Inovovaný sylabus předmětu Fyziologie buněčných systémů

·         1) ÚVOD – základní principy organizace a funkce živočišné buňky (shrnutí klíčových fakt
jak základ pro přednáškový cyklus);

·         2) BUNĚČNÉ SYSTÉMY V PRŮBĚHU EMBRYONÁLNÍHO VÝVOJE I – základní principy vývoje embrya,
hlavní morfogenetické signální dráhy (Hedgehog, Notch, systémy receptorových tyrozinkináz, BMP/TGF
signalizace) a příklady jimi regulovaných procesů;

·         3) BUNĚČNÉ SYSTÉMY V PRŮBĚHU EMBRYONÁLNÍHO VÝVOJE II - Wnt/beta-kateninová dráha a dráha
planární buněčné polarity – molekulární organizace signální kaskády a příklady regulovaných
procesů; role pohyblivých a primárních cilií

·         4) KMENOVÉ BUŇKY A Hierarchická organizace TKÁNÍ – definice kmenových buněk, embryonální
kmenové buňky – definice, příprava, využití; indukované pluripotentní kmenové buňky, tkáňové
kmenové buňky, nika kmenových buněk, hierarchická organizace tkání – střevní epitel jako modelový
příklad, homeostáza střevní krypty; pomalu a rychle se obnovující buněčné populace, organoidy,
regenerace tkání a role kmenových buněk v tomto procesu

·         5) MODELOVÉ BUNĚČNÉ SYSTÉMY I – vývoj, architektura a regenerace jater, játra jako
modelový příklad tkáně regenerující z diferencovaných buněk; jaterní zonace a regenerace jater;

·         6) MODELOVÉ BUNĚČNÉ SYSTÉMY  II – krvetvorba, systém krevních buněk a krvetvorné orgány;
principy diferenciace;

·         7) MODELOVÉ BUNĚČNÉ SYSTÉMY III – kůže, její obnova a regenerace; prostata, prsní epitel
jako příklady endokrinně regulovaných tkání;

·         8) BUNĚČNÝ METABOLISMUS  A TRANSPORT I - hepatocyt a jeho úloha v metabolismu; adaptace
buněčného metabolismu u proliferujících a nádorových buněk; signální dráhy řídící buněčný
metabolismus; specifické typy buněk a jejich metabolismus;

·         9) MODELOVÉ BUNĚČNÉ SYSTÉMY IV – plíce a dýchací cesty – principy vývoje a organizace;
buněčné typy podílející se na funkcích dýchacího epitelu; regenerace plicní tkáně a dýchacích cest;

·         10) SIGNALIZACE A ZPĚTNÉ VAZBY - obecné principy, jejich aplikace ve fyziologii;

·         11) HOMEOSTÁZA, ZDRAVÍ, NEMOC – organismus jako hierarchický systém, spolupůsobení
nervové a endokrinní soustavy – příklady ovlivnění buněčných populací, intermediární metabolismus a
jeho jednotlivé složky – jejich úloha v regulaci buněčných populací; systémové reakce – stres;
chování buněčných systémů ve stresu a nemoci – příklady možných terapeutických intervencí;


·         1) INTRODUCTION – basic principles of organization and function of animal cells (overview
of basic facts for the course);

·         2) CELL SYSTEMS DURING EMBRYOGENESIS I – basic principles of embryonic development, main
morphogenetic signaling pathways (Hedgehog, Notch, receptor tyrosine kinases, BMP/TGF signaling)
and examples of the processes under the control of these pathways;

·         3) CELL SYSTEMS DURING EMBRYOGENESIS II –Wnt/beta-catenin pathway and planar cell
polarity pathway – molecular organization of the signaling cascade and examples of the regulated
processes; role of motile and primary cilia in the tissue organization

·         4) STEM CELLS AND HIERARCHICAL ORGANIZATION OF TISSUES – stem cell definition, embryonic
stem cells – definition, derivation and possible use; induced pluriopotent stem cells (iPSCs),
tissue stem cells, stem cell niche, hierarchical organization of tissues – intestinal epithelium as
a model example, intestinal crypt homeostasis; rapidly and slowly renewing cell populations;
organoids, tissue regeneration and the role of stem cells in this process

·         5) MODEL CELL SYSTEMS I – development, architecture and regeneration of the liver; the
liver as a model system regenerating from differentiated cells; liver zonation and liver
regeneration);

·         6) MODEL CELL SYSTEMS II – hematopoiesis, blood cells and hematopoietic organs;
principles of cell differentiation;

·         7) MODEL CELL SYSTEMS III – skin, its renewal and regeneration; prostate and breast
epithelium as examples of endocrine-regulated tissues;

·         8) CELLULAR METABOLISM AND TRANSPORT - hepatocyte and its role in metabolism; adaptations
of cellular metabolism in proliferating and tumor cells; signaling pathways controlling metabolism;
specific cell types and their metabolism;

·         9) MODEL CELL SYSTEMS IV – lungs and respiratory system – principles of development and
organization; cell types contributintg to functions of respiratory epithelium; regeneration of
lungs and airways; gas transport through cells and organs;

·         10) SIGNALING AND FEEDBACK – general principles and their application in physiology;

·         11) HOMEOSTASIS, HEALTH AND DISEASE  – organism as a hierarchical system, combined action
of neuronal and endocrine systems – examples of modulations of cell populations, intermediary
metabolism and its components – their role in regulation of cell populations; systemic reactions –
stress; behavior of cell systems in stress and disease – examples of therapeutic interventions;