Нейрохимия - Рабочая программа дисциплины - 06.04.01. Биология - Направления подготовки

Закреплена за кафедрой	Кафедра зоологии и физиологии
Направление подготовки	06.04.01. Биология
Профиль	Биохимия и молекулярная биология
Форма обучения	Очная
Общая трудоемкость	3 ЗЕТ
Учебный план	06_04_01_Биохим-2-2019

Курс (семестр)	1 (2)	Итого
Недель	14
Вид занятий	УП	РПД	УП	РПД
Лекции	8	8	8	8
Лабораторные	24	24	24	24
Сам. работа	76	76	76	76
Итого	108	108	108	108

1. Цели освоения дисциплины

1.1.	-формирование понимания молекулярных и биохимических механизмов, лежащих в основе функционирования и регуляции нервной системы; -сформировать представление о молекулярной структуре компонентов нервной системы, а также молекулярных механизмах лежащих в основе ее функционирования; -сформировать представление о современных методах исследования молекулярных и биохимических механизмов и нормативно-правовой базе биологических исследований. -

1.1.

-формирование понимания молекулярных и биохимических механизмов, лежащих в основе функционирования и регуляции нервной системы;
-сформировать представление о молекулярной структуре компонентов нервной системы, а также молекулярных механизмах лежащих в основе ее функционирования;
-сформировать представление о современных методах исследования молекулярных и биохимических механизмов и нормативно-правовой базе биологических исследований.
-

2. Место дисциплины в структуре ООП

Цикл (раздел) ООП: Б1.В.ДВ.02

3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины

ПК-5	готовностью использовать знание нормативных документов, регламентирующих организацию проведения научно-исследовательских и производственно-технологических биологических работ (в соответствии с направленностью (профилем) программы магистратуры)
В результате освоения дисциплины обучающийся должен
3.1.	Знать:
3.1.1.	основные правила техники безопасности проведения работ в биохимической лаборатории о современных методах обобщения и анализа наблюдений и результатов экспериментальных исследований технику качественного, количественного и структурного биохимического анализа
3.2.	Уметь:
3.2.1.	обрабатывать результаты экспериментальных исследований правильно выбирать методы и методики исследований планировать биохимический эксперимент
3.3.	Иметь навыки и (или) опыт деятельности (владеть):
3.3.1.	- навыки работы с биологическим материалом и современным биохимическим оборудованием; - навыками работы с совремеменными средствами биохимического анализа.

4. Структура и содержание дисциплины

Код занятия	Наименование разделов и тем	Вид занятия	Семестр	Часов	Литература
Раздел 1. Особенности строения нервной системы
1.1.	Биохимические и морфологические показатели ликвора. определение скорости мозгового кровообращения и обмена веществ по артерио-венозной разнице.	Лабораторные	2	2	Л1.1, Л2.4, Л2.5
1.2.	Биохимические особенности нервной системы. пути и методы изучения. Особенности состава и метаболизма нервной ткани . основные напрвления изучения биохимии нервной системы. Методы изучения биохимических процессов в нервной ткани.	Сам. работа	2	6	Л1.1, Л2.3, Л2.6, Л2.4
Раздел 2. Липиды центральной и периферической нервной системы. Миелин и его роль в нервной системе
2.1.	Липиды центральной нервной системы	Сам. работа	2	2	Л1.1
2.2.	Липиды центральной и периферической нервной системы.Обзор основыных классов липидов. Содержание в ЦНС и ПНС липидов различных классов. Состав липидов различных нервных клеток - нейронов, глиальных клеток (астроциты, олигодендроциты) и миелина.	Сам. работа	2	6	Л1.1, Л2.3, Л2.6, Л2.4
2.3.	Жирнокислотный состав липидов мозга. Роль ацил-обменного (деацетилирование/реацетилирование) механизма в функциональной активности мембранных липидов, в первую очередь - фосфолипидов. Организация липидов в различных типах мембран мозга. Нейроспецифичные гликолипиды - ганглиозиды, цереброзиды, сульфатиды и их роль. Участие липидов во внутриклеточных сигнальных механизмах.Миелин Миелин и его роль в нервной системе. Основные стадии формирования и структура миелина. Участие олигодендроцитов и шванновских клеток в образовании миелина в ЦНС и ПНС. Липидный и белковый состав миелина. Особая роль галактолипидов (цереброзидов, сульфатидов) и полифосфоинозитидов в миелине. Жирнокислотный состав миелиновых липидов, роль длинноцепочечных жирных кислот. Белки, входящие в состав миелина (катионный белок миелина, протеолипиды, белок Вольфграма, липофилин и др.) Некоторые заболевания, вызванные нарушением структуры миелина (демиелинизирующие заболевания).	Сам. работа	2	8	Л1.1, Л2.3, Л2.6
Раздел 3. Нуклеиновые кислоты мозга
3.1.	Некоторые особенности организации генома в ЦНС. Набор гистонов в хроматине мозга. Высокое отношение РНК/ДНК в мозге, коррелирующее с высокой скоростью трансляции. Некоторые примеры нейроспецифичных белков и их роль в ЦНС. Са2+-связывающие белки (S-100, GP-350). Белки синаптических структур: GAP-43 (B-50), BASP1, синаптобревин, синаптотагмин, рабфилин3а, синтаксин, SNAP-25 и др. Белки, контролирующие состояние цитоскелета, такие как гелзолин, профилин, миозин1; белки, участвующие в аксональном транспорте. Примеры нейроспецифичных ферментов (изоэнзимов).	Сам. работа	2	6	Л1.1, Л2.2, Л2.3, Л2.6
Раздел 4. Углеводы и их обмен в нервной системе
4.1.	Углеводы и их обмен в нервной системе. Обзор основных классов углеводов центральной и периферической нервной системы.	Сам. работа	2	8	Л1.1, Л2.3, Л2.4
4.2.	Метаболим углеводов нервной системе. Функциональное значение отдельных представителей классов углеводов.	Сам. работа	2	4	Л1.1, Л2.6
Раздел 5. Энергетический метаболизм мозга
5.1.	Потребление мозгом кислорода и глюкозы. Особенности дыхания различных структур мозга.Альтернативные энергетические субстраты, которые могут окисляться в мозге при некоторых условиях (кетоновые тела, короткоцепочечные жирные кислоты, аминокислоты, гликоген). Гематоэнцефалический барьер и его роль в транспорте энергетических субстратов в мозг. Важная роль гексокиназы и пируватдегидрогеназного комплекса для энергетического метаболизма мозга. Скорость-лимитирующие этапы гликолиза и цикла трикарбоновых кислот и участие в их контроле отношения АТФ/АДФ. Компартментализация энергетического метаболизма в мозге, нейрональный и глиальный компартменты. Высокая степень зависимости процессов синтеза нейротрансмиттеров от энергетического метаболизма. Методы расчета энергетического потока (energy flux) в мозге.	Сам. работа	2	2	Л2.1, Л1.1, Л2.3
Раздел 6. Гипоксия и окислительный стресс
6.1.	Соотношение путей метаболизма глюкоза-6-фосфат в мозгу.Гексокиназная и Фосфофруктозная реакция.	Лабораторные	2	2	Л2.1, Л1.1
6.2.	Конечные этапы гликолиза в мозге. Лактатдегидрогеназня реакция. Гипоксия и метеболизм мозга. Влияние гипоксии и окислительного стерсса на дисфункцию и старении нейронов.	Сам. работа	2	4	Л1.1, Л2.6
Раздел 7. Нейроспецифичные белки
7.1.	Нуклеиновые кислоты и нейроспецифичные белки. Особенности организации генома в клетках ЦНС. Биохимия нейроспецифических белков.	Сам. работа	2	4
7.2.	Изменение интенсивности обмена белков н.с. при различных функциоанальных состояниях организма	Лабораторные	2	6	Л1.1, Л2.5
7.3.	Нейроспецифические белки и их роль в ЦНС. Особенности молекулярной организации и функции: Са2+-связывающие белки (S-100, GP-350); Белки синаптических структур: GAP-43 (B-50), BASP1, синаптобревин, синаптотагмин, рабфилин3а, синтаксин, SNAP-25 и др. Белки, контролирующие состояние цитоскелета, такие как гелзолин, профилин, миозин1; белки, участвующие в аксональном транспорте. Примеры нейроспецифичных ферментов (изоэнзимов).	Сам. работа	2	6	Л1.1, Л2.3, Л2.6
Раздел 8. Аминокислоты нервной системы
8.1.	Аминокислоты нервной системы. Пути метаболизма и функциональное занчение отдельных аминокислот Н.С.	Лекции	2	1	Л2.3
8.2.	Основные представители свободных аминокислот нервной системы, их функциональное и биохимическое значение.	Сам. работа	2	4	Л1.1, Л2.6
Раздел 9. Нейропептиды нервной системы.
9.1.	Структурно - функциональная организация нейропептидов.Классификация нейропептидов. Понятие о функциональном континууме.	Лекции	2	2	Л1.1, Л2.6
9.2.	Метаболизм отдельных аминокислот. Глутамат и аспартат	Лабораторные	2	2	Л2.5
9.3.	Основные метаболические пути и функциональное значение отдельных представителей нейропептидов.	Сам. работа	2	2	Л1.1, Л2.3
Раздел 10. Обмен нейропептидов. Роль ферментов обмена нейропептидов
10.1.	Метаболизм отдельных аминокислот. Глицин и пути его обмена.	Лабораторные	2	2	Л2.5
10.2.	Обмен нейропептидов. Роль и функциональное значение ферментов обмена нейропептидов.	Сам. работа	2	2	Л1.1, Л2.3
Раздел 11. Нейромедиаторные системы мозга. Синаптическая передача - основные положения
11.1.	Нейромедиаторные системы мозга. Молекулярные механизмы синаптической передачи.	Лекции	2	1	Л1.1, Л2.6
11.2.	Нейромедиаторные системы мозга. Холинергическая система.	Лабораторные	2	2	Л2.5
11.3.	Система ацетилхолина, катехоламины, ГАМК. Аминокислоты-возможные нейромедиаторы.Пути метаболизма отдельных представителей нейромедиаторов, их функциональное и биохимическое значение. Молекулярная организация активных центров рецепторов нейротрансмиттерных систем.	Сам. работа	2	4	Л1.1, Л2.3
Раздел 12. Пространственно-временная организация памяти. Информационная емкость нейрологической памяти
12.1.	Память, общая характеристиха нейрологической памяти. Виды нейрологической памяти. Основные биохимические механизмы, лежашие в основе памяти.	Лекции	2	1	Л1.1, Л2.3
12.2.	Нейрологическая память.Оценка функциональных показателей отдельных видов памяти.	Лабораторные	2	2	Л1.1, Л2.5
12.3.	Пространственно-временная организация памяти. Информационная емкость нейрологической памяти	Сам. работа	2	2	Л2.6
Раздел 13. Биохимические основы нейрологической памяти и обучения. Проблема переноса памяти
13.1.	Обучение как адаптивные изменения в ответ на воздействия окружающей среды. Нейрохимические корреляты обучения и памяти как компромисс между поведенческими критериями и достижениями в области молекулярной и клеточной биологии. Формирование кратковременной памяти, роль посттрансляционных модификаций структурных элементов синапса.	Лекции	2	1	Л1.1, Л2.6
13.2.	Биохимические основы памяти. Специфические белки памяти.	Лабораторные	2	2	Л2.5
13.3.	Долговременная память и сопряженные с ней биохимические реакции (синтез белков de novo, передача информации от клеточной мембраны к ядру с помощью аксонального транспорта и др.). Синаптическая пластичность как модельная система при изучении обучения и памяти. Роль ростовых факторов, эндогенных гормонов; важное значение физической активности и стимуляции процессов мышления для мозговых функций и пластичности мозга.	Сам. работа	2	2	Л1.1, Л2.3
Раздел 14. Нейрохимия зрения
14.1.	Общая организация зрительного анализатора. Молекулярные аспекты строения сетчатки и фоторецепторов.	Лекции	2	1	Л1.1, Л2.6
14.2.	Рецепторные системы зрительного анализатора	Лабораторные	2	2	Л2.5
14.3.	Биохимия зрения. Характеристика основных биохимических этапов зрительного процесса	Сам. работа	2	2	Л1.1, Л2.6
Раздел 15. Биохимические проблемы болезней Альцгеймера, Паркинсона, шизофрении, аллергического энцефаломиелита и рассеянного склероза
15.1.	Биохимические аспекты нейродегенеративных (болезнь Альцгеймера, прионные болезни) и аутоиммунных (рассеянный склероз, миастения гравис) болезней.	Лекции	2	1	Л1.1, Л2.3
15.2.	Биохимические маркеры нейродегенеративных заболеваний.	Лабораторные	2	2	Л1.1, Л2.6
15.3.	Нейрохимия шизофрении, тревожных и депрессивных состояний, эпилепсии, болезни Паркинсона. Нейрохимические аспекты алкоголизма. Нейрохимические основы наркотической и лекарственной зависимости, молекулярные мишени наркотических веществ. Возможные молекулярные механизмы привыкания; роль системы цАМФ.	Сам. работа	2	2	Л1.1, Л2.3, Л2.6

5. Фонд оценочных средств

5.1. Контрольные вопросы и задания для проведения текущего контроля и промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины

см. приложение ФОС

5.2. Темы письменных работ для проведения текущего контроля (эссе, рефераты, курсовые работы и др.)

см. приложение ФОС

5.3. Фонд оценочных средств для проведения промежуточной аттестации

см. приложение ФОС

6. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины

6.1. Рекомендуемая литература
6.1.1. Основная литература
	Авторы	Заглавие	Издательство, год	Эл. адрес
Л1.1	Комов В.П. Шведова В.Н.	Биохимия: учебник для вузов	Дрофа, 2004	51
6.1.2. Дополнительная литература
	Авторы	Заглавие	Издательство, год	Эл. адрес
Л2.1	А. Д. Виноградов	Биохимия митохондрий. Биоэнергетика: руководство к практическим занятиям по биохимии животных	М.: Изд-во МГУ, 1977
Л2.2	Баранов, Н.П.	Биохимия белков и нуклеиновых кислот: учебно-методическое пособие	.- Сургут : Изд-во СурГУ, 2002
Л2.3	Марри Р., Греннер Д., Мейес П. и др.	Биохимия человека, т. 1: учебник в 2-х т.	М.: Мир, 2004
Л2.4	Дмитриев А.Д., Амбросьева Е.Д.	Биохимия: учебное пособие	М.: Дашков и Ко, 2012	znanium.com
Л2.5	Цыганов А.Р., Сучкова И.В., Ковалева И.В.	Биохимия: практикум: учебное пособие	минск: ИВЦ Минфина, 2007
Л2.6	Марри Р., Греннер Д., Мейес П. и др.	Биохимия человека, т. 2.: учебник в 2-х т.	М.: Мир, 2004
6.2. Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети "Интернет"
	Название		Эл. адрес
Э1	http://www.booksmed.com/biologiya/512-nejroximiya-ashmarin-uchebnik.html Ашмарин И.П. Нейрохимия. М.: МИР, 1990. С 460 с.
Э2	http://biologia.jv3.ru/8605-neyrohimiya-v-tablicah-i-shemah-ashmarin-i-p-.html Нейрохимия в таблицах и схемах - И. П. Ашмарин, Н. Д. Ещенко, Е. П. Каразеева. -М.:ГЕОТАР-МЕДИЦИНА, 2007.-144 с.
Э3	http://farmatsevtika.book-torrent.org/neyrokhimiya-uchebnik-dlya-biologicheskikh-i-meditsinskikh-v-50022.html;
Э4	http://bio-cat.ru/ebook.php?file=ashmarin.djvu&page=1. Нейрохимия /под. редакцией И. П. Ашмарина,М.: ГЕОТАР-МЕДИЦИНА, 2004.- 360 с.
Э5	http://knigi-zhurnaly.medicina-i-zdorove.org/current/fhuho-neyrohimiya-6732.html Ф. Хухо - Нейрохимия, М.: Мир,1990. - 384 с.
6.3. Перечень программного обеспечения
- MS Word, MS Excel, MS PowerPoint. Microsoft Windows 7-Zip AcrobatReader
6.4. Перечень информационных справочных систем
1. Электронная база данных «Scopus» (http://www.scopus.com); 2. Электронная библиотечная система Алтайского государственного университета (http://elibrary.asu.ru/); 3. Научная электронная библиотека elibrary (http://elibrary.ru)

7. Материально-техническое обеспечение дисциплины

Аудитория	Назначение	Оборудование
119Л	абонемент и читальный зал научной литературы фен – помещение для самостоятельной работы	Учебная мебель на 44 посадочных места; компьютер; ноутбуки с подключением к информационно-телекоммуникационной сети «Интернет», доступом в электронную информационно-образовательную среду АлтГУ
227Л	лаборатория физиологии - учебная аудитория для проведения занятий лекционного типа; занятий семинарского типа (лабораторных и(или) практических); проведения групповых и индивидуальных консультаций, текущего контроля и промежуточной аттестации	Учебная мебель на 15 посадочных мест; рабочее место преподавателя; доска меловая 1 шт.; лабораторные столы – 8 шт.; весовой стол; химической посуды; реактивы; 2 раковины; компьютер: марка Aquarius модель Pro P30 S46 - 1 единица; стационарный проектор: марка Casio XJ модель M140 - 1 единица; стационарный экран: марка Digis Optimal-C 1:1 111" (200200) модель MW DSOC-1103 - 1 единица; монитор: марка Acer модель AL 1917; шкаф вытяжной ЛАБ-900 ШВ-Н ЛОиП; сухожаровой шкаф; весы электронные ВСП-0,5/0,1-1; термометры автоматические и водные; автоматический гематологический анализатор в комплекте Mythic 22; глюкометр ONE TOUCH ULTRA; коагулометр автоматический MaxmatPL Coag с принадлежностями; анализатор оценки баланса водных секторов организма МЕДАСС; капнометр ультразвуковой КП-01 ЕЛАМЕД; электрокардиограф ЭК1Т-07; индикатор глазного давления; динамометр кистевой ДК-100; спирометр сухой портативный; тазомер акушерский; ростомер электронный РЭП; термометр Checktemp; тонометр OMRON М6 Comfort с адаптером; холодильник «Саратов»; спиртовые горелки; дозаторы автоматические 0,55 мл, 1-10 мкл, 10-100 мкл, 100-1000 мкл; камера УФ-бактерицидная КВ-02-«Я»-ФП; облучатель-рециркулятор УФ-бактерицидный «СИБЭСТ-20»; полка ультравиола-ультрафиолет; тонометры МТ-20; штатив Rekam QPod S-500; комплект лабораторной посуды и реактивы для проведения лабораторных работ по физиологии.
314Л	лаборатория биохимии – учебная аудитория для проведения занятий лекционного типа; занятий семинарского типа (лабораторных и(или) практических); проведения групповых и индивидуальных консультаций, текущего контроля и промежуточной аттестации	Учебная мебель на 14 посадочных мест; рабочее место преподавателя; доска меловая 1 шт.; лабораторные столы - 10 шт.; вытяжной шкаф автономный АД С-4В1; мойка – 2 шт.; цифровой фотоэлектроколориметр АР-101; мешалка магнитная MSN300 с подогревом BioSan; рН метр лабораторный Эксперт рН; термостат жидкостный GFL-1002 с микропроцессором; анализатор влажности ADMS-70; анализатор мочи DocUReader 2 Pro 77 Elektronika; автоматические дозаторы Black Thermo - 10 шт.; набор химической посуды для биохимии и молекулярной биологии, шкаф для хранения документов – 1 шт., шкаф лабораторный - 2 шт.; хроматограф для ВЭЖХ LC -20 Prominense Shimadzu; спектрофотометр сканирующий UV - 1800 Shimadzu; весы Невские; весы аналитические Vibra AF – R220CE; набор реактивов и химической посуды для биохимии и молекулярной биологии

8. Методические указания для обучающихся по освоению дисциплины

Приступая к изучению дисциплины, студент должен ознакомиться с содержанием рабочей программы дисциплины «Нейрохимия».
Дисциплина ««Нейрохимия» включает несколько видов занятий, которые в совокупности обеспечивают её усвоение, это: лекции, лабораторные занятия, самостоятельную работу.
Во время лекций студент получает систематизированные научные знания о предмете ««Нейрохимия». Изучая и прорабатывая материал лекций, студент должен повторить законспектированный материал и дополнить его по теме литературными данными, используя список предложенных в РПД источников.
Лабораторные занятия проводятся с целью углубления и закрепления знаний, полученных на лекциях, через формирование практических навыков работы с лабораторным оборудованием, предметами и материалами, с живыми объектами и фиксированными препаратами. В ходе занятий предусматривается проверка освоенности материала курса и компетенции в виде защиты лабораторной работы. Выполнение всех лабораторных работ является обязательным условием получения допуска к сдаче зачета.
При подготовке к лабораторному занятию студенту необходимо повторить лекционный материал по заданной теме; изучить теоретический материал, рекомендованный преподавателем, проработать соответствующие разделы практикума; продумать ответы на контрольные вопросы.
Важным элементом обучения студента является самостоятельная работа. Задачами самостоятельной работы является приобретение навыков самостоятельной научно-исследовательской работы на основании анализа текстов литературных источников и применения различных методов исследования; выработка умения самостоятельно и критически подходить к изучаемому материалу.
Работа с учебной и научной литературой является главной формой самостоятельной работы и необходима при подготовке к текущему контролю знаний или промежуточной аттестации. Она включает проработку лекционного материала, а также изучение рекомендованных источников и литературы по тематике лекций. При самостоятельном изучении теоретической темы студент, используя рекомендованные в РПД литературные источники и электронные ресурсы, должен ответить на контрольные вопросы или выполнить задания, предложенные преподавателем.
В течение семестра проводится текущий контроль знаний и промежуточная аттестация студентов. Текущий контроль осуществляется на каждом лабораторном занятии в виде фронтального, выборочного, группового или индивидуального опроса в устной или письменной форме с целью проверки формирования компетенций, изложенных в ФОС.
Промежуточная аттестация осуществляется по завершению изучения дисциплины в форме зачета.
Преподаватель может досрочно освобождать от промежуточной аттестации студента с выставлением автоматической оценки за проявленное усердие при освоении дисциплины или по итогам учета показателей балльно-рейтинговой системы.