Нейрохімія

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ
Пензенська ДЕРЖАВНИЙ ПЕДАГОГІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ІМЕНІ В.Г. БЕЛІНСЬКА

Прийнято на засіданні Вченої ради природничо-географічного факультету протокол засідання ради факультету № ___від «___» _________2007 р. Декан факультету _____________Н.А. Кагіна

ЗАТВЕРДЖУЮ Проректор з навчальної роботи _________________М.А. Пятин «___» _________2007 Р.

ПРОГРАМА НАВЧАЛЬНОЇ ДИСЦИПЛІНИ
Нейрохімія
СПЕЦІАЛЬНІСТЬ 020208 - «Біохімія»
Факультет природничо-географічний
КАФЕДРА біохімії
Пенза - 2007

1. Кваліфікаційні вимоги
Кваліфікація випускника - біохімік.
Нормативний термін освоєння основної освітньої програми підготовки біохіміка за спеціальністю 020208 Біохімія при очній формі навчання 5 років.
Кваліфікаційна характеристика випускника
Спеціаліст-біохімік здійснює діяльність з вивчення будови і властивостей хімічних сполук, що входять до складу живих організмів, метаболізму та його регуляції. Розробляє нормативні документи в своїй області діяльності, організовує і виконує експедиційні роботи і лабораторні дослідження; аналізує отримувану польову та лабораторну інформацію, узагальнює і систематизує результати виконаних робіт, використовуючи сучасну обчислювальну техніку; складає науково-технічні звіти та іншу встановлену документацію, стежить за дотриманням встановлених вимог, чинних норм, правил і стандартів у сфері своєї діяльності. Проводить експериментальні дослідження в своїй області, доручає їм завдання, бере участь у розробці і здійсненні нових методичних підходів, обговоренні, оцінки та публікації результатів, проводить патентну роботу, бере участь у роботі семінарів та конференцій, складанні патентних заявок.
У виробничих і медичних організаціях проводить біохімічну аналітичну роботу, бере участь в діагностиці та експертизі, сертифікації продуктів виробництва.
Виходячи зі своїх кваліфікаційних можливостей, спеціаліст-біохімік підготовлений до самостійної роботи на посадах біохіміка, лікаря-лаборанта, біолога, лаборанта-дослідника, інженера-дослідника, наукового співробітника в науково-дослідних і науково-виробничих установах, та інших посадах, відповідно до вимогами Кваліфікаційного довідника посад керівників, спеціалістів та інших службовців, затверджених постановою Мінпраці РФ від 21.08.98 № 37.
Спеціаліст-біохімік підготовлений до педагогічної діяльності на посаді викладача в середній школі та установах професійної освіти за умови освоєння додаткової освітньої програми психолого-педагогічного профілю.
Область професійної діяльності
Дослідження будови і фізико-хімічних властивостей хімічних сполук, що входять до складу живих організмів, метаболізму і молекулярних механізмів його регулювання.
Об'єкти професійної діяльності
Віруси і мікроорганізми, клітинні органели і поодинокі клітини, багатоклітинні організми (рослини і тварини).
Види професійної діяльності
· Проведення наукових досліджень в галузі біохімії та молекулярної біології: збір і підготовка наукових матеріалів, кваліфікована постановка експериментів, обробка результатів клінічних аналізів і експериментальних досліджень.
· Науково-виробнича і організаційна діяльність;
· Педагогічна діяльність (за умови освоєння відповідної освітньо-професійної програми педагогічного профілю) викладання в середній і вищій школі, здійснення просвітницької діяльності.
· Інші види діяльності, що дозволяють використовувати базову біологічну підготовку та підготовку за спеціальністю 020208 - Біохімія.

2. Цілі і завдання дисципліни
Пізнання механізмів діяльності мозку, у тому числі хімічних, є не тільки найважливішим біохімічної завданням, воно має особливе значення в загальному прагненні людини до розуміння його місця і ролі на землі і у всесвіті. Нервова система, головний мозок вищих тварин і людини - це найбільш сложноустроенние системи організму. Тому нейрохімія - найскладніша з біохімічних дисциплін. Студенти, що приступають до вивчення нейрохімії, повинні бути вже озброєні грунтовними знаннями з загальної біохімії. Це обумовлює доцільність викладання нейрохімії на старшому курсі спеціальності «біохімія».
Курс «нейрохімія» становить невід'ємну частину підготовки фахівців-біохіміків.
Мета даного курсу - показати особливості будови, хімічного складу, особливості метаболізму нервової тканини, а також формувати у студентів уміння і навички виділення відділів нервової системи і роботи c її компонентами.
3. Місце дисципліни у професійній підготовці студентів
Курс «Нейрохімія» є найскладнішим біологічним курсом з великими міждисциплінарними зв'язками. Студенти, що приступають до вивчення нейрохімії, повинні бути вже озброєні грунтовними знаннями з загальної біохімії. Це обумовлює доцільність викладання нейрохімії на старшому курсі спеціальності «біохімія». Дисципліна відноситься до регіонального (вузівському компоненту).

Розподіл часу, відведеного на вивчення дисципліни за навчальним планом
Тематичні плани для очної форми навчання
Зміст дисципліни
1. Ліпіди
Ліпіди центральної і периферичної нервової системи. Високий вміст ліпідів - важлива характерна риса мозку. Вміст у ЦНС і ПНС ліпідів різних класів. Склад ліпідів різних нервових клітин - нейронів, гліальних клітин (астроцити, олігодендроцити) і мієліну. Жирнокислотний склад ліпідів мозку. Роль ацил-обмінного (деацетилюванню / реацетілірованіе) механізму у функціональній активності мембранних ліпідів, в першу чергу - фосфоліпідів. Організація ліпідів у різних типах мембран мозку. Нейроспеціфічние гліколіпіди - гангліозид, цереброзидів, сульфатіди та його роль. Участь ліпідів у внутрішньоклітинних сигнальних механізмах.
2. Мієлін
Мієлін і його роль в нервовій системі. Основні стадії формування та структура мієліну. Участь олигодендроцитов і шванівських клітин в освіті мієліну в ЦНС і ПНС. Ліпідний та білковий склад мієліну. Особлива роль галактоліпідів (цереброзидів, сульфатідов) і поліфосфоінозітідов в мієліну. Жирнокислотний склад мієлінових ліпідів, роль довголанцюгових жирних кислот. Білки, що входять до складу мієліну (катіонний білок мієліну, протеоліпіди, білок Вольфграма, ліпофілін та ін) Деякі захворювання, викликані порушенням структури мієліну (демієлінізуючі захворювання).
3. Нуклеїнові кислоти та нейроспеціфічние білки
Деякі особливості організації геному в ЦНС. Набір гістонів в хроматині мозку. Висока ставлення РНК / ДНК в мозку, корелює з високою швидкістю трансляції.
Деякі приклади нейроспеціфічних білків та їх роль в ЦНС. Са ^{2 +-зв'язуючі} білки (S-100, GP-350). Білки синаптичних структур: GAP-43 (B-50), BASP1, сінаптобревін, сінаптотагмін, рабфілін3а, сінтаксін, SNAP-25 та ін Білки, які контролюють стан цитоскелету, такі як гелзолін, профілін, міозін1; білки, що у аксонального транспорту. Приклади нейроспеціфічних ферментів (ізоензимів).
4. Синаптична передача
Синаптична передача - Основні положення. Біосинтез нейромедіаторів, запасання у везикулах і викид в синаптичну щілину (екзоцитоз). Роль іонів Са ^{2 +} у синаптичної трансмісії. Механізми інактивації вивільнених нейротрансмітерів: "зворотне захоплення" в нервові закінчення (катехоламіни, серотонін); ферментативна деградація (ацетилхолін, моноаміни, пептиди); захоплення і метаболізм в гліальних клітинах (глутамат, ГАМК). Основні нейромедіаторні системи.
5. Енергетичний метаболізм мозку
Високий рівень енергетичного обміну - специфічна особливість мозку. Глюкоза, як основний енергетичний субстрат для мозку. Споживання кисню і глюкози різними структурами мозку. Альтернативні енергетичні субстрати, які можуть окислюватися в мозку при деяких умовах (кетонові тіла, коротколанцюгові жирні кислоти, амінокислоти, глікоген). Гематоенцефалічний бар'єр і його роль у транспорті енергетичних субстратів в мозок. Важлива роль гексокінази та піруватдегідрогеназний комплексу для енергетичного метаболізму мозку. Швидкість-лімітуючі етапи гліколізу та циклу трикарбонових кислот і участь в їх контролі відносини АТФ / АДФ. Компартменталізація енергетичного метаболізму в мозку, нейрональний і гліальних компартменти. Високий ступінь залежності процесів синтезу нейротрансмітерів від енергетичного метаболізму. Методи розрахунку енергетичного потоку (energy flux) у мозку.
6. Основні типи рецепторів нейромедіаторів
Загальні принципи структури і функцій. Іонотропного рецептори - утворюють іонні канали, що складаються з декількох субодиниць (нах-, NMDA-глутаматного, ГАМК _А -, гліціновий і др.рецептори). Рецептори даної групи локалізовані на поверхні клітини; відповідь на зв'язування агоніста надзвичайно швидкий і, як правило, не вимагає утворення вторинних месенджерів.
Метаботропние, повільно діючі рецептори - великі білкові ланцюги, що мають 7 трансмембранних доменів і найчастіше пов'язані з G-білками. Різні внутрішньоклітинні механізми передачі сигналу. Модуляція аденілатціклазной активності з подальшим регулюванням утворився цАМФ активності протеїнкінази А (a ₂ -, b-адренорецептори та ін.) Активація фосфоліпази С з наступною зміною гомеостазу іонів Са ^{2 +} і регуляцією активності протеїнкінази С або активацією фосфоліпаз А ₂ і D. Інші механізми внутрішньоклітинного сигналінгу. Взаємозв'язок різних шляхів внутрішньоклітинної передачі сигналу.
7. Біохімічні аспекти навчання і пам'яті
Навчання як адаптивні зміни у відповідь на дії навколишнього середовища. Нейрохимические кореляти навчання і пам'яті як компроміс між поведінковими критеріями та досягненнями в галузі молекулярної і клітинної біології. Формування короткочасної пам'яті, роль посттрансляційних модифікацій структурних елементів синапсу. Довготривала пам'ять і пов'язані з нею біохімічні реакції (синтез білків de novo, передача інформації від клітинної мембрани до ядра за допомогою аксонального транспорту та ін.) Синаптична пластичність як модельна система при вивченні навчання і пам'яті. Роль ростових факторів, ендогенних гормонів; важливе значення фізичної активності і стимуляції процесів мислення для мозкових функцій і пластичності мозку.
8. Біохімічна картина деяких Нейропатолог
Біохімічні аспекти нейродегенеративних (хвороба Альцгеймера, пріонні хвороби) і аутоімунних (розсіяний склероз, міастенія гравіс) хвороб. Нейрохімія шизофренії, тривожних і депресивних станів, епілепсії, хвороби Паркінсона. Нейрохимические аспекти алкоголізму. Нейрохимические основи наркотичної та лікарської залежності, молекулярні мішені наркотичних речовин. Можливі молекулярні механізми звикання; роль системи цАМФ.

Список основної літератури
1. Нейрохімія / Под ред. Ашмаріна І.П., Стукалова П.В. - М.: Изд-во Інституту Біомед. хімії РАМН, 1996. - 470 с.
2. Успіхи функціональної нейрохімії / Под ред. Дамбіновой С.А., Арутюняна А.В., С-Пб.: Вид-во С.-П. університету, 2003, 516 с.
3. Нейрохімія / Под ред. Прохорової М.І., Єщенко Н.Д., Л.: Вид-во Льон. ун-ту., 1979, 472 с.
4. Соловйов В.Б. Нейрохімія: курс лекцій. - Львів: ПДПУ, 2007, - 150 с.
Список додаткової літератури
1. Ашмарин І.П., Каменська М.А. Нейропептиди у симпатичної передачі / / Підсумки Н. і Т. (ВІНІТІ. Сер. Фізіологія людини і тварин). - 1988. - 34. - 184 с.
2. Буров Ю.В., Ведерникова К.М. Нейрохімія та фармакологія алкоголізму. - М.: Медицина, 1985. - 240 с.
3. Фізіологія людини / За ред. Косицького Г.І. - М.: Медицина, 1985. - 544 с.
4. Ейнштейн Е. Білки мозку і спинномозкової рідини в нормі та патології - М.: «Світ», 1988, 280 с.

5. Ільюченок Р.Ю. Фармокологія поведінки і пам'яті - Н-ськ.: «Наука», 1972
6. Кометіані П.А. Нейрохимические аспекти пам'яті - Тбілісі: «Мецніереба», 1980, 200 с.

Вимоги до рівня освоєння програми
У результаті вивчення даної дисципліни студент повинен:
знати основні принципи функціонування нервової системи.
вміти орієнтуватися в сучасній літературі, в тому числі в періодичній пресі за даними проблемам.
володіти прийомами і навичками роботи з біологічним матеріалом - нервової тканиною.
Перелік питань до іспиту
1. Російське нейрохимические суспільство. Історія розвитку, школи
2. Холінергічна система. Будова, функціонування
3. Основні біохімічні особливості нервової системи
4. Адренергічні система. Будова, функціонування
5. Мікроглія: особливості та роль у розвитку мозку
6. Дофамінергічних система. Будова, функціонування
7. Біохімічні особливості взаємодії нейронів і нейроглії
9. Серотонинергическая система. Будова, функціонування
10. Особливості нуклеїнових кислот і хроматину в нервовій тканині
11. ГАМКергіческая і гистаминергическая системи. Будова, функціонування
12. Вільні амінокислоти нервової системи. Зміст, локалізація, транспорт і метаболізм
13. Нейромедіаторні системи амінокислот. Будова, функціонування.
14. Неферментний нейроспецифічних білки
15. Пурінергіческіе і пептідергіческіе нейромедіаторні системи. Будова, функціонування
16. Нейроспецифічних ферменти
17. Концепція синаптичної передачі. Морфофункціональна організація хімічного синапсу.
18. Ліпіди ЦНС. Будова і функції
19. Біохімічна картина алкоголізму. Механізми потягу до етанолу
20. Мієлін і його роль в нервовій системі. Основні стадії формування та структура мієліну
21. Хімічні фактори внутрішнього підкріплення при наркоманіях
22. Білки, що входять до складу мієліну (катіонний білок мієліну, протеоліпіди, білок Вольфграма, ліпофілін та ін) Деякі захворювання, викликані порушенням структури мієліну (демієлінізуючі захворювання)
23. Класифікація наркоманій
Особливості енергетичного обміну головного мозку
24. Біохімічна картина страху, фобій, депресивних станів
25. Окислювальний стрес. Роль вільних радикалів в біохімічних процесах нервової системи
26. Нейрохімічних картина шизофренії, судомних станів, епілепсії
27. Нейропептиди. Класифікація. Опції. Поняття про функціональний континуумі
28. Хвороба Альцгеймера
29. Ферменти біосинтезу нейропептидів
30. Хвороба Паркінсона
31. Концепція нейрологічної пам'яті. Біохімічні механізми МКП і ОВП
32. Гематоенцефалічний бар'єр. Будова, функції
33. Біохімічні механізми довічної пам'яті. Інформаційна ємність пам'яті
34. Нейроглія. Види нейроглії. Будова, функції
35. Проблема переносу пам'яті. Роль нейромедіаторів і нейропептидів в регуляції пам'яті
36. Нейрофармакология. Лікування Нейропатолог

Відомості про перезатвердження програми на черговий навчальний рік та реєстрації змін

Програму склав:
1. Соловйов В.Б., канд. біол. наук, доцент _________________________
(Підпис)
Ця програма не може бути відтворена в якій формі без попереднього письмового дозволу кафедри-розробника програми.
Програма схвалена на засіданні кафедри біохімії
Протокол № від «___» _____________ 200 року
Зав. кафедрою біохімії
д.б.н., професор Генгін М.Т. ___________________________________
(Підпис)
Програма схвалена навчально-методичною радою Природничо-географічного факультету
«_____» _____________ 2007
Голова навчально-методичної ради
Природно-географічного факультету,
к.т.н., доцент ___________________________ О.В. Зорькіна
(Підпис)
Програма схвалена навчально-методичним управлінням університету
«_____» _____________ 2007
Начальник навчально-методичного
управління університету ________________________ Г.М. Шалаєва
(Підпис)
ЛИСТ РЕЄСТРАЦІЇ ЗМІН