structural and secreted pathogenic determinants, pathologies associated with streptococcal infection, acute localized and systemic infections, post-streptococic diseases. Streptococcus mutans and caries. Determinants of pathogenicity of cariogenic bacteria. Anticaries vaccines.

General characteristics of the genus Mycobacterium. Staining properties. Cultivation. The wall of mycobacteria. Epidemiology of tuberculosis. Tuberculosis control measures. Pathogenesis of tuberculosis. The tuberculous granuloma or tubercle. Lymphocyte populations participating in protection. The tuberculin test. Macrophage survival mechanisms. Main methodologies used for the identification and study of M. tuberculosis virulence genes. The tuberculosis vaccine: advantages and limitations. The ESX-1 secretion system and the main virulence factors of M. tuberculosis.

The microorganisms belonging to the genus Chlamydia: general properties, structure, main pathogenic species for humans, the dimorphic life cycle

Bibliografia e materiale didattico

Testi di riferimento

1) Pontieri, Russo, Frati – Patologia Generale e Fisiopatologia generale, 1° volume (Ed. Piccin)

2) Robbins – Fondamenti di Patologia e di Fisiopatologia (Ed. Edra Masson)

3) Sherris “Microbiologia medica”, EMSI

4) Antonelli, Clementi, Pozzi, Rossolini; “Principi di Microbiologia medica” Casa Editrice ambrosiana

 

Altro

Power Point delle lezioni

Bibliography

Pontieri, Russo, Frati: Patologia generale e fisiopatologia generale, I volume (Ed. Piccin)

Robbins - Basic Pathology (Ed. Elsevier)

 

Piccin MEDICAL MICROBIOLOGY: with STUDENT CONSULT, Patrick R. Murray, Ken S. Rosenthal, Michael A. Pfaller, 7th edition.

Principi di MICROBIOLOGIA MEDICA, Guido Antonelli, Massimo Clementi, Gianni Pozzi, Gian Maria Rossolini, CASA EDITRICE AMBROSIANA, edizione 2012.

LE BASI DELLA MICROBIOLOGIA, con approfondimenti clinici, Richard A. Harvey, Pamela C. Champe, Bruce D. Fisher, ZANICHELLI

Modalità d'esame

Esame orale che prevede un colloquio sugli argomenti trattati a lezione

Assessment methods

Oral exam

Updated: 29/07/2022 13:10