Bi7070 Fyziologie buněčných systémů

Přírodovědecká fakulta
podzim 2021
Rozsah
2/0/0. 2 kr. (plus ukončení). Ukončení: zk.
Vyučující
prof. Mgr. Vítězslav Bryja, Ph.D. (přednášející)
doc. Mgr. Karel Souček, Ph.D. (přednášející)
prof. RNDr. Jan Vondráček, Ph.D. (přednášející)
prof. RNDr. Alois Kozubík, CSc. (přednášející)
Garance
prof. Mgr. Vítězslav Bryja, Ph.D.
Ústav experimentální biologie – Biologická sekce – Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: prof. RNDr. Jan Vondráček, Ph.D.
Dodavatelské pracoviště: Ústav experimentální biologie – Biologická sekce – Přírodovědecká fakulta
Rozvrh
Čt 14:00–15:50 B11/335
Předpoklady
Nutné základní znalosti z biochemie,buněčné a molekulární biologie. Navazuje na předmět Fyziologie živočišné buňky (Bi1110).
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.
Jiné omezení: Na předmět se vztahuje povinnost registrace, bez registrace může být znemožněn zápis předmětu!
Mateřské obory/plány
Cíle předmětu
Cílem tohoto předmětu je seznámit studenty s principy chování a funkcí živočišných buněk v kontextu buněčných populací tkání a celého organismu, představit organismus jako dynamický hierarchický systém a seznámit studenty se zásadními principy řídícími funkce buněk jak v průběhu embryonálního vývoje, tak v dospělém organismu.
Výstupy z učení
Na konci tohoto kurzu bude student schopen: popsat základní principy vývoje embrya a hlavní morfogenetické signální dráhy, vč. popisu modelových příkladů; popsat úlohu kmenových buněk v udržování homeostázy tkání dospělého organismu; popsat na vhodných modelech tkání principy tkáňové regenerace a buněčné diferenciace (modelové systémy střev, jater, hematopoézy, pokožky, endokrinně regulovaných tkání, plicní tkáň); popsat principy adaptací buněčného metabolismu v podmínkách diferencované tkáně, proliferující buněčné populace a patologických podmínkách; definovat a rozvést pojmy homeostázy, systémových reakcí a zpětných vazeb v regulaci chování buněčných populací a aplikovat tyto pojmy na chování buněčných systémů ve stresu a nemoci.
Osnova
  • 1) ÚVOD – základní principy organizace a funkce živočišné buňky (shrnutí klíčových fakt jak základ pro přednáškový cyklus); 2) BUNĚČNÝ METABOLISMUS - adaptace buněčného metabolismu, metabolismus proliferujících a nádorových buněk, signální dráhy kontrolující buněčný metabolismus; 3) 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 4) MODELOVÉ BUNĚČNÉ SYSTÉMY – krvetvorba, systém krevních buněk a krvetvorné orgány; principy diferenciace 5) REGULACE BUNĚČNÝCH SYSTÉMŮ I – hlavní signální kaskády uplatňující se v homeostáze a regeneraci (Wnt, Hedgehog, Notch, systémy receptorových tyrozinkináz, BMP/TGF signalizace) a příklady jimi regulovaných procesů; 6) REGULACE BUNĚČNÝCH SYSTÉMŮ II – kontrola tkáňové organizace vnějšími vlivy – hypoxie, poškození, mechanické vlivy (role signální dráhy Hippo), význam buněčné polarity a migrace buněk/skupin buněk 7) MODELOVÉ BUNĚČNÉ SYSTÉMY I – vývoj, architektura a regenerace jater, játra jako modelový příklad tkáně regenerující z diferencovaných buněk; jaterní zonace a molekulární mechanismy regulace základních jaterních funkcí (produkce žluči, detoxifikace a produkce významných látek pro organismus); 8) MODELOVÉ BUNĚČNÉ SYSTÉMY III – kůže, její obnova a regenerace; prostata, prsní epitel jako příklady endokrinně regulovaných tkání; 9) MODELOVÉ BUNĚČNÉ SYSTÉMY IV – plíce a dýchací cesty – principy vývoje a organizace; transport plynů buňkami a orgány; 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;
Literatura
    povinná literatura
  • ALBERTS, Bruce. Základy buněčné biologie : úvod do molekulární biologie buňky. Translated by Arnošt Kotyk. 2. vyd. Ústí nad Labem: Espero Publishing, 2004, xxvi, 630. ISBN 8090290620. info
  • VOET, Donald a Judith G. VOET. Biochemie. Translated by Arnošt Kotyk. 1. vyd. Praha: Victoria Publishing, 1995, S. II-XIV,. ISBN 80-85605-44-9. info
    doporučená literatura
  • ALBERTS, Bruce, Alexander JOHNSON, Julian LEWIS, David Owen MORGAN, Martin C. RAFF, Keith ROBERTS a Peter WALTER. Molecular biology of the cell. Edited by John H. Wilson - Tim Hunt. Sixth edition. New York, NY: Garland Science, 2014, xxxiv, 134. ISBN 9780815344322. info
  • Functional metabolism, Regulation and Adaptation, ed. K. B. Storey, Wiley-Liss, Inc., Hoboken, New Jersey, 2004
  • Handbook of cell signaling, Vol. 1, 2, 3, eds. R. A. Bradshaw, E. A. Dennis, Academic Press, Elsevier Science 2004
  • Doporučené speciální separáty a elektronické prezentace přednášek. (Recommended thematic research papers and electronic presentation of the lectures)
Výukové metody
V podzimním semestru 2020 bude předmět vyučován distančně v důsledku opatření souvisejících s Covid-19. Přednášky budou probíhat naživo podle rozvrhu, tj. v pondělky od 14.00, s využitím platformy MS Teams. Přednášky budou nahrávány. Zapsaní studenti obdrží e-mail s instrukcemi jak se připojit.
Metody hodnocení
Účast na přednáškách není povinná, ale je doporučována s ohledem na správné porozumění vyučovanému předmětu. Kurz je zakončen písemnou zkouškou hodnocenou přednášejícími. Otázky pokrývají všechna vyučovaná témata. Studenti musí odpovědět cca na 20 otázek. Pro absolvování kurzu musí studenti odpovědět nejméně 60% otázek správně.
Navazující předměty
Další komentáře
Studijní materiály
Předmět je dovoleno ukončit i mimo zkouškové období.
Předmět je vyučován každoročně.
Nachází se v prerekvizitách jiných předmětů
Předmět je zařazen také v obdobích podzim 2007 - akreditace, podzim 2010 - akreditace, podzim 2002, podzim 2003, podzim 2004, podzim 2005, podzim 2006, podzim 2007, podzim 2008, podzim 2009, podzim 2010, podzim 2011, podzim 2011 - akreditace, podzim 2012, podzim 2013, podzim 2014, podzim 2015, podzim 2016, podzim 2017, podzim 2018, podzim 2019, podzim 2020, podzim 2022, podzim 2023, podzim 2024.