Структура за темами

  • 1. Сучасна молекулярна фізіологія


    Зміст теми
    1.      Вступ до предмету "молекулярна фізіологія"
    2.      Піонери біофізичного підходу до молекулярної фізіології
    3.      Історія створення Інституту фізіології  ім. О.О. Богомольця НАН України
    4.      Клітина, як основний об'єкт вивчення молекулярної фізіології
    5.      Типи клітин
    6.      Іонні канали та рецептори
    7.      Кальцієва сигналізація
    8.      Синаптична передача

    Контрольні питання:

    1.  Предмет і завдання молекулярної фізіології.
    2.  Зв’язок молекулярної фізіології з іншими науками, її значення для медицини.
    3.  Планування експерименту молекулярної фізіології.
    4.  Методи молекулярної фізіології.
    5.  Історичний нарис розвитку молекулярної фізіології.
    6.  Сучасна молекулярна фізіологія.
    7.  Базові поняття молекулярної фізіології.
    8.  Розвиток методів і методичних підходів до вивчення молекулярних механізмів життєдіяльності клітин.
    9.  Нейрофізіологія.
    10. Молекулярна будова клітини.

    Лабораторна робота 1.                                                           

    Відвідування музеїв О.О. Богомольця та П.Г. Костюка Інституту фізіології ім. О.О. Богомольця НАН України



  • 2. Молекулярна будова клітини

    Зміст теми

    1.      Специфічне просторове розміщення органел та внутрішньоклітинних білків.
    2.      Молекулярна будова органел та їх фізіологічне значення.
    3.      Нейрон як збудлива та секреторна клітина: функціональні особливості.
    4.      Поляризація нервових клітин.
    5.      Аксональний транспорт.
    6.      Ретроградний та антероградний аксональний транспорт.
    7.      Аксональний транспорт мітохондрій.
    8.      Базові генетичні механізми.

    Контрольні питання:

    1.  Специфічне просторове розміщення органел та внутрішньоклітинних білків.
    2.  Молекулярна будова органел та їх фізіологічне значення.
    3.  Нейрон як збудлива та секреторна клітина: функціональні особливості.
    4.  Поляризація нервових клітин.
    5.  Аксональний транспорт.
    6.  Ретроградний та антероградний аксональний транспорт.
    7.  Аксональний транспорт мітохондрій.
    8.  Базові генетичні механізми.
    9.  Структура и реплікація хромосом.
    10. Організація та еволюція ядерного геному.
    11. ДНК-зв’язуючи послідовності білків, що регулюють гени.
    12. Структура хроматину.
    13. Контроль експресії генів.
    14. Пост транскрипційний контроль експресії генів.

    Лабораторна робота 2.                                                 

    Знайомство з молекулярно-біологічною лабораторією

    1.     Основне обладнання: мікроскопи, pH-метри, осмометри, стерильні бокси, ампліфікатори.
    2.     Приготування розчинів.
    3.     Вимоги до ведення лабораторного журналу.
    4.     Лабораторні звіти.
    5.     Об’єкти дослідження
    6.     Виділення ізольованих клітин.
    7.     Приготування зрізів мозку.


  • 3. Молекулярні механізми мембранного транспорту

    Зміст теми

    1.       Концентраційний градієнт.
    2.       Трансмембранні білки – іонні канали.
    3.       Молекулярна будова іонних каналів.
    4.       Електрохімічний градієнт.
    5.       Потенціал спокою.
    6.       Молекулярні механізми активного і пасивного транспорту.
    7.       Потенціал дії.
    8.       Участь Na2+, K+ і Ca2+ каналів у формуванні потенціалу дії.
    9.       Кальцій, як основний вторинний посередник.
    10.   Регуляція кальцію у цитоплазмі та органелах.

    Контрольні питання:

    1. Концентраційний градієнт.
    2. Трансмембранні білки – іонні канали.
    3. Електрохімічний градієнт.
    4. Потенціал спокою.
    5. Молекулярні механізми активного і пасивного транспорту.
    6.  Потенціал дії.
    7.  Участь Na2+, K+ і Ca2+ каналів у формуванні потенціалу дії.
    8.  Кальцій, як основний вторинний посередник.
    9.  Флуоресцентні зонди.
    10.  Рівняння Грінкевича.
    11.  Регуляція кальцію у цитоплазмі та органелах.

    Лабораторна робота 3.                                                      

             Основні електрофізіологічні методи

    1.     Реєстрування іонних токів.
    2.     Реєстрування потенціалів дії.
    3.     Робота з програмами “PClamp”, “Patch Master”.




  • 4. Інтегральні білки плазматичної мембрани

    Зміст теми

    1.      Функція та структура потенціал-залежних каналів.
    2.      Активація, інактивація, модуляція, фармакологія.
    3.      Ліганд-керовані рецептори.
    4.      Вторинні посередники
    5.      G-білок зв’язані рецептори
    6.      Cys-loop рецептори
    7.      PIP2-керовані канали
    8.      Іонотропні рецептори.
    9.      Метаботропні рецептори.

    Контрольні питання:

    1.      Структура кальциевого канала.
    2.      Субъединицы кальциевого канала.
    3.      Функциональная экспрессия.
    4.      Активация. Инактивация. Регуляция.
    5.      Антагонисты
    6.      Методы измерения концентрации кальция в клетке
    7.      Типи ліганд-керованихрецепторів.
    8.      Вторинні посередники
    9.      G-білок зв’язані рецептори
    10.  Іонотропні  та метаботропні рецептори.

    Лабораторна робота 4.                                                         

    Флуоресцентні методи досліджень

    1.     Флуоресцентні мікроскопи.
    2.     Визначення концентрації цитоплазматичного кальцію.
    3.     Робота з програмами “Till Vision”, “Workbench”.
    4.     Конфокальна мікроскопія
    5.     Методи імуногістохімії.
    6.     Ідентифікація і локалізація рецепторів.

  • 5. Синаптична передача

    Зміст теми

    1.       Хімічні синапси.
    2.       Морфологічні особливості синаптичних елементів.
    3.       Загальна функціональна модель синаптичного комплексу.
    4.       Нейротрансмітери – агоністи та антагоністи.
    5.       Синапси принципових клітин та інтернейронів.
    6.       Структура і функції дендритних шипиків.
    7.       Навчання і пам’ять.
    8.       Зміна структури шипиків при мозкових дисфункціях.
    9.       Вивільнення нейротрансмітерів.
    10.   Пресинаптичні процеси: роль йонів кальцію.
    11.   Синаптині везикули: екзоцитоз та ендоцитоз.
    12.   Фармакологія вивільнення нейротрансмітерів.
    13.   Молекулярні механізми регуляції кількості нейротрансмітерів у везикулі.
    14.   Гальмівні синапси.
    15.   Збудливі синапси.
    16.   Електричні синапси.

    Контрольні питання:

    1.       Компліментарність нейротрансміттеру пресинаптичної клітини з рецепторами мембрани постсинаптичної клітини.
    2.       Пластичність шипиків, викликана активністю нейрону.
    3.       Молекулярні механізми везикулярного циклу.
    4.       Концентрація і час знаходження нейротрансмітера в щілині.
    5.       Зв’язування з цільовими білками.
    6.       Квантова природа вивільнення нейротрансмітерів.
    7.       GABA-рецептори: молекулярна будова, активація, десенситизація, фармакологія.
    8.       GABA-ергічні синапси.
    9.       Метаботропні GABA-рецептори – будова і функція.
    10.   Глютаматні рецептори: молекулярна будова, активація, десенситизація, фармакологія.
    11.   Глютаматергічні синапси. NMDA, AMPA і каінатні рецептори: субодиничний склад.
    12.   Транспортування, вбудованість та інтерналізація рецепторів: молекулярні механізми.
    13.   Метаботропні глютаматні рецептори – будова і функція.

    Лабораторна робота 5.                                                          

    Робота з трансфекрваними клітинами

    1.     Трансфекція клітинних культур генетичним матеріалом.
    2.     Візуалізація білків, мічених флюоресцентними мітками на флуоресцентному мікроскопі.
    3.     Робота з програмами “Till Vision”, “Workbench”.



  • 6. Міжклітинна взаємодія

    Зміст теми

    1.      Типи гліальних клітин
    2.      Функції гліальних клітин
    3.      Нехімічні синапси.
    4.      Гематоенцефалітний бар’єр.
    5.      Нейротрансмітери і роль астроцитів у регуляції їхньої концентрації.
    6.      Олігодендроцити. Клітини Швана.
    7.      Мієлінізація волокон.
    8.      Астрогліоз
    9.      Глімфатична система
    10.      Контакти мотонейронів з м’язовим волокном.
    11.      Синапси між вегетативними постгангліонарними нейронами та гладенькими м’язами.

    Контрольні питання:

    1.     Нехімічні синапси.
    2.     Гематоенцефалітний бар’єр.
    3.     Роль астроцитів у регуляції концентрації нейротрансмітерів.
    4.     Клітини Швана.
    5.     Мієлінізація волокон.
    6.     Контакти мотонейронів з м’язовим волокном.
    7.    Астрогліоз

    Лабораторна робота 7.

     1. Конфокальна імуногістохімія.
    2 . Вивчення властивостей стовбурових клітин різного походження.




  • 7. Позасінаптична передача

    Зміст теми

    1. Основні джерела передачі позасинаптичних сигналів в центральній нервової системі
    2.   Екстрасінаптичні рецептори
    3.   "Volume" transmission
    4.    Роль екстрасінаптичних рецепторів в патології

    Контрольні питання:

    1. Арборизація моноамінергічних нейронів у гіпокампі
    2. "Варікоситі" дендритів
    3. Синаптичні проти екстрасинаптичних рецепторів NMDA
    4. Екстрасинаптичні рецептори NMDA при захворюваннях
    5. Посередники ексайтототоксичної загибелі клітин

    Лабораторна робота 7.

     Оптогенетика.



  • 8. • Зміни функціонування клітини при різних патологіях

    Зміст теми

    1.       Моделювання дисфункцій організму у лабораторних тварин
    2.       Нейродегенеративні захворювання
    3.       Ішемія
    4.       Цукровий діабет
    5.       Епілепсія
    6.       Больовий синдром
    7.       Когнітивні поведінкові тести
    8.       Сенсорні поведінкові тести

    Лабораторна робота 8.

    1. Моделювання захворювань у лабораторних тварин
    2. Поведінкові тести




  • Рекомендована література

    Основна:

    1.  Hammond, C. Cellular and molecular neurophysiology. Third edition. - Amsterdam: ELSEVIER, 2008. - 405 pp.
    2.  Я.М. Шуба "Основи молекулярної фізіології іонних каналів", Київ., Наукова Думка, 2010, 448 с
    3.  Біофізика: підручник / П.Г. Костюк, В.Л. Зима, І.С. Магура, М.С. Мірошніченко, М.Ф. Шуба – Київ, Видавничо-поліграфічний центр "Київський університет", 2008, – 567 с.
    4.  Внутрішньоклітинна кальцієва сигналізація: структури і функції / П.Г. Костюк, О.П. Костюк, О.О. Лук'янець – Київ, "Наукова думка", 2010, – 175 с.
    5.  Биофизика одиночного синапса / Н.С. Веселовский, С.А. Федулова, П.Г. Костюк – Киев, "Наукова думка", 2004, – 118 с.
    6.  Karp, G. Cell and Molecular Biology: Concepts and Experiments. USA: Wiley, John & Sons, Inc., 2007. – 864 pp.
    7.   Alberts B., Bray D., Lewis J., Raff M., Roberts K., Watson J.D. Molecular Biology of the Cell. Third edition. Garland Science Publishing ; 1994. -
    8.  Hille B., Ionic Channels of Excitable Membranes. Third edition. Sunderland: Sinauer Associates, Inc., 2001. – 814 pp.
    9.  Nimchinsky E.A., Sabatini B.L., Svoboda K. Structure and Function of Dendritic Spines. Annu. Rev. Physiol. 2002. 64: 313-353 pp.

    Додаткова:

    1. Ридли М. Геном. – М.: Эксмо, 2009. – 427 с.
    2. Оригінальні журнальні статті та огляди.
    3. Інтернет ресурси.