Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu - Centralny punkt logowaniaNie jesteś zalogowany | zaloguj się
katalog przedmiotów - pomoc

Zajęcia fakultatywne: Elektrofizjologia komórki

Informacje ogólne

Kod przedmiotu: 1728-A-ZF15-SJ Kod Erasmus / ISCED: (brak danych) / (0914) Diagnostyka medyczna i techniki terapeutyczne
Nazwa przedmiotu: Zajęcia fakultatywne: Elektrofizjologia komórki
Jednostka: Katedra Patobiochemii i Chemii Klinicznej
Grupy: Przedmioty fakultatywne dla 1 semestru 3 roku SJ na kierunku Analityka Medyczna
Przedmioty fakultatywne dla 1 semestru 4 roku SJ na kierunku Analityka Medyczna
Przedmioty fakultatywne dla 1 semestru 5 roku SJ na kierunku Analityka Medyczna
Przedmioty fakultatywne dla 2 semestru 3 roku SJ na kierunku Analityka Medyczna
Przedmioty fakultatywne dla 2 semestru 4 roku SJ na kierunku Analityka Medyczna
Punkty ECTS i inne: 0 LUB 1.00 (w zależności od programu)
zobacz reguły punktacji
Język prowadzenia: polski
Wymagania wstępne:

Znajomość podstaw biologii, ze szczególnym uwzględnieniem czynności komórki, fizyki, ze szczególnym uwzglednieniem zjawisk elektrycznych w roztworach i chemii w zakresie reakcji z udziałem jonów i reakcji utlenienia i redukcji, przedstawionych w czasie pierwszego i drugiego roku tych studiów.

Całkowity nakład pracy studenta:

Interaktywne wykłady z szerokim zastosowaniem metod audiowizualnych

- 10 godzin,

seminaria z analizą przykładów i obliczeń - 5 godzin,

indywidualna praca studenta w ramach zapoznania się z wybranymi rozdziałami z podręczników z zestawu literatury podstawowej i uzupełniającej (odpowiednie rozdziały są podane po każdym wykładzie i seminarium) - 10 godzin.

Efekty uczenia się - wiedza:

T2A_W02

ma szczegółową wiedzę w zakresie elektrofizjologii komórki, w szczególności dotyczącą potencjału spoczynkowego błony komórkowej, potencjału czynnościowego i jego zróżnicownia w różnych komórkach, mechanizmów przemieszczania się potencjału czynnościowego w błonie komórkowej, zjawisk elektrycznych w synapsach i innych połączeniach międzykomórkowych i elektrofizjologii receptorów fizjologicznych

T2A_W05

ma wiedzę o trendach rozwojowych i nowych osiągnięciach w zakresie elektrofizjologii komórki, w szczególności dotyczącą planarnej klamry łatkowej, pomiarów w oparciu o sztuczne błony lipidowe utworzone na stałym podłożu - SSM (ang. solid supported membrane), pomiarów na podstawie analizy bioelektrycznej - BERA (ang. bioelectric recognition assay) polegajacej na pomiarach zmian potencjału elektrycznego unieruchomionych w żelu komórek

T2A_W07

zna podstawowe metody, techniki narzędzia i materiały stosowane przy badaniu problemów elektrofizjologii komórki w szczególności badań na całych żywych organizmach, na wyciętych tkankach, na rozdzielonych pojedyńczych komórkach, na hodowlach tkankowych i komórkowych a także w układach hybrydowych z wykorzystaniem mikroelektrod szklanych i metody klamry łatkowej, oraz elektrod zlokalizowanych pozakomórkowo, które rejestrują zjawiska elektryczne dotyczące pojedyńczej komórki - rejestracja pojedyńczej jednostki (czynnościowej), (ang. single-unit recording), lub też wielu komórek - wielu jednostek (ang. multi-unit recording), a także zsynchronizowane znaczące zmiany na większym obszarze nazywane miejscowymi zmianami pola elektrycznego (ang. local-field potential), wreszcie zmiany rejestrowane w zastosowaniach medycznych, dotyczące narządów (EKG, EEG, EMG i innych).; a także optyczne techniki elektrofizjologiczne wykorzystujące zmiany widmowe wynikające ze zmian napięcia przez błonę komórkową a dotyczące barwników zlokalizowanych w błonie komórkowej.(di-4-ANEPPS, di-8-ANEPPS, RH237, ANNINE-6 plus.


Efekty uczenia się - umiejętności:

T2A_U01

potrafi pozyskiwać informacje z literatury, baz danych i innych źródeł dotyczących elektrofizjologii komórki

T2A_U03

potrafi opracować pisemnie zagadnienie naukowe dotyczące elektrofizjologii komórki na podstawie własnych badań i opublikowach danych naukowych.

T2A_U04

potrafi opracować i przedstawić prezentację ustną dotyczącą elektrofizjologii komórki

T2A_U08

potrafi zaplanować i przeprowadzić eksperymenty, w zakresie elektrofizjologii komórki,


Skrócony opis:

Elektrofizjologia komórki dotyczy podstaw zjawisk elektrycznych w ustroju żywym. Analiza elektrofizjologiczna w zakresie teorii opiera się na fizyce, chemii i biologii molekularnej, natomiast w zakresie eksperymentu opiera się na zastosowaniu mikroelektrod i wspólczesnej aparatury pomiarowo-kontrolnej umożliwiającej komputerową akwizycję danych doświadczalnych.

Podstawowe problemy elektrofizjologii komórki dotyczą potencjału spoczynkowego, potencjału czynnościowego, propagacji potencjału czynnościowego, zjawisk elektrycznych w synapsach i innych połączeniach międzykomórkowych, w receptorach fizjologicznych oraz funkcji białek transportujących i regulujących zjawiska elektrofizjologiczne.

Pełny opis:

Elektrofizjologia komórki zajmuje się zjawiskami elektrycznymi występującymi w komórkach nerwowych, mięśniowych, nabłonkowych i innych. Podstawą teoretyczną dyscypliny są teorie fizyczne i chemiczne dotyczące zjawisk elektrycznych, a podstawą doświadczalną pomiary napięcia lub natężenia jonowych prądów elektrycznych za pomocą mikroelektrod. Zjawiska elektryczne na poziomie molekularnym dotyczą kanałów jonowych i transporterów jonów, a na poziomie narządu bądź organizmu dotyczą zmian pola elektrycznego uwidocznionych jako badanie elektrokardiograficzne - EKG, elektroencefalograficzne - EEG, badane elektromiograficzne - EMG i inne. Pomiaów dokonuje się z pomocą elektrod ze stałych przewodników lub mikropipet wypełnionych roztworem KCl

Badania wykonuje się na całych żywych organizmach, na wyciętych tkankach, na rozdzielonych pojedyńczych komórkach, na hodowlach

tkankowych i komórkowych a także w układach hybrydowych.

W pomiarach wewnątrzkomórkowych stosuje się mikroelektrody szklane, które mogą tworzyć z błoną komórkową połączenie o bardzo wysokim oporze elektrycznym, co wykorzystano w metodzie pomiarowej nazwanej klamrą łatkową. Ta technika umożliwia w zależności od zastosowania pomiar prądów jonowych przez całą błonę komórki lub też pomiar prądów pojedyńczego kanału jonowego zaznajdującego się w "łatce" błony komórkowej w ujściu mikropipety. Elektrody zlokalizowane pozakomórkowo z zależnosci od wielkości rejestrują zjawiska elektryczne dotyczące pojedyńczej komórki - rejestracja pojedyńczej jednostki (czynnościowej), (ang. single-unit recording), lub też wielu komórek - wielu jednostek (ang. multi-unit recording), a także zsynchronizowane znaczące zmiany na większym obszarze nazywane miejscowymi zmianami pola elektrycznego (ang. local-field potential), wreszcie jeszcze większe zmiany rejestruje się w zastosowaniach medycznych, gdy dotyczą narządów (EKG, EEG, EMG i innych).

Optyczne techniki elektrofizjologiczne wykorzystują zmiany widmowe wynikające ze zmian napięcia przez błonę komórkową a dotyczące barwników zlokalizowanych w błonie komórkowej. Takie barwniki, np. di-4-ANEPPS, di-8-ANEPPS, RH237, ANNINE-6 plus są określane jako barwniki wrażliwe na napięcie, lub barwniki potencjometryczne.

Pomiary amperometryczne wykorzystuje się do analizy mechanizmów

regulujących zjawiska elektrofizjologiczne, gdy oznaczane substraty podlegają reakcjom oksydoredukcyjnym w środowisku pomiarów elektrodowych.

Wspólczesne modyfikacje i udoskonalenia metodyczne dotyczą planarnej klamry łatkowej, pomiarów w oparciu o sztuczne błony lipidowe utworzone na stałym podłożu - SSM (ang. solid supported membrane), pomiarów na podstawie analizy bioelektrycznej - BERA (ang. bioelectric recognition assay) polegajacej na pomiarach zmian potencjału elektrycznego unieruchomionych w żelu komórek.

Podstawowe problemy elektrofizjologii komórki dotyczą potencjału spoczynkowego błony komórkowej, potencjału czynnościowego i jego zróznicownia w różnych komórkach, mechanizmów przemieszczania się potencjału czynnościowego w błonie komórkowej, zjawisk elektrycznych w synapsach i innych połączeniach międzykomórkoqwych, elektrofizjologii receptorów fizjologicznych, ważnym działem są molekularne podstawy zjawisk elektrofizjologicznych dotyczące budowy, funkcji i organizacji komórkowej białek transportujących jony i białek regulujących zjawiska elektrofizjologiczne.

Literatura:

podstawowa

W. C. Conley, W. J. Brammar: The Ion Channel Facts Book, Academic Press, London, 1999.

F. M. Ashcroft: Ion Channels and Diseases. Academic Press, San Diego, 2000.

T. Tyrakowski: Drogi oddechowe; w Patofizjologia,

red. S. Maśliński i J. Ryżewski, PZWL, Warszawa, 1998.

G. G, Matthews: Neurobiologia, PZWL, Warszawa, 2000.

G. M. Fuller, D. Shields: Podstawy molekularne biologii komórki, PZWL, Warszawa 2000.

L. Kłyszejko-Stefanowicz: Cytobiochemia, PWN, Warszawa, 2000.

Fizyczne metody badań w biologii i medycynie, PWN, Warszawa, 2000.

S. Ball: Chemia szarych komórek - neurochemia i toksykologia ośrodkowego układu nerwowego, Medyk ,2003.

S. Konturek: Podstawy Fizjologii Człowieka - układ nerwowy i narządy zmysłów, Wyd. U. Jagiell., 2009.

uzupełniająca

Tyrakowski T.: Prawidłowa i zaburzona funkcja kanału

chlorkowego CFTR - biochemiczna analiza mukowiscydozy.

Post. Bioch. 39:25-32. 1993.

Tyrakowski T. i wsp.: Elektrofizjologiczne badania miejscowych

zmian transportu jonów w ścianie tchawicy in vitro. Ann. Acad. Med.

Stetin. 43: 99-111, 1997.

Tyrakowski T., i wsp.: Electrophysiological study of the

interaction between epithelium and the airway luid lining.

Int. Rev. Allergol. Clin. Immunol., 4, 59-65, 1998.

Tyrakowski T., i wsp.: Reappraisal of amiloride action

on transepithelial electrical potential difference of isolated

tracheal wall. Arch. Immunol. Ther. Exp., 46, 45-50, 1998.

potential difference of isolated tracheal wall. Pol. J. Phar. 49: 53-58, 1997.

Greczko I., Tyrakowski T.: The effect of serotonin on airway

transepithelial sodium ion pathways. European Journal of

Pharmacology , 412, 113-119, 2001.

Smuszkiewicz P., Tyrakowski Tomasz, Drobnik L.: Płynna

wyściółka dróg oddechowych i transport śluzowo-rzęskowy. Czy

znieczulenie ogólne może wpłynąć na ich funkcję? Anest. Intens. Ter.

2005 T. 37 s. 200-206.

Tyrakowski T., Smuszkiewicz P., Drobnik L., Marzec M.,

Młodzik-Danielewicz N., Lelińska A., Kaczorowski P.: Effects of

halothane and isoflurane on stimulated airway transepithelial ion

transport. Pharm. Rep. 2005 Vol. 57 S. 550-555.

Zajęcia w cyklu "Semestr zimowy 2017/18" (zakończony)

Okres: 2017-10-01 - 2018-02-25
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Wykład, 15 godzin więcej informacji
Koordynatorzy: Elżbieta Piskorska
Prowadzący grup: (brak danych)
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Przedmiot - Zaliczenie na ocenę
Wykład - Zaliczenie na ocenę

Zajęcia w cyklu "Semestr letni 2017/18" (zakończony)

Okres: 2018-02-26 - 2018-09-30
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Wykład, 15 godzin więcej informacji
Koordynatorzy: Elżbieta Piskorska
Prowadzący grup: Elżbieta Piskorska
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Przedmiot - Zaliczenie na ocenę
Wykład - Zaliczenie na ocenę

Zajęcia w cyklu "Semestr zimowy 2018/19" (zakończony)

Okres: 2018-10-01 - 2019-02-24
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Wykład, 15 godzin więcej informacji
Koordynatorzy: Elżbieta Piskorska
Prowadzący grup: (brak danych)
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Przedmiot - Zaliczenie na ocenę
Wykład - Zaliczenie na ocenę

Zajęcia w cyklu "Semestr letni 2018/19" (zakończony)

Okres: 2019-02-25 - 2019-09-30
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Wykład, 15 godzin więcej informacji
Koordynatorzy: Elżbieta Piskorska
Prowadzący grup: (brak danych)
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Przedmiot - Zaliczenie na ocenę
Wykład - Zaliczenie na ocenę

Zajęcia w cyklu "Semestr letni 2019/20" (zakończony)

Okres: 2020-02-29 - 2020-09-20
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Wykład, 15 godzin więcej informacji
Koordynatorzy: Elżbieta Piskorska
Prowadzący grup: (brak danych)
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Przedmiot - Zaliczenie na ocenę
Wykład - Zaliczenie na ocenę

Zajęcia w cyklu "Semestr letni 2020/21" (jeszcze nie rozpoczęty)

Okres: 2021-02-22 - 2021-09-20
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Wykład, 15 godzin więcej informacji
Koordynatorzy: Elżbieta Piskorska
Prowadzący grup: (brak danych)
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Przedmiot - Zaliczenie na ocenę
Wykład - Zaliczenie na ocenę
Opisy przedmiotów w USOS i USOSweb są chronione prawem autorskim.
Właścicielem praw autorskich jest Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu.