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)
|
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 2021/22" (zakończony)
Okres: | 2021-10-01 - 2022-02-20 |
Przejdź do planu
PN WT ŚR CZ PT |
Typ zajęć: |
Wykład, 15 godzin
|
|
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 2021/22" (zakończony)
Okres: | 2022-02-21 - 2022-09-30 |
Przejdź do planu
PN WT ŚR CZ PT |
Typ zajęć: |
Wykład, 15 godzin
|
|
Koordynatorzy: | Elżbieta Piskorska | |
Prowadzący grup: | (brak danych) | |
Lista studentów: | (nie masz dostępu) | |
Zaliczenie: |
Przedmiot -
Zaliczenie na ocenę
Wykład - Zaliczenie na ocenę |
Właścicielem praw autorskich jest Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu.