Corso di Laurea in Tecniche di Laboratorio Biomedico - Torino

Questo insegnamento concorre agli obiettivi formativi per fornire conoscenze, abilità e attitudini nell’ambito dei servizi diagnostici di laboratorio del corso di laurea in Tecniche di Laboratorio Biomedico. In particolare, approfondendo tematiche relative alle caratteristiche e funzioni della cellula batterica, alla divisione cellulare, ai fattori influenzanti la crescita dei microrganismi e all'interazione ospite-parassita, che sono anche propedeutiche per le attività formative nell’ambito della microbiologia (MED 2882, 2° anno e MED 2891, 3° anno) e per l’insegnamento di Microbiologia speciale (MED 2885, 3° anno). Inoltre, focalizza sugli aspetti pratici e tecnici legati alle tecniche di coltivazione dei batteri e dei miceti, con i principali metodi di diagnosi di laboratorio, che potranno essere utilizzate in tutti gli ambiti professionali dei laureati in Tecniche di Laboratorio Biomedico, sia a livello pubblico che privato. Infine fornirà le basi della conoscenza della microbiologia degli alimenti, focalizzandosi sui principi di conservazione, le fonti di contaminazione e le tecniche di campionamento e analisi microbiologica degli alimenti.

 

Al termine dell’insegnamento lo studente dovrà saper descrivere l’organizzazione strutturale delle cellule batteriche e fungine, e le principali tecniche applicate all’ambito microbiologico. Inoltre, dovrà sapere i meccanismi e le fasi alla base del differenziamento, della genetica batterica e di tutti i fattori che possono concorrere, positivamente o negativamente. con la replicazione batterica. Dovrà inoltre aver acquisito le conoscenze sulle principali intossicazioni e tossinfezioni alimentari e sulle analisi microbiologiche alimentari da attuare al fine di identificare il microrganismo responsabile.

Nello specifico, è atteso che lo studente, nell’ambito della CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE, sappia:

• conoscere le peculiari strutture della cellula batterica ed associarle alle relative funzioni biologiche
• comprendere e riassumere le fasi dei processi di differenziamento temporaneo e reale
• spiegare l’organizzazione, la struttura e la regolazione del materiale genetico batterico
• differenziare i meccanismi di ricombinazione genica
• conoscere e descrivere i fattori che influenzano e controllano la crescita batterica e quelli che sono associati alla virulenza
• classificare i chemioantibiotici
• riassumere le principali caratteristiche delle cellule fungine
• riconoscere e descrivere le fonti di contaminazione degli alimenti, gli indici di qualità e salubrità negli alimenti e i sistemi di controllo effettuati ai fini dell’igiene ambientale e del controllo della filiera produttiva alimentare (HACCP)
• conoscere i piani di campionamento degli alimenti e le analisi microbiologiche a partire dalla preparazione del campione alimentare fino alla ricerca di specifici microrganismi di interesse alimentare.
• distinguere tra Infezioni, intossicazioni e tossinfezioni alimentari

Alla fine di questo insegnamento, nell’ambito CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE, lo studente saprà:

• Allestire e colorare un preparato mediante la colorazione di gram
• Utilizzare un microscopio ottico per osservazioni batteriche e fungine
• Calcolare un fattore d'ingrandimento
• Applicare il percorso diagnostico più opportuno per i differenti campioni biologici nell’ambito microbiologico
• Riconoscere le tecniche per determinazione dell’attività antimicrobica in vitro

Alla fine di questo insegnamento, nell’ambito delle ABILITÀ COMUNICATIVE, lo studente avrà sviluppato capacità di sintesi, rappresentazione ed esemplificazione dei processi coinvolti sia nella proliferazione microbica che nel suo controllo. Inoltre, lo studente saprà utilizzare un lessico scientifico appropriato.

Alla fine di questo insegnamento, nell’ambito della CAPACITÀ DI APPRENDIMENTO, lo studente avrà sviluppato capacità di:

• Riflettere sul proprio metodo di studio sviluppando un pensiero critico e migliorando le performance future attraverso l'analisi della propria esperienza.
• Integrare risorse di diverso tipo per lo studio della materia.

Alla fine di questo insegnamento, nell’ambito della AUTONOMIA NELLA PRODUZIONE INTELLETTUALE E NEL GIUDIZIO CRITICO, lo studente saprà:

• Scegliere un metodo/tecnica adeguati per l’analisi dei campioni biologici nell’ambito microbiologico
• Identificare concetti chiave, sintetizzarli ed esemplificarli.
• Fare un uso consapevole delle risorse in rete per sviluppare approfondimenti della materia in autonomia.

 

    Microbiologia Generale

1. Caratteristiche ed organizzazione della cellula batterica.

    membrana citoplasmatica, peptidoglicano, parete cellulare, PBP, citoplasma, corpo nucleoide. Strutture facoltative della cellula batterica: capsula e strato mucoso, pili e fimbrie, flagelli. Chemiotassi.

2. Microscopia e colorazioni.

    Microscopio ottico in campo chiaro, a contrasto di fase, in campo oscuro, a fluorescenza, elettronico. Esame microscopico dei batteri: osservazione a fresco, a goccia pendente, con celletta di Ranvier o previa colorazione. Colorazione di Gram, di Ziehl-Neelsen, colorazione negativa, colorazione delle spore, dei flagelli.

3. Il differenziamento

    Il differenziamento temporaneo e reale (pleiomorfismo, divisione cellulare, crescita batterica, ciclo L e la spora).

4. Fattori influenzanti la crescita dei microrganismi.

    Fattori nutritivi e fattori ambientali (temperatura, pH, O2 e grado di umidità). I terreni di coltura. Catabolismo e anabolismo. Glicolisi. Fermentazione. Respirazione. Ciclo di Krebs.

5. Genetica batterica.

    Genoma batterico e sua organizzazione. Plasmidi: caratteristiche e funzioni. Duplicazione del DNA. Trascrizione, traduzione e sintesi proteica. Regolazione della sintesi dell’mRNA: sistemi inducibili e reprimibili. Operone lattosio ed operone triptofano. Mutazioni. Scambio genico nelle cellule procariote (ricombinazione genica): trasformazione (esperimento di Griffith), coniugazione (fattore F), trasduzione generalizzata e specializzata.

6. Interazioni ospite-parassita e fattori di virulenza batterici.

    Interazioni ospite-parassita. Le tossine batteriche. Esotossine: classificazione e meccanismo di azione. Endotossine: meccanismo di azione e struttura. Prova dei pirogeni e LAL-test.

7. Controllo della crescita microbica.

    Controllo dei microrganismi mediante sterilizzazione, disinfezione, antisepsi. Agenti fisici e agenti chimici. Classificazione dei chemioantibiotici. Chemioterapici. Cenni sulla determinazione dell’attività antimicrobica in vitro (MIC, MBC, E-test, antibiogramma secondo Kirby-Bauer). Meccanismi di resistenza batterica ai chemioantibiotici e trasmissione genica.

8.    Diagnostica di laboratorio.

    La diagnostica nel laboratorio di batteriologia: studio di un campione biologico dal prelievo alla determinazione dell’attività antimicrobica. Esame microbiologico di feci, urine, sangue, tamponi.

9. Micologia generale.

    Caratteristiche, classificazione dei funghi, esame macroscopico e microscopico dei lieviti e dei funghi filamentosi, riproduzione sessuata ed asessuata, conidiogenesi tallica e conidiogenesi blastica. Differenze tra eucarioti e procarioti.

ESERCITAZIONI IN LABORATORIO: colorazione di Gram. Terreni di coltura. Identificazione fungina.

 

Microbiologia degli Alimenti

 

1. Fattori che controllano lo sviluppo microbico

La temperatura. Alte temperature: caratteristiche di termo-resistenza e fattori che influenzano la termo resistenza microbica; trattamenti termici per ridurre la carica microbica (pastorizzazione, sterilizzazione) e tecnologie emergenti senza trattamento termico; definizione di conserve, semiconserve e prodotti freschi. Basse temperature: refrigerazione e congelamento. Le radiazioni. Radiazioni ionizzanti (raggi beta, X e gamma); radiazioni non ionizzanti (ultrasuoni, raggi infrarossi, raggi UV); radio-resistenza e fattori che influenzano la radio-resistenza. L’attività dell’acqua. Acidità (pH). Potenziale di ossidoriduzione: i gas. Atmosfera modificata. Additivi.

 

2. La contaminazione degli alimenti

Definizioni di contaminazione primaria e secondaria. Microrganismi indici di qualità e salubrità. Fonti di contaminazione: aria, suolo, acqua, piante, animali, uomo. Alterazioni causate dalla moltiplicazione microbica. Contaminazione biologica non microbica e contaminazione non biologica. Igiene e sistema HACCP. Contaminazione ambientale e fonti di contaminazione (materie prime ed acqua, aria confinata, superfici, strutture, impianti e macchinari e utensili, personale). Contaminazione crociata. Igiene ambientale: sanificazione e monitoraggio (con controllo microbiologico dell’aria confinata, delle superfici e del personale).

 

3. Infezioni, intossicazioni e tossinfezioni alimentari

Infezioni alimentari correlate a batteri, parassiti, virus e miceti.

4. Campionamento

Elementi fondamentali di un campionamento. Piano di campionamento. Campionamento delle sostanze alimentari e relativi esempi.

5. Metodi e terreni colturali per l’analisi microbiologica degli alimenti

Preparazione del campione, tecniche di semina, tecniche di conta. Ricerca dei microrganismi di interesse alimentare. Immunosaggi e test biomolecolari. Altre tecniche indirette. Esempi di monitoraggio di acqua e alimenti.

L’insegnamento si articola in due moduli, con un totale di 60 ore di lezione:

Microbiologia generale: prevede 40 ore di lezione di didattica frontale o a distanza che si svolgono in aula con l’ausilio di proiezioni e di 8 ore di attività di laboratorio a piccoli gruppi, per un totale di 48 ore (4 CFU).

Lezioni frontali in aula: presentazioni (ppt) con illustrazioni grafiche, schemi e riassunti, fotografie di terreni di crescita e colorazioni per batteri e funghi.

Attività in laboratorio in presenza del docente e di un collaboratore durante le quali ciascuno studente dovrà allestire un preparato per la colorazione di Gram ed osservarlo in autonomia mediante l’utilizzo di microscopi ottici. Verranno, inoltre, presentati esempi di terreni colturali e tecniche di semina per la crescita microbica.

Microbiologia degli alimenti: prevede 12 ore di lezione (1 CFU) di didattica frontale che si svolgono in aula o a distanza con l’ausilio di proiezioni.

Lezioni frontali in aula: presentazioni (ppt) con illustrazioni grafiche, schemi e riassunti

Microbiologia generale. L’esame consiste in una prova orale, valutata in trentesimi, con domande che vertono su argomenti del programma sia delle lezioni che delle esercitazioni. Le domande hanno lo scopo di verificare il grado di raggiungimento dei risultati di apprendimento attesi e sono delle seguenti tipologie: una domanda sulla parte relativa agli aspetti più teorici della disciplina (i.e. caratteristiche ed organizzazione della cellula batterica, differenziamento, genetica batterica etc.) ed una domanda sulla parte riguardante gli aspetti pratici legati alla materia (i.e. microscopia e colorazioni,  tecniche colturali e principali metodi diagnostici di laboratorio etc.).

In particolare, si darà estrema importanza alla capacità di utilizzare il lessico scientifico appropriato per far emergere la propria conoscenza: i) delle peculiari strutture e dei processi biologici della cellula batterica al fine di associarli alle relative funzioni biologiche, ii) dei fattori/molecole che influenzano e controllano la crescita batterica o sono associate alla virulenza microbica, iii) sulla scelta e descrizione di un metodo/tecnica adeguati per l’analisi dei campioni biologici, o per la determinazione dell’attività antimicrobica in vitro dei farmaci nell’ambito microbiologico.

Microbiologia degli alimenti. L’esame consiste in una prova scritta, valutata in trentesimi, con tre domande aperte: la prima e  la seconda domanda vertono su argomenti generali relativi alla microbiologia degli alimenti, la terza sulle analisi microbiologiche evidenziate a lezione (dalla preparazione del campione alimentare fino alla ricerca di specifici microrganismi di interesse alimentare). In alternativa in seguito a limitazioni imposte da crisi sanitarie l’esame sarà svolto in modalità telematica in forma orale riprendendo gli stessi argomenti richiesti per la prova scritta.

Non sono presenti attività opzionali ma i docenti ed i collaboratori alla didattica del corso integrato sono disponibili per rispondere ai quesiti degli studenti al di fuori dell’orario delle lezioni, previo appuntamento.

 

Microbiologia Generale

Harvey R., Le basi della microbiologia, Zanichelli

Vaughan A., Laboratorio didattico di microbiologia, Ed. Ambrosiana

Cevenini R., Sembri V., Microbiologia e microbiologia clinica, PICCIN

Perry J.J., Staley J.T., Lory S., Microbiologia, ZANICHELLI (2 volumi)

 Microbiologia degli alimenti

Antonietta Galli Volontero, Microbiologia degli alimenti, Casa Editrice Ambrosiana