«ПЕРВЫЙ СРЕДИ РАВНЫХ...»
Нормативные документы
Противодействие коррупции
Поступающим
Студентам
Выпускникам
Проект 5-100
Аккредитация специалистов

Программа элективного курса "Микроэлементы: здоровье и болезни человека"

Программа элективного курса
Микроэлементы: здоровье и болезни человека

«Одобрено»

Заведующая кафедрой                                                          

профессор

/Н.И.Калетина/

«Утверждено»
                                             Председатель УМС«Фармация»
 профессор
/А.АСорокина/
Протокол № _ от

Москва 2005

 Посвящается памяти В.И.Вернадского

 
« Разгадка жизни не может быть получена путем изучения только живых организмов.
Для решения проблемы необходимо обратиться к первоисточнику жизни –
земной коре, т.е. к свойствам химических элементов, составляющих её…»

В.И.Вернадский
Введение

В настоящее время в научном сообществе формируется новая нозологическая единица и учебная дисциплина – микроэлементология, которая, в свою очередь, подразделяется на общую и частную (биологическую, медицинскую, токсикологическую, агрономическую, химическую и т.д.).

Менее века прошло с того дня, когда профессор Московского университета В.И. Вернадский сделал доклад на XII съезде врачей о связи химического строения земной коры, «рассеянных элементов» и состояния здоровья человека.

Сегодня количество клинических и экспериментальных работ, посвященных тем или иным аспектам изучения микроэлементов /МЭ/, огромно. Тем не менее период научной автаркии продолжается.

Многие лечащие врачи относятся к диагностике, лечению и профилактике микроэлементозов с позиции Козьмы Пруткова: «Где начало того конца, которым заканчивается начало?»

Микроэлементозы человека, за исключением наследственных форм, имеют экзогенную природу, однако интенсивность и особенности реагирования организма индивидуальны и связаны с генетическими механизмами металло - лигандного гомеостаза /МЛГ/, что в значительной степени объясняет различный ответ организма на дефицит, избыток и дисбаланс МЭ.

Стремление к познанию молекулярно-генетических основ функций МЭ в организме и их клинических проявлений требует системного мультидисциплинарного подхода преимущественно аналитического характера, который может быть выработан в ходе обучения студентов –медиков (как будущих фармацевтов, так и врачей), а также научных дискуссий специалистов различного профиля по проблеме «МЭ: здоровье и болезни человека».

Формирование микроэлементологии как самостоятельной медицинской науки пока не произошло. Это связано с тем, что ещё не полностью определен понятийный аппарат / понятийный аппарат отражает мышление/, т.е. не выработана методология предмета и,самое главное, не подготовлены специалисты, способные к решению и постановке новых задач в области медицинской элементологии. Специалисты в области микроэлементологии должны владеть современными методами исследования - многоэлементными методами системного анализа МЭ в биообъектах.

В настоящее время для определения элементов в биомедицинских образцах все большее распространение получают методы атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой (АЭС-ИСП) и масс-спектроскопии с индуктивно-связанной плазмой (ИСП-МС), которые позволяют вместе и по отдельности одновременно определить в одной пробе 60 и более макро-, микро- и ультрамикроэлементов, что очень важно при оценке взаимодействия и взаимовлияния одних элементов с другими в организме человека.

Таким образом, понятия дефицит, избыток и дисбаланс МЭ должны иметь строго аналитический характер. Основная проблема в настоящее время заключается в выборе алгоритмов правильной интерпретации результатов определения с учетом не только абсолютных количеств МЭ, но и их соотношений, а также содержания клинически важных биолигандов/ биомаркеров, или молекулярных индикаторов дисбаланса МЭ/, определения ионогенной или координированной формы нахождения МЭ.

Исследования в области молекулярной медицины свидетельствуют о значительных изменениях в обмене и содержании микроэлементов/ МЭ/ на клеточном, тканевом и организменном уровнях при различной патологии.

Нарушение МЛГ вызывается, с одной стороны, превалированием или недостатком ионов металлов /изменение геохимической среды обитания /, с другой - уменьшением или увеличением концентрации лигандов / длительное применение ряда лекарственных средств, нерациональное питание/.

Более 80% употребляемых лекарственных препаратов могут вступать в реакции комплексообразования с металлами in vivo, вызывая нарушение баланса МЭ клетки и ятрогенные микроэлементозы. С другой стороны, микроэлементный состав биосред и тканей (кровь, моча, волосы и т. д.) отражает суммарное поступление загрязняющих веществ из воздуха закрытых помещений, атмосферного воздуха, питьевой воды и продуктов питания.

Избыток или дефицит поступления в организм микроэлементов среды обитания оказывает влияние на их накопление в биосредах и, следовательно, позволяет использовать их количественные значения в качестве маркеров экспозиции и в донозологической диагностике техногенных микроэлементозов и экологически обусловленных заболеваний.

Несмотря на зависимость от различных факторов и опосредованный характер большинства биопроцессов, протекающих в организме при участии металлов, аналитические возможности современных методов анализа позволяют количественно оценить действие МЭ.

Экологическая обстановка, которая складывается из естественных и антропогенных факторов, обусловливает необходимость комплексного изучения элементного состава природных объектов в системе: «человек - окружающая среда в различных биогеохимических провинциях –лекарство».

Кафедра имеет кадровые и материально-технические возможности организовать элективный курс «Микроэлементы: здоровье и болезни человека»

Содержание курса является продолжением и углублением учебного материала раздела 2 программы по токсикологической химии и отвечает требованием Государственного стандарта образования по междисциплинарной интеграции и координации в изучении ряда фундаментальных ( аналитическая, органическая химия и др.) и профильных( фармакогнозия, фармхимия, фармакология, технология лекарственных средств и др.) дисциплин.

Электив предназначен для студентов 4-5 курсов фармацевтического факультета, 5-6 курсов лечебного, медико- профилактического, стоматологического, ВСО и ФПНПК. Программа курса рассчитана на год обучения (8 и 9 семестры)

Цель элективного курса

Сформировать у студентов представление о том, что понятия дефицит, избыток и дисбаланс МЭ должны иметь строго аналитический характер; конечный результат исследования биообъекта должен формулироваться по совокупности полученных данных о соотношении МЭ, форме их нахождения, содержания клинически важных биолигандов - молекулярных индикаторов дисбаланса МЭ и являться итогом системного анализа.

Задачи элективного курса

  • Определение влияния на здоровье человека дефицита, избытка или нарушения тканевого перераспределения макро- и микроэлементов через оценку элементного статуса человека
  • Выбор алгоритмов правильной интерпретации результатов определения МЭ


Перечень знаний, приобретаемых студентами в элективном курсе

Студент должен знать:


  • Основные сведения о микроэлементах. Важнейшие эссенциальные и условно-эссенциальные микроэлементы. Токсичные микроэлементы. Содержание микроэлементов в организме человека в норме в различные периоды жизни.
  • Металло-лигандный гомеостаз. Участие микроэлементов в гомеостатических функциях организма.
  • Перенасыщение организма микроэлементами в условиях природных и техногенных локусов. Ятрогенные микроэлементозы. Адаптация организма в экстремальных условиях и влияние микроэлементов на компенсаторно-приспособительные реакции. Микроэлементы и иммунитет
  • Патология микроэлементного обмена. Нарушение баланса микроэлементов. Гигиеническая донозологическая и клиническая диагностика состояний и заболеваний человека, обусловленных дисбалансом МЭ
  • Сравнительная характеристика современных методов исследования микроэлементов в биообъектах (особенности, трудности, преимущества, недостатки, перспективы развития.) как методов аналитической диагностики заболеваний и установления причин отравлений организма.
  • Вопросы аналитической диагностики острых и хронических металлотоксикозов в медицинской, судебно- медицинской и фармацевтической деятельности.
  • Пути коррекции нарушения металло-лигандного гомеостаза


Перечень умений, приобретаемых студентами в элективном курсе

Студент должен уметь:


  • Провести пробоподготовку традиционных (кровь, моча, слюна) и нетрадиционных( придатков кожи- волос, ногтей) биообразцов для проведения экспертизы на содержание МЭ
  • Провести анализ методами АЭС-ИСП и ИСП-МС традиционных (кровь, моча, слюна) и нетрадиционных( придатков кожи- волос, ногтей) биообразцов для проведения экспертизы на содержание МЭ
  • Интерпретировать полученные результаты
Объем электива и используемые виды учебной работы

 

Общая трудоемкость электива
52 час или 1,44 зачетных единиц
вид занятия
 
 
лекционный (28час или  0.77 зачетных единиц)
лабораторно-семинарский (24час или 0.67 зачетных единиц)
самостоятельная работа
выполнение и защита курсовой работы
итоговый контроль
 зачет: тестирование и решение ситуационной задачи на практике ( у  прибора)

Содержание электива

№№
Темы лекции
Часы
 
 
 
 
1-2
Путь развития медицинской элементологии: 
научная автаркия или мультидисциплинарная координация?
 
1.1. Роль отечественных ученых в становлении и развитии медицинской элементологии .
1.2. Биогеохимическая экология человека - концепция,  методология, методы исследования
1.2.1.Основные сведения о микроэлементах. Классификация. Важнейшие эссенциальные и условно-эссенциальные микроэлементы. Токсичные микроэлементы.
1.2.2. Системный анализ в оценке результатов эколого-гигиенического мониторинга.
1.2.3. Биогеохимические провинции и здоровье человека.
1.2.4. Перенасыщение организма микроэлементами в условиях природных и техногенных локусов.
         
 
 
 
 
               4
 
 
 
 
 
 
3-4
2. Металло-лигандный гомеостаз: рекомбинационный принцип и принцип антагонистической регуляции в механизмах действия МЭ.
2.1.Лигандообменные равновесия и процессы
2.1.1. Совмещенные равновесия и конкурирующие процессы. Константа устойчивости и нестойкости комплексных соединений
2.1.2.Лигандообменные процессы, протекающие в организме в норме.
 2.1.2.1. Общая характеристика. Роль металлов в метаболизме биолигандов. МЭ и биохимические процессы 
2.1.2.2.Пути поступления и выведения МЭ из организма человека /этнические, половые,  возрастные и другие  особенности/
2.1.2.3.Распределение МЭ в организме человека: системы, ткани и органы- мишени.
2.1.3. Структурные основы всасывания МЭ
2.1.4. Генетические механизмы гомеостаза МЭ
2.1.5. МЭ как компоненты физиологической системы регуляции функций организма.
2.1.6. МЭ и  апоптоз. 
         
 
 
 
 
 
              4
   5-7
 Методы идентификации и количественного определения МЭ в биообъектах.
           6
 
 
   8-9
3. Клинико- токсикологические и судебно-химические проблемы, обусловленные дефицитом, избытком и дисбалансом МЭ. Микроэлементозы человека: диагностика, лечение, профилактика.
3.1.Патология микроэлементного обмена: клеточно-молекулярные основы проявления недостаточности эссенциальных МЭ и микроэлементных токсикопатий
3.2.Роль дисбаланса химических элементов в возникновении заболеваний человека.
3.3.Нарушение баланса микроэлементов, адаптация организма в экстремальных условиях и влияние микроэлементов на компенсаторно-приспособительные процессы
3.4.Донозологическая и клиническая диагностика состояний и заболеваний человека, обусловленных дисбалансом химических элементов.
3.5Ятрогенные и техногенные микроэлементозы : стратегия выживания /диагностические  тест - системы, пути коррекции/ 
         
 
            4
    10
4.Идентификация  личности  по оценке элементного  статуса /криминалистические исследования / 
2
   11
5.Свинец – в списке приоритетных загрязняющих веществ планеты. Источники поступления свинца в окружающую среду. Клинические проявления свинцовой интоксикации.Диагностическое  тестирование уровня свинца в клинико –токсикологических исследованиях детей и взрослых.Современные методы лечения при отравлении свинцом.
 2 
 
       
   12
6. Пиша  как источник макро- и микроэлементов при  лечении острых и  хронических  металлотоксикозов человека 
2
   13
7.      МЭ и наркотики. Нейрохимия МЭ.
 
 
             2
14
8. Новые подходы к фармакотерапии :
биокомплексы  
        микроэлементов как  генерация лекарственных средств
        персонализированной медицины.
 
 
2
№№
                                      Темы практических занятий
кол-во часов
 
 
 
 
1-3
         1.Методы определения и исследования микроэлементов в биообъектах
                                                                         « Был язык мой правдив как спектральный анализ»                                                                                                                                     Арсений Тарковский
 
1.1.Сравнительная характеристика методов анализа МЭ: цели, задачи, особенности, трудности, недостатки, область применения /демонстрация учебного кинофильма «Спектральные методы анализа», автор-Н.И.Калетина /
1.2.     Химические -  качественные и количественные / весовые и титриметрические /  -  методы определения МЭ: особенности,  достоинства, ограничения и недостатки
  1.3.Сущность метода экстракционной фотометрии. Особенности, достоинства и недостатки  метода.
1.4.Сущность метода атомно-абсорбционной спектроскопии. Особенности, достоинства и недостатки метода.
1.5.Сущность    нейтроно-активационного анализа. Особенности, достоинства и недостатки метода.
1.6. Сущность    рентгено-флуоресцентного анализа. Особенности, достоинства и недостатки метода.
1.7.Сущность метода атомно-эмиссионной спектроскопии с индуктивно-связанной плазмой и масс-спектральным детектированием. Особенности, трудности, преимущества, недостатки, перспективы развития.
 1.8.Сравнительная     характеристика     современных     физико-химических     методов     исследования МЭ в биообъектах .
1.9. Метод  ИСП-МС  с хроматографическим разделением «на входе» – универсальный метод анализа элементного и изотопного состава биосубстратов 
               1.10.Значение методов математической статистики в оценке результатов анализа / демонстрация учебного кинофильма «Элементный анализ лекарственных средств», автор-Н.И.Калетина /
 
 
 
 
 
   12
 
 
5-6
2. Задачи оценки элементного статуса человека 
«Природа щедра на разнообразие,
но скупа на нововведения»
Ч.Дарвин
2.1.Выбор биообъектов
2.2.Способы выделения и пробоподготовки образцов
2.3.Отличие понятий " норма " и "среднее содержание " при определении МЭ в  биообъектах
2.4.Особенности интерпретации результатов количественного определения МЭ/  фоновые концентрации/ 
 
 
 
6
7
3.Решение обучающих и контролирующих  многоуровневых  ситуационных задач и тестовых заданий 4 типов 
4
8
4.Выполнение(самостоятельная работа студента)  и защита курсовых работ 
2

Рекомендуемая литература

  • Авцын А.П.,Жаворонков А.А.,Риш М.А.,Строчкова Л.С. 1991 Микроэлементозы человека. М: Медицина.496с.
  • Kaletina N.I. 2004. Biological complexes of trace elements and their implication in personalized medicine// FESTEM congress in Munich (FRG), 13-15 May, 2004, the lecture
  • Калетина Н.И.1988. N-гликозиламины и микроэлементы. Ереван:изд-во АН Арм.ССР. 160 С.
  • Калетина Н.И., Арзамасцев Е.В, Афанасьева Е.Ю.2002. Биокомплексы микроэлементов – регуляторы металло-лигандного гомеостаза // Микроэлементы в медицине. Т.3. Вып.1. С.8-14
  • Kaletina N.I.,Irkaev S.M., Babanin V.F. 1995. Mossbauer spectrometry and quality control of medicine / 14-th Conference of the Biomedical Engineering Society. Dely., 15-18.02. P.7-11
  • Кудрин А.В., Скальный А.В., Жаворонков А.А., Скальная М.Г., Громова О.А. 2001. Иммунофармакология микроэлементов. М.: изд-во КМК.537 с.
  • Онищенко Г.Г., НовиковС.М., Рахманин Ю.А. и др., 2002. Основы оценки риска для здоровья населения при воздействии химических веществ, загрязняющих окружающую среду.М: НИИ ЭЧ и ГОС. - 408 с.
  • Саркисов Д. С./1987/ Общие закономерности и структурное обеспечение адаптации и компенсации нарушенных функций. В кн.: Структурные основы адаптации и компенсации нарушенных функций. М.: Медицина, с. 9-83.
  • Скальный А.В Химические элементы в физиологии и экологии человека,.М:Оникс, 21 век. 215с
  • Скальный А.В Биоэлементы в медицине, М.:Оникс 21 век .271с
  • СкальныйА.В., Быков А.Т., Яцык Г.В. 2002. Микроэлементы и здоровье детей М: -134с.
  • Скальный А.В., Быков А.Т., Серебрянский Е.П., Скальная М.Г. 2003.Медико-экологическая оценка риска гипермикроэлементозов у населения мегаполиса. Оренбург: РИК ГОУ ОГУ.132с.
  • Beattie J.H.1998 Roles of metallothionein in cellular metabolism // Metal Ions in Biology and Medicine / Eds. Ph.Collery et al. Paris:Vol. 5 P. 117-127
  • Nishimuta M. 1990.The concept intra and extra cellular // Metal Ions in Biology and Medicine /Eds. Ph. Collery et al. Paris:Vol. 2 .P.69-74
  • Oberleas D.2000. Ferrous and feric ions with phytate in vitro // Metal Ions in Biology and Medicine /Eds.Ph Collery et al. Paris:Vol. 6 P.558-560

Лекции и семинары проводятся на кафедре токсикологической химии

  • по средам 18.00 -20.00
  • по адресу: Никитский бульвар,13, ауд. 77, 5 этаж

Практические занятия проводятся в лаборатории Центра Биотической медицины

  • по средам 18.00- 20.00
  • по адресу: Земляной Вал, 46/48, ЦБМ

Контактный телефон: 290 43 93

Запись на участие в работе электива в учебной части кафедры до 20.02.2005


Исходная статья: Кафедра токсикологической химии
Файл:  Загрузить