E0300 Metabolické a proteinové biomarkery

Přírodovědecká fakulta
jaro 2022
Rozsah
2/0/0. 2 kr. (plus ukončení). Ukončení: zk.
Vyučující
PharmDr. Zdeněk Spáčil, Ph.D. (přednášející)
doc. RNDr. Pavel Čupr, Ph.D. (přednášející)
Garance
doc. RNDr. Pavel Čupr, Ph.D.
RECETOX – Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: PharmDr. Zdeněk Spáčil, Ph.D.
Dodavatelské pracoviště: RECETOX – Přírodovědecká fakulta
Rozvrh
Pá 13:00–14:50 D29/252-RCX1
Předpoklady
Koncept vyučovaných témat je vysoce multidisciplinární a vychází z poznatků „klasických“ vědních oborů zejména environmentální chemie, biochemie, molekulární a buněčná biologie, toxikologie nebo mikrobiologie. Proto předchozí absolvování biologických, chemických a medicínských předmětů je nespornou výhodou a zároveň předpokladem ke snadnému pochopení témat přednášených v rámci tohoto předmětu.
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.
Mateřské obory/plány
Cíle předmětu
Hlavním cílem je vysvětlení interakce chemických látek s organismem, která začíná po překonání biologických bariér, a to na všech úrovních jeho hierarchického uspořádání, tj. od molekulární a buněčné úrovně až po úroveň celého organismu.
Výstupy z učení
Student bude po absolvování kurzu schopen:

- aplikovat vědomosti z environmentální chemie a dále rozšířit koncept vnější expozice chemickými látkami z prostředí o složku interní expozice a její přímé dopady na organismus

- pochopit hlavní expoziční cesty, kterými se okolní chemické látky dostávají do lidského organismu včetně základních mechanismů biodostupnosti

- rozvíjet nové poznatky o kinetice a účinku polutantů v organismu a jejich distribuci mezi jednotlivými tělními kompartmenty

- znát podstatu transportu přes biologické membrány a rozlišit mezi pojmy vnější expozice, biodostupnost a interní expozice chemickými látkami v organismu

- pochopit praktické aspekty moderních přístupů analýzy interní expozice

- rozdělit environmetální polutanty do skupin z hlediska expoziční cesty a charakteru účinku jejich interní expozice

- aplikovat poznatky z jiných oborů, propojit s ostatními vědními disciplínami
Osnova
  • 1. Úvod do problematiky interních faktorů ovlivňujících působení toxických látek na organismus a rozdělení chemických látek do skupin z hlediska expoziční cesty (1 lekce)
  • 2. Mechanismy překonání biologických bariér: typy transportu chemických látek lipidovými biomembránami a jejich závislost na fyzikálně-chemických vlastnostech (1 lekce)
  • 3. Faktory ovlivňující kinetiku tj. absorpci, distribuci, metabolismus a eliminaci chemických polutantů v rámci jednotlivých kompartmentů organismu: základní kinetické parametry a jejich praktický význam (1 lekce)
  • 4. Praktické aspekty a moderní aplikace bioanalytických metod: imunoanalytické, separační a hmotnostně spektrometrické (1 lekce)
  • 5. Metabolomika – vysvětlení základních pojmů: fenotyp, metabolit, metabolom, metabolické profilování, analýza cílená/necílená, diferenční, kvalitativní, kvantitativní (1 lekce)
  • 6. Metabolismus chemických polutantů a jejich působení na specifické metabolické dráhy (1 lekce)
  • 7. Metabolické dráhy ovlivněné působením střevní mikrobiomu (např. metabolismus tryptofanu nebo žlučových kyselin), metody studia vlivu mikrobiomu na lidské zdraví (1 lekce)
  • 8. Proteomika – vysvětlení základních pojmů: top-down, bottom-up, cílené/necílené přístupy k hodnocení proteinových markerů interní expozice (1 lekce)
  • 9. Pochopení vzájemných vztahů k rámci tzv. „omics“ kaskády (genomika-epigenomika-transkriptomika- metabolomika) (1 lekce)
  • 10. Koncept expozomu – komplexní a interdisciplinární hodnocení environmentálních faktorů (polutanty, působení mikrobiomu, dietárních faktorů a životního stylu) (1 lekce)
  • 11. Aplikace konceptů systémová biologie a personalizovaná medicína a jejich praktické využití (1 lekce)
  • 12. Diskuze s celosvětově uznávaným expertem na téma budoucího uplatnění nově získaných znalostí (1 lekce)
Literatura
    doporučená literatura
  • Základní a aplikovaná farmakologie. Edited by Dagmar Lincová - Hassan Farghali. 1. vyd. Praha: Galén, 2002, xxiv, 601. ISBN 8024605384. info
  • Natural biomarkers for cellular metabolism : biology, techniques, and applications. Edited by Vladimir V. Ghukasyan - Ahmed A. Heikal. Boca Raton: CRC Press, 2015, xxvii, 380. ISBN 9781466509986. info
  • Metabonomics and gut microbiota in nutrition and disease. Edited by Sunil Kochhar - François-Pierre Martin. London: Humana Press, 2015, xvi, 375. ISBN 9781447171058. info
  • Dettmer, K.; Aronov, P. A.; Hammock, B. D. Mass Spectrom. Rev. 2007, 26 (1), 51–78.
  • Musilová, J.; Glatz, Z. Chem. List. 2011, 105, 745–751.
Výukové metody
Výuka je realizována formou přednášky s prezentací v Powerpointu. Důraz je kladen na porozumění základním principům, mechanismům a souvislostem. Studenti jsou často dotazováni na aktuálně probírané téma. Jsou podporováni v tom, aby sami kladli dotazy a byli v interakci s vyučujícím.
Metody hodnocení
Návštěva přednášek není povinná, ale silně doporučená pro pochopení probíraných témat, která jsou vzhledem k mezioborovosti předmětu čerpána z mnoha odborných zdrojů. Během výuky je kladen důraz na interakci se studenty a podporována diskuze na téma již probraného učiva. Závěrečné hodnocení (na konci semestru) se provádí formou písemné zkoušky, která se obvykle skládá z 50 otázek, z nichž řada vyžaduje slovní odpověď s vysvětlením dotazovaného problému. Otázky mají různou bodovou hodnotu 1 - 3 dle obtížnosti a celkově lze dosáhnout 100 bodů. K úspěšnému zvládnutí je potřeba dosáhnout alespoň 50 bodů.
Navazující předměty
Informace učitele
https://is.muni.cz/auth/predmet/sci/akreditace2017podzim/E0300
PharmDr. Zdeněk Spáčil, Ph.D. Masaryk University Research Centre for Toxic Compounds in the Environment Kamenice 753/5, pavilion A29/418 625 00 Brno Czech Republic spacil@recetox.muni.cz office: (+420) 549 49 7989
Další komentáře
Studijní materiály
Předmět je vyučován každoročně.
Předmět je zařazen také v obdobích jaro 2021.
  • Statistika zápisu (nejnovější)
  • Permalink: https://is.muni.cz/predmet/sci/jaro2022/E0300