ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ «ΚΛΙΝΙΚΕΣ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΜΟΡΙΑΚΗΣ ΙΑΤΡΙΚΗΣ» ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑΣ ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑ ΔΙΕΓΕΡΣΙΜΩΝ ΜΕΜΒΡΑΝΩΝ Ύλη και Οδηγός µελέτης

Transcript

1 ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ «ΚΛΙΝΙΚΕΣ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΜΟΡΙΑΚΗΣ ΙΑΤΡΙΚΗΣ» ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑΣ ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑ ΔΙΕΓΕΡΣΙΜΩΝ ΜΕΜΒΡΑΝΩΝ Ύλη και Οδηγός µελέτης 1. Δοµή και Λειτουργία της Κυτταρικής Μεµβράνης (Διδάσκουσα: Ε. Παρασκευά) Λειτουργίες της κυτταρικής µεµβράνης Η δοµή της λιπιδιακής διπλοστιβάδας Κίνηση των Φωσφολιπιδίων Η Κυτταρική Μεµβράνη περιέχει Λιπιδικές Σχεδίες (Lipid Rafts) Η κατανοµή φωσφολιπιδίων και γλυκολιπιδίων στη λιπιδική διπλοστιβάδα Η ασυµµετρία της λιπιδικής διπλοστιβάδας είναι σηµαντική για τη λειτουργία της Μεµβρανικές Πρωτεΐνες Σύνδεση των Μεµβρανικών Πρωτεϊνών µε τη Λιπιδική Διπλοστιβάδα Διαλυτοποίηση και Καθαρισµός Μεµβρανικών Πρωτεϊνών µε τη Χρήση Απορρυπαντικών Η κυτταρική µεµβράνη των ερυθροκυττάρων Διάχυση µεµβρανικών πρωτεϊνών κατά µήκος της µεµβράνης Οργάνωση των πρωτεϊνών στην κυτταρική µεµβράνη: Διαφορετικές περιοχές της κυτταρικής µεµβράνης περιέχουν διαφορετικές πρωτεΐνες Μηχανισµοί που χρησιµοποιούνται για τον περιορισµό µιας πρωτεΐνης σε µια περιοχή της µεµβράνης Η επιφάνεια του κυττάρου καλύπτεται από σάκχαρα Molecular Biology of the Cell, 5th edition. Alberts, Johnson, Lewis, Raff, Roberts, Walter, Κεφ. 10. Molecular Cell Biology, 4th edition. Lodish, Berk, Zipursky, Matsudaira, Baltimore, Darnell, Κεφ Διάχυση και µηχανισµοί διαπερατότητας (Διδάσκων: Σ. Ζαρογιάννης) Διαµεµβρανική κίνηση ιόντων και µορίων Διάχυση Διαµεσολαβούµενη µεταφορά Διευκολυνόµενη διάχυση Πρωτογενής ενεργός µεταφορά Δευτερογενής ενεργός µεταφορά Ώσµωση Ενδοκυττάρωση εξωκυττάρωση Επιθηλιακή µεταφορά Φυσιολογία του Ανθρώπου, Vander K., Κεφ. 6. 1

2 3. Τύποι Ιοντικών Διαύλων (Διδάσκουσα: Ε. Παρασκευά) Πρωτεΐνες φορείς και ιοντικοί δίαυλοι Ενεργητική και παθητική µεταφορά µορίων µέσω βιολογικών µεµβρανών Οι κύριες ιδιότητες των ιοντικών διαύλων Δηµιουργία Δυναµικού στην Κυτταρική Μεµβράνη Ζωϊκών Κυττάρων Τασοεξαρτώµενοι, χηµειοεξαρτώµενοι και µηχανοευαίσθητοι ιοντικοί δίαυλοι Εκλεκτικότητα και εξειδίκευση των ιοντικών διαύλων Καθορισµός της τριτοταγούς δοµής των ιοντικών διαύλων Τασοεξαρτώµενοι ιοντικοί δίαυλοι Ο δίαυλος Κ+ Μοντέλο λειτουργίας του διαύλου Κ+ Η δοµή ενός διαύλου Κ+ αποκαλύπτει που βασίζεται η εξειδίκευσή του Ρύθµιση των διαύλων Κ+ Ο νευρωνικός δίαυλος Να+ Απενεργοποίηση του διαύλου Να+ Ιοντικοί Δίαυλοι Ca2+ Ιδιότητες και Τύποι Τασοεξαρτώµενων Διαύλων Ca2+ Μοντέλο Διαύλου Cl- Μοντέλο Υδατοπορίνης Χηµειοεξαρτώµενοι ιοντικοί δίαυλοι Η αρχιτεκτονική των χηµειοεξαρτόµενων διαύλων Ο νικοτινικός υποδοχέας της ακετυλοχολίνης Σύγκριση της δοµής Ιοντικών Διαύλων Τεχνική καθήλωσης κηλίδων (Patch-clump) Οι δίαυλοι ιόντων που ενεργοποιούνται στη νευροµυϊκή σύναψη Ο υποδοχέας Ν-µεθυλο-D-ασπαραγινικού (NMDA) Ιοντικοί Δίαυλοι και Όραση Ιοντικοί Δίαυλοι και Όραση Ιοντικοί Δίαυλοι και Γεύση Η πρωτεΐνη CTFR: Ένας ελαττωµατικός ιοντικός δίαυλος προκαλεί Κυστική Ίνωση Molecular Biology of the Cell, 5th edition. Alberts, Johnson, Lewis, Raff, Roberts, Walter, Κεφ. 11 & 15. Molecular Cell Biology, 4th edition. Lodish, Berk, Zipursky, Matsudaira, Baltimore, Darnell, Κεφ. 5 & Μηχανισµοί ελέγχου διαπερατότητας του υπεζωκότα (Διδάσκων: Σ. Ζαρογιάννης) Υπεζωκοτική µεµβράνη και σχηµατισµοί της. Mηχανισµοί φυσιολογικής παραγωγής και απορρόφησης του πλευριτικού υγρού στην υπεζωκοτική κοιλότητα. Mηχανισµοί παραγωγής και της απορρόφησης του πλευριτικού υγρού σε παθοφυσιολογικές καταστάσεις. Μέθοδοι εργαστηριακής µελέτης της διαπερατότητας της υπεζωκοτικής µεµβράνης. Πειραµατική συσκευή Ussing System. Ηλεκτροφυσιολογική µελέτη µονοστοιβάδων κυττάρων in vitro: συσκευή Ussing System είτε µε τη συσκευή EVOMX. 2

3 Μοντέλα µελέτης διαπερατότητας σε µικρά πειραµατόζωα. «Μετάφραση» των δεδοµένων ηλεκτοφυσιολογικών µελετών στο in vivo επίπεδο και σπουδαιότητα τους στη µελέτη των ιδιοτήτων µονοστοιβάδων µεσοθηλιακών και επιθηλιακών κυττάρων. - Zarogiannis Sm Kalomenidis I (2015) Can pharmacological agents speed up the rate of resorption of pleural fluid? Curr Opin Pulm Med 21: Markov AG, Amasheh S (2014) Tight junction physiology of pleural mesothelium. Front Physiol 5: Apostolidou E, Paraskeva E, Gourgoulianis K, Molyvdas PA, Hatzoglou C (2012) Matrix metalloproteinases 2 and 9 increase permeability of sheep pleura in vitro. BMC Physiology 12:2. 5. Το δυναµικό ηρεµίας, φαινόµενο Donnan (Διδάσκουσα:Χ. Χατζόγλου) Φαινόµενο Donnan Μεµβρανικό δυναµικό ηρεµίας Δηµιουργία δυναµικού ηρεµίας Δυναµικά Nernst Ηλεκτρικό µοντέλο της κυτταρικής µεµβράνης Καταγραφή κυτταρικών µεµβρανικών δυναµικών Ιατρική Φυσιολογία Ganong s, Έκδοση 2011, Κεφ. 4 Ιατρική Φυσιολογία Boron and Boulpael, Κεφ. 6 (Ηλεκτροφυσιολογία της κυτταρικής µεµβράνης) Molecular Cell Biology. 4th edition. Lodish H, Berk A, Zipursky SL, et al. New York: W. H. Freeman; Section 15.4 Intracellular Ion Environment and Membrane Electric Potential. Neuroscience, 2nd edition Edited by Dale Purves, George J Augustine, David Fitzpatrick, Lawrence C Katz, Anthony-Samuel LaMantia, James O McNamara, and S Mark Williams. Κεφ 2 και Διεγερσιµότητα της µεµβράνης, αγωγή (Διδάσκουσα:Χ. Χατζόγλου) Δυναµικό ενεργείας Ιοντικές ροές κατά τη διάρκεια του δυναµικού ενεργείας Διάδοση δυναµικού ενεργείας Ιατρική Φυσιολογία Ganong s, Έκδοση 2011, Κεφ. 4 Ιατρική Φυσιολογία Boron and Boulpael, Κεφ. 7 (Ηλεκτρική διέγερση και δυναµικά ενεργείας) Molecular Cell Biology. 4th edition. Lodish H, Berk A, Zipursky SL, et al. New York: W. H. Freeman; Section 21.2The Action Potential and Conduction of Electric Impulses. Neuroscience, 2nd edition Edited by Dale Purves, George J Augustine, David Fitzpatrick, Lawrence C Katz, Anthony-Samuel LaMantia, James O McNamara, and S Mark Williams. Κεφ 2 και 3. 3

4 7. Ηλεκτρική δραστηριότητα, σύζευξη διέγερσης συστολής Λείων Μυϊκών Ινών Είσοδος Ca 2+ στο κυτταρόπλασµα από τον εξωκυττάριο χώρο Είσοδος Ca 2+ στο κυτταρόπλασµα από το σαρκοπλασµατικό δίκτυο Μηχανισµοί συστολής-χάλασης στις ΛΜΙ -P. Hopkins (2006) Skeletal muscle physiology. Continuing Education in Anaesthesia, Critical Care & Pain, Volume 6, Number 1 -D. Bers (2002) Cardiac excitation contraction coupling. Nature 145, R. Clinton Webb (2003) Smooth Muscle Contraction and Relaxation. ADV PHYSIOL EDUC 27: ; /advan Αναδιαµόρφωση (remodeling) του τοιχώµατος των αεραγωγών και των αγγείων. Ο ρόλος των λείων µυϊκών ινών Υποδοχείς ακετυλοχολίνης Υποδοχείς ακετυλοχολίνης στις ΛΜΙ του αναπνευστικού Πηγές ακετυλοχολινης στο αναπνευστικό σύστηµα Σηµατοδοτικά µονοπάτια που ενεργοποιούνται µε τη διέγερση των Μ 2 ή Μ 3 µουσκαρινικών υποδοχέων -R. Gosens, J. Zaagsma, M. Grootte Bromhaar, A. Nelemans, H. Meurs (2004) Acetylcholine: a novel regulator of airway smooth muscle remodelling? European Journal of Pharmacology K. Mikoshiba (2007) IP3 receptor/ca2+ channel: from discovery to new signaling concepts. Journal of Neurochemistry, 102, Y. Chiba, K. Matsusue, M. Misawa (2010) RhoA, a Possible Target for Treatment of Airway Hyperresponsiveness in Bronchial Asthma. J Pharmacol Sci 114, J. Jude, M. Wylam, T. Walseth, M. Kannan (2008) Calcium Signaling in Airway Smooth Muscle. Proc Am Thorac Soc Vol 5. pp Muscarinic Receptors, Allison D. Fryer l Arthur Christopoulos, Neil M. Nathanson (Editors) -R. Gosens, J. Zaagsma, He. Meurs, A. Halayko (2006) Muscarinic receptor signaling in the pathophysiology of asthma and COPD. Respiratory Research, 7:73 doi: / T. Althoff, S. Offermanns (2015) G-protein-mediated signaling in vascular smooth muscle cells implications for vascular disease. J Mol Med 93: Οι δίαυλοι της µεµβράνης ως στόχοι τοξινών, φαρµάκων και γενετικών παθήσεων Οι ιοντικοί δίαυλοι ως στόχοι τοξινών Tοξίνες που επηρεάζουν τους διαύλους νατρίου Τοξίνες που επηρεάζουν τους διαύλους καλίου Τοξίνες που επηρεάζουν τους τασεο-εξαρτώµενους διαύλους ασβεστίου Οι ιοντικοί δίαυλοι ως στόχοι φαρµάκων Φάρµακα που επηρεάζουν τους τασεο-εξαρτώµενους διαύλους ασβεστίου Φάρµακα που επηρεάζουν τους διαύλους νατρίου (τοπικά αναισθητικά: lidocaine and mexilitine) Οι ιοντικοί δίαυλοι ως στόχοι γενετικών παθήσεων Κληρονοµικές παθήσεις ιοντικών διαύλων 4

5 -l. Savio-Galimberti, M. Gollob, D. Darbar (2012) Voltage-gated sodium channels: biophysics, pharmacology, and related channelopathies. Frontiers in Pharmacology, doi: /fphar J. Striessnig, M. Grabner, J. Mitterdorfer, S. Hering, M.. Sinnegger, H. Glossmann (1998) Structural basis of drug binding to L Ca2+ channels. TiPS Vol. 19 -K. Blumenthal, A. Seibert (2003) Voltage-Gated Sodium Channel Toxins. Cell Biochemistry and Biophysics. Volume 38, S. Mouhat, B. Jouirou, A. Mosbach, M. de Waard, J-M. Sabatier (2004) Diversity of folds in animal toxins acting on ion channels. Biochem. J. 378, J. Striessnig (1999) Pharmacology, Structure and Function of Cardiac L-Type Ca2+ Channels. Cell Physiol Biochem;9: Μηχανισµοί δράσης αντιαρρυθµικών φαρµάκων, Ηλεκτροφυσιολογικοί Μηχανισµοί Αρρυθµιογένεσης, Μονοφασικά δυναµικά ενέργειας µυοκαρδιακών κυττάρων. (Διδάσκων: Ι. Αηδονίδης) Ηλεκτρο-ανατοµική αναδιαµόρφωση και συσχέτιση µε ηλεκτροφυσιολογικές διαταραχές της αγωγιµότητας και της ανερεθίστου περιόδου ως βασικούς παθοφυσιολογικούς µηχανισµούς καρδιακών αρρυθµιών. Νέα αντιισχαιµικά-αντιστηθαγχικά φάρµακα µε αντιαρρυθµικές ιδιότητες. Στόχος η αυξηµένη συγκέντρωση ένδοκυττάριου Να κατά την ισχαιµία από δυσλειτουργία της αντλίας Να/Κ ή/και την καθυστέρηση/αναστολή της απενεργοποίησης των ταχέων διαύλων Να. Μετα-επαναπολωτική ανερέθιστος περίοδος (ορισµός και σηµασία στην πρόληψη προαρρυθµικών παρανεργειών νέων αντιαρρυθµικών). Μηχανισµοί και διαταραχές της επαναπολωτικής εφεδρείας. Σύνδροµο παρατεταµµένου QT και προαρρυθµική δράση αντιαρρυθµικών και µη αντιαρρυθµικών ουσιών. Ισχαιµική προετοιµασία του µυοκαρδίου στην έκβαση του οξέως εµφράγµατος και στην πρόληψη αρρυθµιών. Braunwald's Heart Disease: A Textbook of Cardiovascular Medicine Κεφ Electrical Diseases of the Heart, Gussak Ι. & Antzelevitch C. Κεφ Cardiac Electrophysiology: From Cell to Bedside. Zipes DP & Jalife J. 4 th edition,