Ecotoxicological potential of Non-Steroidal Anti-Inflammatory Drugs (NSAIDs) in marine organisms: bioavailability, biomarkers and natural occurrence in Mytilus galloprovincialis

I residui dei composti farmaceutici presenti in ambiente rappresentano una problematica emergente dato che le informazioni riguardo la loro presenza, distribuzione e potenziale ecotossicologico sono molto limitate, specialmente per le aree costiere. In questa tesi è stata valutata la sensibilità del mitilo Mediterraneo Mytilus galloprovincialis nei confronti di diversi farmaci anti infiammatori non steroidei (FANS), applicando un approccio integrato che ha previsto sia attività di laboratorio che indagini di campo. In condizioni di laboratorio i mitili sono stati esposti a diverse concentrazioni ambientalmente realistiche (25, 2.5 e 0.5 μg/L) di acetaminofene AMP, diclofenac DIC, ibuprofene IBU, ketoprofene KET e nimesulide NIM, per diversi tempi di esposizione (da 14 a 60 giorni). Il potenziale ecotossicologico dei FANS è stato valutato combinando le analisi chimiche del bioaccumulo dei farmaci con un approccio multi-biomarker, basato sullo studio di un ampio numero di risposte subcellulari che rappresentano dei segnali di allerta precoce di alterazione cellulare e di tossicità. Per alcune condizioni sperimentali, le alterazioni funzionali misurate a livello cellulare sono state integrate con modificazioni trascrittomiche a livello molecolare attraverso la tecnica di microarray a DNA. I risultati ottenuti hanno dimostrato che i mitili sono in grado di bioaccumulare DIC, IBU e NIM non seguendo, tuttavia, una cinetica dose dipendente, mentre AMP e KET non sono mai stati misurati indipendentemente dalla dose e dal tempo di esposizione. Ciononostante, tutte le molecole testate e tutte le condizioni sperimentali hanno determinato l’insorgenza di alterazioni a carico dei parametri immunitari, modulazione del metabolismo lipidico e danno genotossico. Le analisi trascrittomiche hanno rivelato modificazioni a carico degli organismi esposti alle dosi più basse, sia nel breve (KET e NIM) che nel lungo termine (KET). I risultati ottenuti a livello molecolare supportano le alterazioni misurate a livello cellulare e suggeriscono che il meccanismo di azione dei FANS negli invertebrati risulta essere molto simile a quello ampiamente documentato nei mammiferi. Le indagini a lungo termine hanno permesso di comprendere che l’effetto dei FANS si mantiene costantemente per 60 giorni. Le indagini in campo hanno rivelato, per la prima volta, la presenza di DIC, IBU e NIM nei mitili naturali campionati in primavera e in estate da tipiche aree turistiche del Mare Adriatico centrale. Complessivamente tutti i risultati hanno dimostrato che il M. galloprovincialis è una buona specie sentinella per i FANS, e il reale pericolo ecotossicologico dei farmaci nel Mediterraneo

Optimization and design of tests for material characterization using simulated experiments

Lo scopo del dottorato è creare una procedura simulativa per identificare e caratterizzare materiali, dunque per scoprirne le proprietà meccaniche. Le tecniche utilizzate sono: un metodo a campo intero come la correlazione di immagini digitali (DIC) per ottenere mappe di spostamento e deformazione sulla superficie di provini; un metodo inverso quale il metodo dei campi virtuali (VFM) per ottenere i parametri caratteristici. Ad oggi, per caratterizzare materiali complessi, sono necessari diversi test. L’utilizzo di DIC e del VFM invece permette di ottenere tali parametri eseguendo un unico test che mostri campi di deformazione eterogenei. Tale identificazione è però influenzata sia dalla geometria testata che dal set-up utilizzato. La ricerca ha come obiettivo la creazione di una procedura numerica che possa consigliare, a seconda del materiale da testare, una geometria ed un set-up ottimizzati tali da garantire i migliori parametri del materiale ricercato. Il simulatore incorpora tutte le incertezze sperimentali, che sono state studiate e debitamente approfondite durante la ricerca, che inficiano su un test reale cosi da renderlo affidabile e realistico. Molteplici esperimenti sono stati eseguiti e poi simulati per testare e validare la procedura numerica. Nella sua versione attuale, il simulatore permette di riprodurre numericamente ed in modo automatico (analisi DOE) diversi test variando i parametri di set-up e le dimensioni e geometrie dei provini. La procedura fornisce dunque tutti i parametri che garantiscano una identificazione realistica e valida, riducendo costi e tempistiche che sarebbero altrimenti decisamente maggiori qualora l’ottimizzazione venisse fatta sperimentalmente

Analysis of the biodiesel agro-industry system in Brazil and in the European Union

Al fine di identificare ed analizzare comparativamente i principali fattori coinvolti nella gestione e nello sviluppo della filiera del biodiesel in Brasile e quella nell'Unione Europea, è stata applicataun’analisi dello ambiente istituzionale della filiera del biodiesel in entrambi contesti volto ad identificare i fattori simili e divergenti tra la filiera del biodiesel in Brasile e quella nell’Unione Europea. Inoltre, per valutare statisticamente questi fattori simili e divergenti, è stata applicata un’analisi fattoriale grazie all’applicazione di un questionario per i componenti della filiera del biodiesel volto ad identificare i fattori simili e divergenti tra la filiera del biodiesel in Brasile e quella nell’Unione Europea. Sintetizzando i risultati, per quanto rigarda alla analisi dello ambiente istituzionale, che ha preso in considerazione le legge e normative sia brasiliane che europee, è emerso che esistono molte differenze tra i due contesti. Mentre in Brasile esistono normative che coinvolgono solo il settore del biodiesel, nell’Unione Europea queste normative si inseriscono nel contesto delle energie rinnovabile. In Brasile, non ci sono le regole per la produzione di materia prima, mentre nell’Unione Europea esistono norme non solo per la produzione di materia prima ma anche per il tipo di suolo in cui questa è prodotta. In Brasile, parte dell’acquisto di materia prima deve essere fatta dagli agricoltore familiare affinchè l’impresa ottenga un permesso speciale che le permete di commercializzare il biodiesel. Si conclude che le normative brasiliane hanno focus nel sociale. Nell’Unione Europea, invece, le produzioni sia di materia prima che di biodiesel (e altri biocarburanti) deve permettere il risparmio delle emissione di gas ad effetto serra. In conclusione possiamo affermare che le normative europee hanno focus nell ambientale. L’aspetto comune tra i due contesti è che nessuno ha il focus principale nell’aspetto economico e entrambi fissano il minimo di blend per la miscela del biodiesel nel diesel. I risultati dell’analisi fattorialeimplementata grazie alle informazioni desunte dal questionario ha permesso di individuare tra diversi fattori quelli che sono simili e quelli che sono diversi tra la filiera del biodiesel in Brasile e quella nell’Unione Europea.I risultati hanno mostrato che per entrambi i contesti, i fattori simili per gli agenti della filiera del biodiesel in Brasile e quella nell’Unione Europea sono i fattori relativi alle tributazioni e al commercio internazionale, i sindacati di lavoratori ed le associassioni che rappresentano gli impianti di biodiesel, e la diversificazione, l'acquisto dagli agricoltori familiare/ piccoli agricoltori e la garanzia della fornitura. I fattori diversi tra le due filiere sono: (1) considerati solo in Brasile: strategie di crescita, competitività degli impianti, differenziazione degli impianti, incentivi alla produzione di biodiesel, le politiche generale su biocarburanti, le tecnologie di produzione di biodiesel, e le politiche specifiche nazionale; e (2) considerati solo nell’Unione Europea: differenziazione nella produzione di biodiesel, e le organizazzione di supporto

RAF KINASE INHIBITOR PROTEIN (RKIP) EXPRESSION AND FUNCTION IN UTERINE LEIOMYOMA

I leiomiomi uterini (detti anche fibromi, miomi) sono tumori benigni che originano dallo strato muscolare dell’utero (miometrio) e rappresentano la principale indicazione dell’isterectomia nel mondo. I leiomiomi uterini colpiscono circa il 77% delle donne in eta fertile e circa il 25% di esse presenta tumori con sintomatologia clinica evidente, tra cui la presenza di forte o anomalo sanguinamento uterino, dolore o pressione pelvica, infertilità e aborti ricorrenti. È comunemente noto che questi tumori sono caratterizzati da una elevata proliferazione cellulare ed una eccessiva deposizione di matrice extracellulare (ECM). Si ritiene che la crescita dei leiomiomi dipenda dall’azione degli ormoni ovarici mediante elementi intermedi come citochine e fattori di crescita. La Proteina Inibitore della Raf Chinasi (RKIP) ha un ruolo emergente come regolatore in diversi pathway molecolari ed è associato a un numero crescente di malattie, essendo coinvolto indiverse vie di trasduzione del segnale. Lo scopo della presente tesi è stato quello di indagare la presenza e il ruolo dell’RKIP nel leiomioma. Abbiamo dimostrato che l’RKIP è espresso nel miometrio e nel leiomioma. Per individuare il ruolo dell’RKIP, abbiamo eseguito esperimenti in vitro con un composto chimico quale la locostatina, capace di legarsi all’RKIP bloccandolo. Abbiamo dimostrato che il trattamento con la locostatina porta all’attivazione della via di segnale MAPK (fosforilazione di ERK), fornendo una opportuna validazione dell’efficacia nel bloccare l’RKIP. Inoltre, abbiamo dimostrato che l'inibizione dell’RKIP con la locostatina riduce le componenti della ECM, tra cui il collagene 1A1, la fibronectina, e il versican. In aggiunta, l'inibizione dell’RKIP con la locostatina riduce la proliferazione cellulare e la migrazione sia nelle cellule miometriali che di leiomioma. Infine, abbiamo dimostrato che il trattamento con la locostatina riduce l’espressione del GSK3β. Pertanto, anche se l'attivazione delle MAPK dovrebbe far aumentare la proliferazione e la migrazione, la destabilizzazione e l’inattivazione del GSK3β porta alla riduzione della proliferazione e della migrazione delle cellule miometriali e di leiomioma

Some Issues on Economic and Financial Dynamical Systems

Nel presente lavoro vengono analizzati due tipologie di modelli economici e finanziari facendo uso della Teoria dei Sistemi Dinamici Discreti. La tesi si compone di tre capitoli. Nel primo capitolo si espone una review della Teoria dei Sistemi Dinamici Discreti in generale con l’obiettivo di fornire i principali ingredienti matematici che verranno utilizzati nei successivi capitoli per lo studio dei modelli di riferimento. Nel secondo capitolo si analizza un modello finanziario ad agenti eterogenei nel quale si introducono gli imitatori in aggiunta agli agenti di tipo fondamentalista e chartista più comunemente considerati in letteratura. L’obiettivo è quello di studiare qualitativamente la dinamica del prezzo di un titolo generico in un mercato finanziario in cui operano tre tipologie di agenti. Il risultato principale consiste nell’aver dimostrato che superata una certa soglia di aggressività da parte degli agenti, relativamente alle loro regole di trading, nel mercato si genera confusione rendendo impossibile prevedere l’andamento futuro del prezzo del titolo dando vita così alla creazione e allo scoppio di bolle speculative. Il modello teorico è inoltre supportato da numerose simulazioni numeriche. Il terzo capitolo prende in considerazione un modello economico in cui si studia la relazione tra corruzione nel public procurement e crescita economica. Il primo contributo apportato in questo secondo lavoro riguarda l’endogenizzazione del tasso di crescita della popolazione mediante l’introduzione di una mappa di tipo logistico (differentemente da quanto ipotizzato nel modello di Solow dove viene considerato un tasso di crescita della forza lavoro costante). Il risultato principale venuto fuori dalle simulazioni numeriche suggerisce che lo Stato può contrastare la corruzione preservando al contempo un livello relativamente elevato di capitale pro-capite attraverso una opportuna modulazione dell’aliquota di imposizione fiscale

Analysis of the Adriatic macrobenthic assemblages along a spatio-temporal gradient. Habitat mapping as a tool to address restoration and recovery of marine resources

Il mare Adriatico è una delle regioni del bacino Mediterraneo più impattate poiché soggetto a multipli fattori di stress, come cambiamenti climatici e una lunga storia di intenso sfruttamento delle risorse. Allo stesso tempo ospita una grande varietà di endemismi, aree di riproduzione, nursery e foraggiamento. Il drammatico declino delle risorse target e non del mare Adriatico richiede un urgente sviluppo di nuove ed idonee misure di gestione e conservazione degli ecosistemi marini. Il cambiamento delle comunità macrobentoniche di fondo mobile può innescare un’alterazione delle reti trofiche, della qualità delle acque, del riciclo dei nutrienti. Pertanto, un’efficiente gestione degli ecosistemi marini non può prescindere dal recupero degli habitat bentonici. I risultati di questo lavoro di dottorato hanno permesso di evidenziare i principali cambiamenti avvenuti sulle comunità bentoniche dei fondali del largo del mare Adriatico (centro e nord) nel corso di circa 60 anni (1934 – 1998). Si è osservato un declino degli organismi dell’epifauna e delle specie macrobentoniche più fragili con Spugne ed Echinodermi che si sono ridotti fino ad un 90-70%. Tuttavia, lo sviluppo di modelli di preferenza degli habitat dei pennatulacei ha confermato che i fondi mobili del largo Adriatico sono habitat ideali per le specie Funiculina quadrangularis e Pennatula phosphorea. Virgularia mirabilis, invece, predilige le zone sabbiose-fangose del nord e della costa occidentale. Una dettagliata descrizione morfologica di P. phosphorea e Pteroeides spinosum è stata condotta per cercare di fornire uno strumento che possa agevolare il riconoscimento di specie ancora oggi spesso confuse a causa di descrizioni finora poco dettagliate. La tesi è stata disegnata al fine di fornire utili elementi scientifici a supporto del progetto “Adriatic Marine Ecosystem Recovery” (AMER), avente lo scopo di avviare processi utili al recupero degli ormai sovrasfruttati e degradati habitat marini del mare Adriatico

PERFORMANCE PSICOMOTORIA E ATTENZIONE VISIVA NEI SANZIONATI PER GUIDA IN STATO DI ALTERAZIONE PSICOFISICA DA SOSTANZE PSICOATTIVE

I conducenti sanzionati per guida in stato di alterazione psicofisica (da alcol e/o sostanze stupefacenti) potrebbero essere a maggior rischio neurocognitivo a causa dell’esposizione a multipli fattori di rischio. L’obiettivo dello studio è stato valutare la performance psicomotoria e, in particolare l’attenzione ed efficienza visiva, nei soggetti sanzionati sia per guida in stato di ebbrezza alcolica che sotto effetto di sostanze stupefacenti e identificare, tra questi, eventuali soggetti a maggior rischio di recidiva e sinistrosità. La valutazione della performance è stata condotta al termine della procedura di accertamento di idoneità alla guida prevista presso la Sezione di Medicina Legale mediante la somministrazione dei seguenti test: Choice Reaction Time, Response Competition Task, Visual Search e Eye Tracking, rispettivamente indaganti le funzioni di memoria a breve termine e seriale, concentrazione, tempi di reazione, attenzione ed efficienza visiva. Un significativo rallentamento dei tempi di reazione è stato rilevato per i conducenti che assumono farmaci psicoattivi e gastroprotettori; sul rallentamento psicomotorio incidono anche età e titolo di studio. Nei soggetti sanzionati alla guida sia per alcol che per sostanze stupefacenti si è osservato una correlazione lineare tra aumento dei tempi di reazione e aumentati valori sierici di fosfatasi alcalina. I conducenti recidivi e incorsi in incidenti stradali alcol correlati hanno presentato riduzione dell’efficienza visiva per esplorazione di poche aree di interesse (predeterminate nel test) e osservazione ripetute del centro dell’immagine. Poiché trattasi di abilità strettamente correlate alla guida, i risultati ottenuti sembrano promettenti nell’applicazione di un approccio integrato in sede di valutazione dell’idoneità alla guida ai fini dell’identificazione dei soggetti a maggiormente a rischio

Avalanche-induced impact water waves

Questa tesi propone un primo studio, mediante un modello bidimensionale semplificato, della generazione di tsunami in bacini d’acqua a causa dell’impatto di valanghe di neve. Uno studio analitico è stato effettuato mediante l’applicazione delle equazioni di bilancio ad un volume di controllo che include la zona di impatto della valanga e di formazione dell’onda. Le equazioni ottenute evidenziano quali sono i parametri fisici coinvolti nel problema. Inoltre, riscrivendo l’equazione di bilancio in termini di moto del baricentro della massa solida sommersa, si ottiene l’equazione di un oscillatore armonico. Lo studio mediate approccio grafico mostra una forma della soluzione simile al caso a coefficienti costanti, confrontabile con i dati sperimentali ed utilizzabile per la determinazione di funzioni predittive del moto della massa solida dopo l’impatto. Lo studio sperimentale è stato condotto mediante prove in canaletta variando le caratteristiche adimensionali della slavina che influenzano la formazione dell’onda e rilevando l’elevazione della superficie libera e il moto della massa solida impattata. Le caratteristiche dell’onda generata e del moto della massa impattata sono state confrontate, mediante regressioni non lineari (NLR), alle caratteristiche della slavina, arrivando a definire due coefficienti che mostrano eccellenti capacità previsionali delle caratteristiche dell’onda generata in prossimità dell’impatto. Il moto del baricentro della massa sommersa può essere efficacemente approssimato con le equazioni del moto dell’oscillatore armonico smorzato a coefficienti costanti. Mediante NLR, i coefficienti di tali equazioni sono stati scritti in termini dei coefficienti predittivi della slavina. Infine, lo studio delle caratteristiche dell’onda nello spazio suggerisce la presenza di una zona in prossimità dell’impatto in cui il comportamento dell’onda è fortemente non lineare, ma le sue caratteristiche posso essere valutate mediante le relazioni fornite

Ecodesign methods and tools: development of integrated systems to foster sustainability in industrial companies

Negli ultimi anni, il problema ambientale ha acquisito sempre maggiore importanza e il concetto di sostenibilità ambientale è divenuto importante anche all’interno dei contesti aziendali. Al fine di promuovere la consapevolezza ambientale e di favorire la progettazione e la produzione di prodotti sostenibili, sono stati sviluppati numerosi metodi e strumenti di ecodesign. Tuttavia il loro uso all’interno delle aziende è ancora abbastanza ridotto, a causa della loro complessità, del tempo richiesto per condurre le analisi e della necessità di avere un’adeguata e specifica conoscenza. A partire da queste considerazioni, nasce perciò l’esigenza di approcci che permettano di realizzare analisi ambientali efficaci, in modo semplificato e rapido. L’obiettivo di ricerca di questo Dottorato può essere sintetizzato nella definizione di un nuovo approccio per favorire l’implementazione di strategie di ecodesign nei contesti industriali. Lo strumento software CBR (Case Base Reasoning) sviluppato inizialmente come un modulo della piattaforma G.EN.ESI e poi ottimizzato come uno strumento stand-alone, mira a supportare i progettisti collezionando lineeguida di carattere ambientale conoscenza aziendale in un framework strutturato ed organizzato. I dati collezionato all’interno del database dello strumento possono infatti contribuire ad accrescere la conoscenza del progettista sulle tematiche ambientali, facilitare la ricerca di soluzioni migliorative e ridurre il tempo legato alla risoluzione dei problemi. I progettisti, anche se con una non estesa conoscenza delle tematiche ambientali, sono in questo modo supportati nella applicazione di strategie di ecodesign e possono conseguentemente progettare prodotti con elevate prestazioni ambientali. L’implementazione dello strumento CBR in due casi industriali ha permesso di validare lo strumenti, ottimizzare le sue funzionalità e valutare la sua usabilità

Biomedical metal alloys produced by Direct Metal Laser Sintering

La Sinterizzazione Diretta di Metalli mediante Laser (DMLS), basata su un processo strato-per-strato, è stata usata per ottenere provini in leghe Co–Cr–Mo–W e Ti-6Al-4V per applicazioni biomediche. La risposta meccanica e la microstruttura sono state studiate sia nello stato “tal quale” che dopo trattamento termico post-produzione per i campioni in Co–Cr–Mo–W, e dopo due diversi trattamenti termici per quelli in Ti-6Al-4V. Misure di rugosità e durezza, così come test di trazione e flessione, sono state eseguite per studiare la risposta meccanica, mentre la diffrazione di raggi X, la microscopia elettronica (SEM, TEM, STEM) e la microanalisi (EDX) sono state usate per investigare la microstruttura. Nella lega Ti-6Al-4V è stata studiata anche l’anisotropia. I risultati nella lega Co–Cr–Mo–W mostrano una rete di lamelle ε-Co (esagonale) nella matrice γ-Co (cubica a face centrate), responsabile della alta resistenza a trazione (UTS) e durezza nello stato “tal quale”. I trattamenti termici aumentano la frazione volumica dell’ε-Co, modificando leggermente la dimensione media della struttura lamellare. In ogni caso, i trattamenti termici danno origine ad un sensibile aumento di UTS e durezza e ad una forte riduzione della duttilità. Quest’ultima è attribuito ad una massiccia precipitazione di fase esagonale Co3(Mo,W)2Si e alla contemporanea formazione di inclusioni ricche in Si. I campioni di Ti-6Al-4V rivelano una bassa porosità ed alte proprietà meccaniche, in particolare una maggiore elongazione rispetto ai dati di letteratura. Non si evidenzia alcuna anisotropia fre le orientazioni. La microstruttura osservata è molto fine. Si rileva una fase martensitica α’-Ti dopo il primo trattamento di rilassamento degli sforzi, mentre il ciclo termico induce una fase stabile α+β-Ti, con la fase β che cresce al bordo-grano della α. Questi risultati suggeriscono possibili applicazioni innovative della tecnologia DMLS per la produzione di parti meccaniche in campo medico/odontoiatrico