Структура за темами

  • Курс «Методи дослідження збудливих мембран» є ключовим для опанування студентами сучасними методологічними підходами і фізичними приладами, що широко застосовуються в експериментальній біофізиці для дослідження транспортної та сигнальної функції клітинних мембран. Він ставить за мету розвиток у студентів навичок постановки електрофізіологічного експерименту, реєстрації біоелектричних явищ, обробки та інтерпретації одержаних результатів. Передбачається вивчення механізмів біоелектрогенезу, принципів збору та анализу електрофізіологічної інформації на макро та мікрорівнях, підходів до клонування, функціональної експресії та структурно-функціональному анализу мембранних іонних каналів та рецепторів, а також основ флуорисцентної та конфокальної мікроскопії.

    Метою курсу «Методи дослідження збудливих мембран» є ознайомлення студентів з теоретичними та експериментальними підходами, які лежать в основі дослідження біоелектричної функції клітинних мемран. Вивчення курсу є необхідним етапом для закладання бази подальшої спеціалізації.

    Завданням курсу є розуміння студентами теоретичних засад та опанування ними ключовими методичними підходами, які застосовуються для дослідження іон-транспортної та сигнальної функції клітинних мембран.

    Інтегровані вимоги до знань та вмінь по учебовому курсу полягають в тому, що в результаті його вивчення студент повинен:

    Знати:

    - механизми виникнення біоелектрики та властивості біомембран;

    - вимоги та принципи побудови електрофізіологічної апаратури та установки;

    - фізичну хімію поведінки металів та скла в електролітах;

    - принципи виготовлення та роботи електродів та мікроелектродів;

    - загальні методичні підходи для електрофізіологічного дослідження клітин;

    - існуючі експериментальні методики електрофізіологічного дослідження різних типів клітин та багатоклітинних препаратів;

    - принципи збору, аналізу та обробки електрофізіологічної інформаціїи на макро та мікрорівнях;

    - підходи до клонуванню, функціональній експресії та структурно-функціональному аналізу мембранних каналів та рецепторів;

    - властивості експресійних систем для функціонального анализу клонованих каналів та рецепторів;

    - використання флуорисцентних зондів для візуалізації та кількісної характеристики внутрішньоклітинних структур, біологічно активних речовин та процесів;

    - основи флуорисцентної та конфокальної мікроскопії;

    Вміти орієнтуватися та використовувати сучасний арсенал методичних подходів для дослідження клітинних мембран.

    Місце в структурно-логічній схемі спеціальності. Вивчення дисципліни «Методи дослідження збудливих мембран» базується на засадах інтеграції теоретичних та практичних знань, отриманих студентами як в загальноосвітніх навчальних закладах (природознавство, фізика, хімія, біологія та цивільна оборона), так і одержаних при вивченні дисціплін на попередніх курсах навчання (анатомія та фізіологія, основи молекулярної фізіології).


  • 1.1. Із історії біоелектрики – 3 год.

    Досліди Гальвані. Перші вимірювання потенциалу пошкодження (демаркаційного потенціалу), струмів спокою та струмів дії. Розвиток методів вимірювання біопотенціалів. Теорії виникнення біоелектричних явищ.

    На самостійне опрацювання студентами виносяться проблеми (4 год.)

    1. Експерименти Карло Маттеучі.

    2. Дифузійна теорія В.Ю. Чаговця виникнення демаркаційного потенціалу.

    3. Теорія Дюбуа-Раймона, потенціал спокою і потенціал дії.

    4. Досліди С. Рінгера.

    1.2. Мембранна теорія – 3 год.

    Етапи становлення та розвитку мембранної теорії біоелектрогенезу. Структура, функція та властивості біомембран. Підтримання іонного гомеостазу клітини: активні транспортери та іонні канали. Іонна проникність біомембран. Ряди Ейзенмана. Рівняння Нернста. Природа потенціалу спокою та потенціалу дії (ПД). Теорія постійного поля. Рівняння Голдмана-Ходжкіна-Каца. Механізми селективності іонних каналів.

    На самостійне опрацювання студентами виносяться проблеми (5 год.)

    1. Реотом Ю. Бернштейна, вимірювання швидкості розповсюдження ПД.

    2. Ліпоідна теорія мембран Ч. Овертона.

    3. Розвиток уявлень про іонну вибірковість мембран та іонні канали.

    4. Досліди Б. Хілле.

    5. Селективність натрієвих, калієвих і кальцієвих каналів.