Название: «Молекулы и болезни» Название на английском

Название: «Молекулы и болезни»
Название на английском языке: Molecules and diseases)
Трудоемкость: 24 аудиторных часа (12 лекций). Форма отчетности – зачет. Аннотация
В лекциях дается информация о ионных насосах клетки (отличие АТФаз V­ и P­типов), изоформизм Са2+­АТФаза и заболевания. Основные формы эритроцитов и роль изменений объема клеток в регуляции гипоксии; структура и вязкость плазматической мембраны эритроцита; проницаемость плазматической мембраны эритроцита (насосы, каналы и переносчики); структура и функция гемоглобина; характеристика мембранно­клеточных изменений клетки при ишемии, гипертонии, атеросклерозе, сахарном диабете и недостаточности кровообращения. Кардитонические стероиды выделение, механизм действия. Функции Na+,K+­АТФазы. Хлорзависимые котранспортеры, их основные функции. GABA рецепторы, роль в активации нейронов на стадии эмбрионального развития и в постнатальной стадии соответственно. Na+,K+,2Cl­ котранспорт и K+,Cl­ котранспорт, изоформы Na+,K+,2Cl­ котранспорта в гладких мышцах, расслабление этих клеток. Транспорт Са2+ в присутствии неорганического фосфата. Изменения вязкости и проницаемости плазматической мембраны эритроцита при гипертонии, ИБС и недостаточности кровообращения (примеры и методы). Конформация гемопорфирина и основные лиганд­орбразующие комплексы; Роль оксида азота и мембраносвязанный гемоглобин (примеры и методы). Изменения коэффициента прелопления цитоплазмы эритроцита в норме и при патологии (примеры и методы); Окислительный стресс, как один из факторов иммунной системы. Характеристика основных активных форм кислорода (АФК), в том числе и азотсодержащих. Ферментативные и неферментативные защитные механизмы от накопления и действия АФК при патологии; основные маркеры окислительных процессов в белках и их функциональная активность. Характеристика медьсодержащих ферментных систем, участвующих в утилизации супероксиданионрадикала:супероксиддисмутаза (СОД) и церулоплазмин (ЦП). Полиморфизм СОД (Cu Zn­СОД; Mn­ СОД; внеклеточные СОД) и распределение в клетке,
синтез, ингибиторы и индукторы фермента, функция при различных заболеваниях. Полифункциональность Ц при различных воздействиях и патологических состояниях. Сравнение роли СОД и ЦП в поддержании редокс статуса организма. Атеросклероз и холестерин. Способы транспортирования холестерина и его нарушения. Антитела, их струтура и функции. Диагностические антитела. Молекулярные механизмы мышечного сокращения. Различия в механизмах регуляции сократительной активности сердца, скелетных и гладких мышц. Заболевания, связанные с повреждением или нарушением нормального функционирования сократительного аппарата и цитоскелета клеток
Программа
План лекций
Лекция 1. Вязкость и проницаемость мембран эритроцитов при патологии; методы исследования вязкости мембран (ЭПР, ИК, КР­спектроскопия). Использование спин­
меченных жирных кислот. Регистрация конформации жирных кислот в мембране с помощью спектроскопии комбинационного рассеяния. Поверхностный заряд, регистрация изменений поверхностного заряда с помощью светорассеяния.
Лекция 2. Конформация гемопорфирина и эффективность переноса кислорода гемоглобином при патологии; идентификация спектра КР гемоглобина, определение наличия комплексов гемоглобина с кислородом и оксидом азота; усиление спектра КР­ гемопорфирина с помощью применения коллоидных наночастиц серебра и золота; Лекция 3. Современные методы регистрации изменения состояния цитоплазмы эритроцита
при патологии; Изменения коэффициента прелопления цитоплазмы эритроцита в норме и при патологии (примеры и методы); оценка изменений фазового профиля эритроцита в номе и при патологии. Регистрация наличия «пачек».
Лекция 4: «Ионные насосы» при патологии; ионные насосы клетки (отличие АТФаз V­ и P­
типов), изоформизм Са2+­АТФаза и заболевания. Основные формы эритроцитов и роль изменений объема клеток в регуляции гипоксии; структура и вязкость плазматической мембраны эритроцита; проницаемость плазматической мембраны эритроцита (насосы, каналы и переносчики); структура и функция гемоглобина; характеристика мембранно­
клеточных изменений клетки при ишемии, гипертонии, атеросклерозе, сахарном диабете и недостаточности кровообращения. Кардитонические стероиды выделение, механизм действия. Функции Na+,K+­АТФазы.
Лекция 5: «Переносчики» ( обмен ионов) при патологии. Хлорзависимые котранспортеры,
их основные функции. GABA рецепторы, роль в активации нейронов на стадии эмбрионального развития и в постнатальной стадии соответственно. Na+,K+,2Cl­ котранспорт и K+,Cl­ котранспорт, изоформы Na+,K+,2Cl­ котранспорта в гладких мышцах, расслабление этих клеток. Транспорт Са2+ в присутствии неорганического фосфата.
Лекция 6: «Артефакты, возникающие на начальных этапах медико­биофизических исследования». Представлены результаты неадекватного использование современной техники и оборудования при диагностики ионного транспорта при патологии.
Лекция 7. Эритроциты и клеточная гипоксия. Способность эритроцитов переносить кислород, сосуды, форма и объем клеток. Конформация гемопорфирина при гипертонии, ишемии, сердечной недостаточности, диабете. Изменение конформации гемоглобина при космическом полете, экперементы «Марс». Лекция 8. Общая характеристика компонентов иммунной системы, их вклада в развитии защитной реакции и адаптации организма. Окислительный стресс, как один из факторов иммунной системы. Характеристика основных активных форм кислорода (АФК), в том числе и азотсодержащих. Ферментативные и неферментативные защитные механизмы от накопления и действия АФК при патологии; основные маркеры окислительных процессов в белках и их функциональная активность.
Лекция 9. Антиоксидантные ферментативные и неферментативные системы тканей.
Характеристика медьсодержащих ферментных систем, участвующих в утилизации супероксиданионрадикала:супероксиддисмутаза (СОД) и церулоплазмин (ЦП). Полиморфизм СОД (Cu Zn­СОД; Mn­ СОД; внеклеточные СОД) и распределение в клетке,
синтез, ингибиторы и индукторы фермента, функция при различных заболеваниях. Полифункциональность Ц при различных воздействиях и патологических состояниях. Сравнение роли СОД и ЦП в поддержании редокс статуса организма.
Лекция 10­11. Молекулярные механизмы возникновения и развития гипертензии и способы
лечения этого заболевания. Атеросклероз и холестерин. Способы транспортирования холестерина и его нарушения. Пути регуляции уровня холестерина в кровяном русле, наследственная гиперхолестеринимия. Инсулин и сахарный диабет. Современные представления о механизме действия инсулина и новые методы лечения сахарного диабета.
Дефицит различных катионов (цинк, магний, кальций) и их роль в развитии различных заболеваний. Механизмы действия катионов. Антитела, их структура и функции. Диагностические антитела. Терапевтические антитела и механизмы их действия на раковые
клетки.
Лекция 12. Молекулярные механизмы мышечного сокращения. Различия в механизмах регуляции сократительной активности сердца, скелетных и гладких мышц. Заболевания, связанные с повреждением или нарушением нормального функционирования сократительного аппарата и цитоскелета клеток. Болезни, связанные с неправильной упаковкой (сворачиванием) белка (губчатые энцефалопатии, болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона, болезнь Александра и др.). Шапероны, белки участвующие в регуляции правильного сворачивания белков­мишеней. Мутации белков теплового шока, коррелирующие с развитием различных врожденных заболеваний человека. Вопросы к курсу лекций 1. Какие ионные насосы Вы знаете? В чем отличие АТФаз V­ и P­типов?
2. Cколько изоформ Са2+­АТФаза вы знаете? В каких тканях эти изоформы
представлены? К каким заболеваниями приводят мутации генов Са2+­АТФазы?
Почему инактивации Са2+­АТФазы приводит к потере слуха?
3. Для чего во всех исследовавшихся типах клеток концентрация внутриклеточного
Са2+ на 3­4 порядка ниже чем во внеклеточноых жидкостях? Какой в этом
общебиологический смысл? 4. Что такое кардитонические стероиды и откуда они были изолированы? На кокой
белок они действуют? Зависит ли эффективность их действия от концентрация
моновалентных катионов?
5. Каковы основные функции Na+,K+­АТФазы? Что вы знаете о функциях Na+,K+­
АТФазы не связанных с регуляцией ионного баланса клетки? В какого рода
экспериментов эти функциональные ответы были обнаружены и какими
соединениями они запускаются? 6. 80% генов человека и дрозофилы высоко гомологичны? Чем в таком случае
обеспечивается фенотипическое разнообразие? Приведите несколько примеров
полифункциональных белков? 7. Какие хлорзависимые котранспортеры вы знаете? Каковы их основные функции?
8. К каким заболеваниям приводят мутации ионных перенсчиков эпителия почечных
канальцев? Почему мутации этих перенсчиков зачастую сопровождаются потерей
слуха? 9. Что такое GABA рецепторы? Почему их активация проиводит к возбуждению и
ингибированию нейронов на стадии эмбрионального развития и в постнатальной
стадии соответственно?
10. Почему Na+,K+,2Cl­ котранспорт и K+,Cl­ котранспорт по разному влияют нс
внутриклеточную конценртацию Cl­? Какая изоформа Na+,K+,2Cl­ котранспорта
экспрессирована в гладких мышцах? Почему его ингибирование вызвает
расслабление этих клеток. 11. К какому заболеванию может привести активирование Na+,K+,2Cl­ котранспорта и
почему? Какой фармакологический подход можно применить для нормалицазии
активности этого переносчика и какие побочные эффекты от такого рода терапии
можно ожидать?
12. Для чего применяется EGTA и EDTA? В чем их отличие и что у них общего? Что
происходит при связывании этих соединений с поливалентными металлами и к
какому роду артефактов это может привести? Как эти артефакты можно избежать? 13. Что надо учитывать при изучении транспорта Са2+ в присутствии неорганического
фосфата? Какого рода соединения увеличивают вероятность нежелательных
побочных эффектов в такого рода экспериментах? 14. Почему аденозин практически полностью блокирует включение радиоактивного
тимидина в ДНК не подавляя при этом пролиферацию клеток?
15. Каков принцип использования флуоресцентного красителя dis­C3­(5) для измерения
мембранного потенциала? Какого рода ограничения наклдывает этот метод на
объект исследования? 16. Изменения вязкости и проницаемости плазматической мембраны эритроцита при
гипертонии , ИБС и недостаточности кровообращения ( примеры и методы).
17. Конформация гемопорфирина и основные лиганд­орбразующие комплексы;
18. Роль оксида азота и мембраносвязанный гемоглобин ( примеры и методы)
19. Изменения коэффициента прелопления цитоплазмы эритроцита в норме и при
патологии ( примеры и методы); Список вопросов в билетах к зачету
Билет №1
1.Какие ионные насосы Вы знаете? В чем отличие АТФаз V­ и P­типов?
2. Каков принцип использования флуоресцентного красителя dis­C3­(5) для
измерения мембранного потенциала? Какого рода ограничения накладывает этот
метод на объект исследования? Билет №2
1. Что такое кардитонические стероиды и откуда они были изолированы? На кокой
белок они действуют? Зависит ли эффективность их действия от концентрация
моновалентных катионов?
2. Для чего применяется EGTA и EDTA? В чем их отличие и что у них общего? Что
происходит при связывании этих соединений с поливалентными металлами и к
какому роду артефактов это может привести? Как эти артефакты можно избежать? Билет №3
1. Конформация гемопорфирина и основные лиганд­орбразующие комплексы
2. Что такое GABA рецепторы? Почему их активация приводит к возбуждению и
ингибированию нейронов на стадии эмбрионального развития и в постнатальной
стадии соответственно?
Билет №4
1. Изменения вязкости и проницаемости плазматической мембраны эритроцита при
гипертонии, ИБС и недостаточности кровообращения (примеры и методы).
2. Cколько изоформ Са2+­АТФаза вы знаете? В каких тканях эти изоформы
представлены? К каким заболеваниями приводят мутации генов Са2+­АТФазы?
Почему инактивации Са2+­АТФазы приводит к потере слуха?
Билет №5
1. Почему Na+,K+,2Cl­ котранспорт и K+,Cl­ котранспорт по разному влияют на
внутриклеточную конценртацию Cl­? Какая изоформа Na+,K+,2Cl­ котранспорта
экспрессирована в гладких мышцах? Почему его ингибирование вызывает
расслабление этих клеток
2. 80% генов человека и дрозофилы высоко гомологичные? Чем в таком случае
обеспечивается фенотипическое разнообразие? Приведите несколько примеров
полифункциональных белков? Билет №6
1. Роль оксида азота и мембраносвязанный гемоглобин (примеры и методы)
2. Какие хлорзависимые котранспортеры вы знаете? Каковы их основные функции?
Билет № 7
1. К какому заболеванию может привести активирование Na+,K+,2Cl­ котранспорта и
почему? Какой фармакологический подход можно применить для нормализации
активности этого переносчика и какие побочные эффекты от такого рода терапии
можно ожидать?
2.Изменения коэффициента преломления цитоплазмы эритроцита в норме и при
патологии (примеры и методы);
Билет № 8
1. Что такое GABA рецепторы? Почему их активация приводит к возбуждению и
ингибированию нейронов на стадии эмбрионального развития и в постнатальной
стадии соответственно?
2. Что надо учитывать при изучении транспорта Са2+ в присутствии
неорганического фосфата? Какого рода соединения увеличивают вероятность
нежелательных побочных эффектов в эксперименте? Билет № 9
1. Каковы основные функции Na+,K+­АТФазы? Что вы знаете о функциях Na+,K+­
АТФазы не связанных с регуляцией ионного баланса клетки? В каких
экспериментах эти функциональные ответы были обнаружены и какими
соединениями они запускаются? 2. Почему аденозин практически полностью блокирует включение радиоактивного
тимидина в ДНК не подавляя при этом пролиферацию клеток?
Билет № 10.
1. Что надо учитывать при изучении транспорта Са2+ в присутствии
неорганического фосфата? Какого рода соединения увеличивают вероятность
нежелательных побочных эффектов в такого рода экспериментах? 2. Cколько изоформ Са2+­АТФаза вы знаете? В каких тканях эти изоформы
представлены? К каким заболеваниями приводят мутации генов Са2+­АТФазы?
Почему инактивации Са2+­АТФазы приводит к потере слуха?
Список литературы
1.Ходоров Б.И. Общая физиология возбудимых мембран. М.; 1975
2.Хилле Б. Мембраны: ионные каналы М., 1981
3. Кольс О.Р., Максимов Г.В., Раденович Ч.Н. “Биофизика ритмического возбуждения”. М.МГУ, 1993
4. Максимов Г.В., Орлов С.Н. “Транспорт ионов кальция при функционировании нервного волокна: механизмы и регуляция”. М. МГУ., 1994