Toxicologia Mecanística

Código:

MI074234

Sigla:

TOXMEC

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Ciências da Saúde

Ocorrência: 2019/2020 - 2S

Ativa?	Sim
Página Web:	http://moodle.up.pt/course/view.php?id=3646
Unidade Responsável:	Laboratório de Toxicologia
Curso/CE Responsável:	Mestrado Integrado em Ciências Farmacêuticas

Ciclos de Estudo/Cursos

Sigla	Nº de Estudantes	Plano de Estudos	Anos Curriculares	Créditos UCN	Créditos ECTS	Horas de Contacto	Horas Totais
MICF	175	MICF - Plano Oficial	4	-	6	52	162

Língua de trabalho

Português - Suitable for English-speaking students

Objetivos

Principais objetivos de aprendizagem: pretende-se que os estudantes desenvolvam a capacidade de:

• Analisar e interpretar os mecanismos associados à toxicidade dos xenobióticos, sejam eles fármacos, tóxicos ou contaminantes ambientais e alimentares;
• Avaliar, prever e comunicar o risco associado a xenobióticos.

No âmbito das competências transversais, esta Unidade Curricular tem como objetivo contribuir para o desenvolvimento das seguintes:

• Competências Cognitivas: pensamento analítico, crítico, reflexivo e criativo;
• Competências Metodológicas: gestão de tempo, capacidade de planeamento e competências digitais;
• Competências Sociais: comunicação interpessoal e trabalho colaborativo.

Resultados de aprendizagem e competências

Principais resultados de aprendizagem: os estudantes devem ter a capacidade de:

• Explicar os conceitos básicos da Toxicologia;
• Aplicar os indicadores e parâmetros da avaliação de risco aos xenobióticos;
• Relacionar os diferentes fatores (químicos, biológicos e genéticos) que modulam a toxicocinética com a atividade biológica dos xenobióticos no organismo;
• Interpretar as características e respetivas consequências da vulnerabilidade dos diferentes órgãos e sistemas fisiológicos aos efeitos tóxicos dos xenobióticos;
• Descrever os principais mecanismos de toxicidade dos xenobióticos, assim como procedimentos laboratoriais e estudos toxicogenómicos que permitam a sua elucidação;
• Prever as principais consequências, a nível patofisiológico, da atividade tóxica dos xenobióticos;
• Interpretar protocolos e dados experimentais relacionados com estudos da atividade tóxica de xenobióticos;
• Pesquisar fontes de informação credíveis na área da toxicologia;
• Interpretar comunicações de risco proveniente de fontes jornalísticas e ou científicas;
• Comunicar o risco associado a fármacos e outros xenobióticos.

Modo de trabalho

Presencial

Pré-requisitos (conhecimentos prévios) e co-requisitos (conhecimentos simultâneos)

A unidade curricular Toxicologia Mecanística requer conhecimentos prévios relacionados com a Química, Farmacologia, Bioquímica, Genética e Biologia Molecular. Estas unidades curriculares devem, por isso, anteceder o ensino da Toxicologia Mecanística. Os seus conhecimentos são fundamentais para a compreensão da relação das estruturas químicas dos xenobióticos com a sua atividades biológica, farmacológica e/ou tóxica, das alterações bioquímicas decorrentes da sua ação e da importância da genética como fator modulador da sua disposição e efeito.

Programa

Programa Teórico

1. Introdução à toxicologia:

• Aspetos históricos. Evolução dos conhecimentos e dos conceitos no domínio da Toxicologia
• Conceitos básicos na Toxicologia Moderna
• Epidemiologia das intoxicações: dados do Centro de Informação Antivenenos (CIAV) em Portugal e do “National Poison Data System” dos EUA
• Avaliação de risco: biomarcadores, relação dose/resposta e fenómeno de hormesis
• Parâmetros de avaliação de risco
• Definições no contexto da Toxicocinética e da Toxicodinâmica
• Introdução aos mecanismos de citotoxicidade: fases de desenvolvimento

2. Disposição dos xenobióticos nos sistemas biológicos (toxicocinética)

• Microbiota e sua influência na atividade biológica dos xenobióticos
• Absorção distribuição e excreção de xenobióticos
• Membranas celulares
• Principais mecanismos e vias de entrada, distribuição e excreção dos xenobióticos no organismo
• Transportadores membranares: SLC e ABC. Relevância na eficácia e toxicidade dos fármacos
• Consequências toxicológicas em função das vias de entrada, distribuição e excreção dos xenobióticos no organismo
• Metabolismo dos xenobióticos
• Características gerais do processo metabólico: Metabolismo hepático e extra-hepático. Destoxificação versus bioativação e sua importância no “Drug Design”
• Fases metabólicas e processos de destoxificação/bioactivação
• Reações de Fase I: Reações microssomais e não microssomais. Oxidações, reduções e hidrólises (incluindo hidratações)
• Reações de Fase II: Glucuronidação, sulfonação, metilação, acetilação, conjugação com aminoácidos e com glutationa
• Simplificação dos conjugados com glutationa
• Fase 0 e III: relação com a atividade dos transportadores membranares de influxo e de efluxo
• Fatores que afetam a toxicocinética e a toxicodinâmica
• Fatores químicos e biológicos
• Fatores genéticos (farmacogenética e toxicogenética)

3. Respostas tóxicas aos xenobióticos

• Mecanismos de citotoxicidade
• Toxicidade mitocondrial e morte celular
• Teratogenicidade, imunotoxicidade, toxicidade genética, carcinogenicidade e fenómenos toxicoepigenéticos/epigenómicos
• Definições, características e mecanismos associados
• Exemplos de xenobióticos indutores destes fenómenos de toxicidade e respetivos mecanismos

• Órgãos e sistemas alvo dos xenobióticos:
• Fígado, rim, coração, sistemas nervoso e respiratório
• Características de vulnerabilidade e tipos de danos
• Xenobióticos tóxicos e mecanismos de toxicidade
• Biomarcadores de toxicidade
• Toxicologia de sistemas: estudos toxicogenómicos, transcriptómicos e metabolómicos

 

Programa Laboratorial

 1. Percepção e Comunicação de Risco

• Caracterização dos conceitos e competências relacionados com a percepção e comunicação de risco
• Apresentação de páginas web na área da Toxicologia: página web do Serviço de Toxicologia, bases de dados, sítios institucionais e revistas científicas
• Pesquisas na área da Toxicologia na Internet
• Comunicações orais e desenvolvimento monografias em páginas web relativas à avaliação e comunicação de risco de xenobióticos.

2. Sistema Metabólico (Citocromo P450 e Transportadores Membranares): fenómenos de indução, inibição e ativação enzimática/transportadores membranares (mecanismos de citotoxicidade)

• Sistema Metabólico (Citocromo P450 e Transportadores Membranares): fenómenos de indução, inibição e ativação enzimática/transportadores membranares
• Avaliação da indução, ativação e inibição da glicoproteína-P por xenobióticos e agentes terapêuticos em culturas celulares (Caco-2).

3. Stress Oxidativo (mecanismos de citotoxicidade)

• Caracterização do stress oxidativo e fenómenos associados
• Estudo da bioativação do paracetamol, pela depleção de GSH, em células HepG2 induzidas ou não com fenobarbital (testar diferentes concentrações de paracetamol)
• Avaliação da peroxidação lipídica por incubação com catecolaminas, metais de transição e tert-butilhidroperóxido em membranas biológicas.

4. Alterações da homeostasia iónica (mecanismos de citotoxicidade)

• Caracterização do fenómeno de alterações iónicas ao nível celular
• Avaliação da inibição da atividade da bomba de Na⁺/K⁺ por compostos digitálicos em sinaptossomas.

Programa mais detalhado em: https://docs.google.com/document/d/1WzLUD1OxPyUsrQ4wfNVqUZx2ncW9QBWQMYKevcZ3X30/edit?usp=sharing

Bibliografia Obrigatória

Klaassen Curtis D. 340; Casarett and Doull99s toxicology. ISBN: 978-0-07-176923-5 (Livro de estudo principal)
Dinis-Oliveira Ricardo Jorge 340; Toxicologia fundamental. ISBN: 978-989-752-286-4

Bibliografia Complementar

Nelson Lewis S. 070; Goldfrank.s toxicologic emergencies. ISBN: 978-0-07-160593-9
Dinis-Oliveira Ricardo Jorge 340; Toxicologia forense. ISBN: 978-989-693-045-5
Brunton Laurence 340; Goodman & Gilman.s manual of pharmacology and therapeutics. ISBN: 978-0-07-110443-2
Timbrell John A.; Principles of biochemical toxicology. ISBN: 978-0-8493-7302-2

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

As aulas serão leccionadas pelos docentes da UC. Ocasionalmente poderão ser leccionadas por convidados, cuja área de especialização seja considerada pelo regente uma mais-valia para as referidas aulas. Todas as aulas serão no entanto acompanhadas pelos docentes da UC.

AULAS TEÓRICAS:

• As aulas teóricas são essencialmente magistrais, ministradas com recurso a um sistema de apresentação de diapositivos PowerPoint via Data-Show e/ou com recurso a uma ferramenta (“Explain Everything”) a usar em plataforma móvel, que permite a gravação da aula (voz e imagem do PowerPoint).
• Os estudantes são constantemente desafiados a interpretar os fenómenos descritos e a questionarem o docente relativamente às matérias lecionadas.
• São propostos problemas a serem resolvidos posteriormente pelos estudantes com recurso à componente e-Learning da unidade curricular.

 

AULAS LABORATORIAIS:

• As aulas laboratoriais versam temas considerados importantes da unidade curricular, tentando realçar experimentalmente os fenómenos toxicológicos subjacentes de uma forma pedagógica.
• As aulas laboratoriais são sempre precedidas de aulas que contextualizam os trabalhos laboratoriais. Nestas aulas é aplicada a metodologia de “aula invertida”, na qual os estudantes discutem questões relacionadas com o tema, tendo por base uma aula gravada em vídeo.
• Os estudantes, no laboratório, formam pequenos grupos compostos por um máximo de 3 elementos para execução dos trabalhos experimentais.
• Os estudantes são acompanhados pelo docente durante a execução dos trabalhos propostos, permitindo a constante análise e interpretação dos mesmos.
• Os resultados são discutidos no final da aula.

 

COMPONENTE PRÁTICA (em contexto de turma laboratorial):

• Como trabalho colaborativo (em grupos com o máximo de 3 elementos) na área da toxicologia, promove-se o desenvolvimento de páginas web onde se desenvolvam monografias referentes a fatores de risco (desenvolvendo igualmente conhecimentos e competências na área da percepção e comunicação de risco) importantes para o domínio público e com uma forte vertente de comunicação de risco. Estas monografias ficam alojadas na plataforma da Moodle. Posteriormente, as monografias de maior qualidade científica passam a estar disponíveis na página do Serviço de Toxicologia.
• As aulas práticas para a realização do trabalho descrito no ponto anterior são precedidas de uma aula explicativa a ocorrer no início do semestre;
• Os estudantes são acompanhados pelo docente durante a execução dos trabalhos propostos, promovendo uma articulação entre os elementos do grupo, esclarecendo dúvidas e apoiando na execução dos mesmos;
• Cada grupo deverá fazer uma comunicação de risco, a ocorrer no final do semestre, com base nos conhecimentos adquiridos;
• Os trabalhos práticos são submetidos no final do semestre para avaliação.

 

PLATAFORMA DE E-LEARNING:

• É apresentada numa aula laboratorial, que é ministrada numa sala de computadores com ligação à Internet.
• É suportada por uma página do Serviço de Toxicologia, uma plataforma e-Learning (Moodle) e pelo desenvolvimento de páginas web pelos estudantes relativas a monografias na área da comunicação de risco em Toxicologia.
• A página web do Serviço de Toxicologia (www.ff.up.pt/toxicologia), elaborada pelo regente desta UC, disponibiliza não só informações gerais sobre o Serviço de Toxicologia como também ligações (links) a páginas, revistas científicas e bases de dados essenciais nesta área de estudo. Toda esta informação é transmitida aos estudantes na primeira aula laboratorial com recurso a computadores com ligação à Internet.
• No âmbito do projecto eLearning@UP, é organizada uma página da unidade curricular na plataforma Moodle onde se disponibilizam os conteúdos pedagógicos e as ferramentas de comunicação essenciais para a sua aprendizagem. Nesta página encontram-se não só os conteúdos em formato pdf de todos os diapositivos das aulas, como também artigos científicos, exames de anos anteriores (com correcção), fotografias e filmes elaborados durante as aulas laboratoriais, monografias desenvolvidas pelos estudantes, ligação à página do Serviço de Toxicologia e à bibliografia adotada na UC.
• A comunicação com os estudantes é facilitada pela ferramenta dos avisos da plataforma da Moodle e pelo e-mail.
• São estabelecidos fóruns de discussão sobre casos clínicos ou forenses que envolvam matéria abordada no âmbito do programa da unidade curricular.

PERÍODOS DE ATENDIMENTO PEDAGÓGICO

Estabelecidos na 1ª aula teórica.

Palavras Chave

Ciências da Saúde > Ciências farmacológicas > Toxicologia

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída com exame final

Componentes de Avaliação

Designação	Peso (%)
Exame	60,00
Teste	20,00
Trabalho escrito	20,00
Total:	100,00

Componentes de Ocupação

Designação	Tempo (Horas)
Estudo autónomo	100,00
Frequência das aulas	52,00
Trabalho de investigação	10,00
Total:	162,00

Obtenção de frequência

Assiduidade: as aulas teóricas não são obrigatórias. As aulas Laboratoriais seguem as normas de avaliação em vigor, ou seja, o estudante não pode exceder o número limite de faltas correspondente a 25% das aulas previstas.
Frequência: a frequência é válida para o ano letivo corrente e para os 2 anos letivos seguintes. Assim, para o ano letivo corrente, consideram-se válidas as frequências obtidas nos anos letivos 2016/17 e 2017/18.

Fórmula de cálculo da classificação final

A avaliação de conhecimentos é do tipo “Avaliação distribuída com exame final” e é realizada em concordância com as normas de avaliação em vigor para o ano letivo 2018/19. Assim, a avaliação da UC versa os conhecimentos e competências das componentes teórica (cotado em 12 valores) e laboratorial (cotado em 8 valores). Esta avaliação é composta por um exame escrito final que versa os conhecimentos e competências adquiridos pela componente teórica (correspondente a 12 valores) e por uma avaliação distribuída que avalia a componente laboratorial (correspondente a 8 valores).

A avaliação distribuída, dos estudantes a frequentar a componente laboratorial, decorre de 2 processos de avaliação:

• Um exame escrito, a decorrer a meio de semestre, acessível aos estudantes que estão a frequentar a UC neste ano letivo e que versa os conhecimentos adquiridos nas aulas laboratoriais. Esta avaliação é cotada em 4 valores. Os estudantes que optarem por não realizar este evento de avaliação distribuída serão avaliados através de exame escrito, contemplando a componente laboratorial da UC (também cotado para 4 valores), a realizar em simultâneo com o exame escrito final.
• Trabalho de grupo (2 a 3 estudantes por grupo) de “Comunicação de Risco de Xenobióticos” em páginas web no âmbito bloco 1 do programa laboratorial, a entregar no final do semestre. Os critérios de avaliação do trabalho serão disponibilizados na aula de contextualização do mesmo e incluem a avaliação de uma comunicação de risco a realizar oralmente (com um tempo máximo de 5 min) pelo grupo,. Esta avaliação é cotada em 4 valores.

A classificação final do estudante corresponde à soma das suas classificações obtidas na avaliação da componente teórica e da componente laboratorial. Não é exigida uma classificação mínima na avaliação da componente laboratorial para acesso ao exame escrito final. Não se aplica a prova oral na avaliação desta UC. Os estudantes serão aprovados, caso a sua classificação final seja igual ou superior a 9,50 valores.

Importante:

• Os estudantes que, tendo realizado o exame escrito no evento da avaliação distribuída da componente laboratorial, reprovem após a avaliação do exame escrito final, podem manter ou abdicar do resultado na referida avaliação distribuída enquanto a sua frequência na unidade curricular for válida.
• Os estudantes que frequentaram pela primeira vez esta UC no ano letivo 2016/17 e 2017/18 mantêm a classificação da avaliação distribuída e serão avaliados segundo os métodos aplicados para avaliação nesta UC no respetivo ano letivo. Caso pretendam melhorar a componente laboratorial ou o trabalho de grupo de comunicação de risco deverão frequentar novamente a unidade curricular. A componente laboratorial pode, no entanto, ser melhorada em exame final.

 

Provas e trabalhos especiais

Os estudantes são convidados a resolver problemas lançados durante o semestre nas aulas ou no Fórum de Discussão da plataforma Moodle. A resolução destes problemas é premiada com um bónus. O bónus, até ao máximo de 1 valor, será acrescentado à nota final da unidade curricular aos estudantes que conseguirem uma classificação na sua avaliação (distribuída mais exame final) entre 8,0 e 19,0 valores.

Avaliação especial (TE, DA, ...)

Os estudantes que por motivos especiais contemplados na lei não forem avaliados na componente distribuída poderão sê-lo por exame final. Nestas circunstâncias, a componente do exame escrito decorrerá juntamente com o exame escrito final e a componente do trabalho será avaliada após apresentação e discussão do mesmo na data do exame laboratorial final.

Melhoria de classificação

Melhoria de classificação:

• A melhoria de classificação final é realizada através de:
• um exame final escrito cotado para 16 valores (12 valores correspondentes à componente teórica e 4 valores correspondentes à componente laboratorial), ou
• um exame final escrito cotado para os 12 valores correspondentes à componente teórica, caso o estudante pretenda manter a classificação obtida na componente escrita da avaliação laboratorial que decorreu no evento da avaliação distribuída.
• Melhoria da classificação da avaliação distribuída:
• A componente escrita da avaliação distribuída, a decorrer a meio do semestre, corresponde a uma antecipação da componente laboratorial escrita do exame final a decorrer na época normal. Assim, caso um estudante pretenda melhorar esta classificação, não o poderá fazer no exame da época normal do presente ano letivo, mas sim no da época de recurso (ou outra época de exames posterior) juntamente com o exame teórico;
• A melhoria na componente trabalho de grupo da avaliação distribuída só poderá ocorrer por nova frequência da Unidade Curricular. Não é permitida a melhoria em exame final desta componente da avaliação distribuída.

Observações

Um ficha da UC mais detalhada está disponível em:
https://docs.google.com/document/d/1WzLUD1OxPyUsrQ4wfNVqUZx2ncW9QBWQMYKevcZ3X30/edit?usp=sharing

Alterações decorrentes do Plano de Contingência Covid-19:

• Apesar das alterações impostas aos "Métodos de Ensino e Atividades de Aprendizagem", o programa da UC foi lecionado na sua totalidade com os ajustes abaixo indicados:
• As aulas teóricas a partir do sumário nº 9 passaram a ocorrer à distância, quer pela disponibilização de vídeos previamente gravados quer por sessões síncronas, em conformidade com o indicado em cada sumário.
• As aulas práticas/laboratoriais a partir do sumário nº 5 passaram a ocorrer à distância, havendo uma reorganização do plano previamente estabelecido: antecipando as aulas de apoio aos trabalhos de grupo de "Comunicação de Risco", sendo este apoio realizado em sessões síncronas em conformidade com o indicado nos sumários; e a componente laboratorial foi lecionada em sessões síncronas em que se apresentou e discutiu os protocolos laboratoriais, assim como os resultados esperados.
• Avaliação da UC decorreu com os elementos de avaliação previstos e com igual fórmula de cálculo da classificação final. Ocorreram algumas alterações nos processos de avaliação e ajustes no calendário dos momentos de avaliação:
• Entrega dos trabalhos de Comunicação de risco até 30 de abril.
• A avaliação Moodle (da componente prática) decorreu à distância (e não presencialmente) a 30 de maio e a 4 de junho (para os estudantes que não conseguiram reunir condições para avaliação no dia 30). A avaliação decorre com recurso a mecanismos de garantia de integridade académica.
• A avaliação final dos estudantes das Regiões Autónomas e dos Estudantes de Mobilidade ocorre, a pedido dos referidos estudantes, por avaliação à distância (e não presencial) no dia útil anterior à avaliação presencial. A avaliação decorre com recurso a mecanismos de garantia de integridade académica.
• Melhoria da classificação. Ocorreram as seguintes alterações ao previamente estabelecido na ficha da UC:
• A componente escrita da avaliação distribuída pode ser objeto de segunda oportunidade de avaliação em exame a ocorrer na data (7 de julho, 10h30) do exame laboratorial da época normal (e não juntamente com o exame teórico da época de recurso, como previamente definido na ficha da UC). Esta avaliação não carece de inscrição para melhoria nos serviços académicos (mas sim de email ao regente até 3 de julho), pelo que o estudante ao realizar esta prova abdica da classificação obtida na avaliação distribuída. Esta avaliação é presencial ou à distância, por escolha do estudante. 
• Na época de recurso, apenas é possível melhorar a classificação da componente teórica, carecendo de inscrição nos serviços académicos para o efeito.