Adobe Systems Zápatí prezentace 1 E3000 – Zdravotní aspekty Julie Dobrovolná Adobe Systems Zápatí prezentace 2 Přehled ̶1) Představení oborů - epidemiologie, fyziologie a zdravotní aspekty. (HP, JD) ̶2) Hodnocení a měření zdraví (HP) ̶3) Základy epidemiologie a terminologie (HP) ̶4) Demografický a epidemiologický přechod (J Pikhartova) ̶5) Typy populačních studií (HP) ̶6) Fyziologie člověka, růst, vývoj, stárnutí (JD) ̶7) Základní patofyziologické mechanismy vzniku onemocnění, biomarkery vnímavosti a účinku, metabolická onemocnění (JD) ̶8) Homeostáza, allostáza, vnitřní prostředí organismu a jeho vztah k vnějšímu prostředí (JD) ̶9) Nutricí podmíněná onemocnění, příklady vzácných onemocnění i onemocnění komplexních, základní etiopatogeneze těchto poruch (JD) ̶10) Lidská expozice a toxikologie, interpretace expozičních dat, farmakokinetické modely, analýza zdravotních rizik (P. Čupr) ̶11) Koncept exposomu, rozvoj omics technologií pro studium živých systémů (Z. Spáčil) ̶12) Panelová diskuze studentů k zájmovým tématům, prezentace stanovisek, kolokvium. Adobe Systems Zápatí prezentace 3 Co se dozvíme dnes ̶Co je to fyziologie ̶Co je to patofyziologie ̶Místo fyziologie v environmentálních vědách ̶Co se dozvíme ̶Jak se to dozvíme Adobe Systems Zápatí prezentace 4 Představení oboru - fyziologie ̶Fyziologie vs. patologická fyziologie ̶ ̶ Fyziologie je věda studující funkční projevy a jejich mechanismy v živém biologickém systému. Např. proč srdce bije automaticky? Název je odvozen z řeckých slov „physis“ (příroda) a „logos“ (rozum, studovat) Adobe Systems Zápatí prezentace 5 Adobe Systems Zápatí prezentace 6 Fyziologie-patofyziologie ̶Vztah mezi funkcí a strukturou studoval již Aristoteles ̶Galén prováděl první experimenty s cílem pochopit funkci těla, je také označován za „otce fyziologie“ ̶Prvním fyziologem „moderního typu“ byl William Harvey, který v 17. století popsal krevní oběh ̶Claude Bernard (1813-1878) představil koncept vnitřního prostředí lidského těla, zavedl zaslepené experimenty ̶ ̶ Adobe Systems Zápatí prezentace 7 Proces versus funkce ̶Proces: ̶Jak dýcháme? ̶Jak teče krev? ̶Jak přenášejí krvinky kyslík? ̶ ̶Funkce: ̶Proč dýcháme? ̶Proč teče krev? ̶Proč přenášejí krvinky kyslík? Obsah obrázku muž, držení, modrá, hledání Popis byl vytvořen automaticky Adobe Systems Zápatí prezentace 8 Funkce a proces: teleologie ve vědě Teleologicky: Co je cílem? Co je funkcí? Proč to existuje? Proč to musí probíhat? Mechanisticky: Jaké procesy se účastní? Jak to funguje Fyziologie virů Fyziologie bakterií Rostlinná fyziologie Fyziologie živočichů Fyziologické člověka Klinická fyziologie Experimentální fyziologie Atd Patofyziologie Adobe Systems Zápatí prezentace 9 Patofyziologie ̶Proč dochází ke vzniku onemocnění? ̶Jakým způsobem dochází ke vzniku onemocnění? ̶Jak se jedinci mezi sebou liší z hlediska rizika vzniku onemocnění nebo vlastního procesu patogeneze nemoci? ̶Dá se to měřit? Jak se to dá měřit? ̶ Adobe Systems „Škodlivé síly, zčásti psychické, zčásti fyzické, kterým je naše pozemská existence vystavována a které jsou dány škodlivými hybnými silami, nemusejí nutně mít potenciál způsobit vznik onemocnění či poškození zdraví člověka, onemocníme pouze tehdy, jestliže je náš organismus dostatečně poškozen a vnímavý vůči útoku těchto škodlivých si, které mohou být přítomny, a mohou způsobit změnu nebo poškození zdravotního stavu – tyto vlivy samy o sobě tedy nemusejí navodit u každého v každém okamžiku onemocnění“. C.F.S. Hahnemann Organon of Medicine 1810 Komplexní onemocnění (1810) Adobe Systems Komplexní onemocnění (1992) „Mnoho onemocnění, která tvoří základní zátěž systému veřejného zdravotnictví v západní společnosti, je způsobeno kombinací řady faktorů. Objevila se hypotéza, že variace v řadě různých genetických lokusů mohou způsobit jemné změny v úrovni genové exprese či funkce, čímž jedince predisponují k řadě moderních onemocnění, která tímto označujeme za komplexní, respektive multifaktoriální. Tyto genetické variace mohou interagovat s faktory okolního prostředí, čímž určují celkové riziko jedince pro rozvoj daného onemocnění.“ Talmud and Humphries Oxford Textbook of Pathology 1992 Adobe Systems Zápatí prezentace 12 Úrovně hierarchické organizace lidského těla Adobe Systems Mendelian disorders and multifactorial traits: the big divide or one for all? Stylianos E. Antonarakis, Aravinda Chakravarti, Jonathan C. Cohen & John Hardy Nature Reviews Genetics 11, 380-384 (May 2010) Etiopatogeneze nemocí Vzácné alely způsobující nemoci s mendelovskou dědičností Varianty s nízkou frekvencí se středním efektem Vzácné varianty s nízkým efektem (velmi těžko identifikovatelné) Běžné varianty účastnící se rozvoje běžných onemocění (GWA studie) Běžné varianty s velkým efektem na běžné nemoci Frekvence alely VELMI VZÁCNÁ VZÁCNÁ S NÍZKOU FREKVENCÍ BĚŽNÁ NÍZKÝ VYSOKÝ MÍRNÝ STŘEDNÍ nrg2793-f1 50.0 3.0 1.5 1.1 0.001 0.005 0.05 v kontextu genů Celogenomové asociační studie jsou užitečné nástroje při identifikaci běžných variant přispívajících k dědičné součásti komplexních onemocnění. Naprostá většina takových variant má v nejlepším případě malý účinek, i když působí v rámci určité kombinace, a jejich celkový vliv na variabilitu populace i predikční robustnost pro odhad rizika onemocnění jsou malé. Existuje značný nesoulad mezi rozsahem celkové familiární agregace pozorované u mnoha běžných onemocnění a rozsahem metabolických odchylek, které lze přičíst dosud identifikovaným variantám. Např. u diabetu typu 2, zodpovídají známé varianty u evropanů společně za relativní riziko u sourozenců 1,07, což je významně pod úrovní empiricky stanovené relativního rizika sourozenců pozorovaného v epidemiologických studiích, které se blíží třem. Ačkoli identifikace dalších rizikových variant (jak ve známých lokusech, tak v zatím neidentifikovaných oblastech) může do určité míry tento deficit snížit, zdá se, že podle nejnovější hypotézy “chybějící dědičnosti” může být významná část “heritability” znaků přičtena genetickým efektům s intermediární penetrancí, které odolávají z velké části konvenčním přístupům populační genetiky komplexních chorob. Adobe Systems 14 HEART KIDNEY VASA SKELETAL MUSCLE PANKREAS LIVER INFLAMMATION HYPERTROPHY OF ADIPOSE TISSUE CARDIOVASCULAR SYSTEM – BLOOD CLOTTING, FIBRINOLYSIS, ANTICOAGULATION INSULIN SENSITIVITY LEPTIN APN APELIN TNF-α PAI-1 AGT APN APELIN LEPTIN APN APELIN RBP-4? IL-6? TNF-α VISFATIN APN Adipokiny: ̶Terminology overlap with cytokines, also referred to as „adipocytokines“: ̶sensu stricto definition: „cytokines produced in WAT“ ̶sensu lato: „various substances, including cytokines and hormones, produced in WAT“ --------------------------------------------------------------------------------------------------- ------------------------------------ ̶ ̶ WAT – bílá tuková tkáň Adobe Systems new_logo_nephro Braam B et al. (2007) Technology Insight: innovative options for end-stage renal disease—from kidney refurbishment to artificial kidney Nat Clin Pract Nephrol 3: 564–572 doi:10.1038/ncpneph0600 Vývojová plasticita v čase About 40 percent overweight! Programování versus reprogramování Adobe Systems Zápatí prezentace 16 Co se dozvíte v tomto kurzu ̶Jak je tělo organizováno ̶Jak se porucha struktury či funkce těla může projevit onemocněním ̶Které tělesné procesy jsou přirozené a které označujeme za nemoc ̶Jak vznikají některá vybraná onemocnění (zejména s ohledem na metabolické poruchy) a jakou roli v tom hraje okolní prostředí