Guía docente de Bases Moleculares y Celulares del Estrés Oxidativo (M38/56/1/20)
Máster
Módulo
Rama
Centro Responsable del título
Semestre
Créditos
Tipo
Tipo de enseñanza
Profesorado
- Darío Acuña Castroviejo
- Germaine Escames Rosa
- Luis Carlos López García
Breve descripción de contenidos (Según memoria de verificación del Máster)
- Radicales libres. Química, tipos de radicales libres y reacciones. Radicales libres de oxígeno y de nitrógeno. Acciones biológicas y efectos tóxicos.
- Sistemas de defensa antioxidante. Mecanismos enzimáticos y no enzimáticos. Depuradores endógenos de radicales libres. Regulación de los enzimas antioxidantes.
- La mitocondria como principal generador de radicales libres en la célula. Aspectos básicos de la función mitocondrial.
- Bioenergética mitocondrial
- Muerte y reparación mitocondrial
- Mutaciones mitocondriales
- Control hormonal de la homeostasis mitocondrial. La melatonina
- Mitocondria y evolución
Prerrequisitos y/o Recomendaciones
Ser licenciado/graduado en ciencias experimentales
Competencias
Competencias Básicas
- CB6. Poseer y comprender conocimientos que aporten una base u oportunidad de ser originales en desarrollo y/o aplicación de ideas, a menudo en un contexto de investigación.
- CB7. Que los estudiantes sepan aplicar los conocimientos adquiridos y su capacidad de resolución de problemas en entornos nuevos o poco conocidos dentro de contextos más amplios (o multidisciplinares) relacionados con su área de estudio.
- CB8. Que los estudiantes sean capaces de integrar conocimientos y enfrentarse a la complejidad de formular juicios a partir de una información que, siendo incompleta o limitada, incluya reflexiones sobre las responsabilidades sociales y éticas vinculadas a la aplicación de sus conocimientos y juicios.
- CB9. Que los estudiantes sepan comunicar sus conclusiones y los conocimientos y razones últimas que las sustentan a públicos especializados y no especializados de un modo claro y sin ambigüedades.
- CB10. Que los estudiantes posean las habilidades de aprendizaje que les permitan continuar estudiando de un modo que habrá de ser en gran medida autodirigido o autónomo.
Competencias Específicas
- CE01. Identificar, diseñar, implementar e interpretar métodos Biotecnológicos;
- CE02. Organizar y diseñar actividades en el campo de la experimentación en Biotecnología;
- CE04. Emitir juicios en función de criterios y razonamiento crítico y aprender a reconocer los parámetros de calidad en investigación;
- CE08. Presentar públicamente ideas, procedimientos o informes de investigación sobre Biotecnología para asesorar a personas y a organizaciones.
- CE09. Reconocer y adaptarse a la diversidad y multiculturalidad.
- CE13. Conocer el origen de los radicales libres de oxígeno y de nitrógeno, su génesis y mecanismos endógenos de regulación y su interés en biomedicina.
Resultados de aprendizaje (Objetivos)
El alumno sabrá/comprenderá:
La importancia de los radicales libres de oxígeno y de nitrógeno en Biomedicina; sus funciones fisiológicas y su participación en procesos degenerativos.
El alumno será capaz de:
Identificar cuáles son los radicales libres principales para el organismo humano y animal. Cómo se generan, cómo se regulan, cuál es la capacidad del sistema endógeno de defensa antioxidante. El concepto de estado redox y equilibrio redox. Métodos utilizados para la determinación en tejidos y fluidos corporales de dichos radicales libres. La relación de los radicales libres con la disfunción mitocondrial y el estado de enfermedad. Opciones terapéuticas para contrarrestar el exceso de radicales libres
Programa de contenidos Teóricos y Prácticos
Teórico
1.-Radicales libres. Química, tipos de radicales libres y reacciones. Radicales libres de oxígeno y de nitrógeno. Especies reactivas no radicalares. Acciones biológicas y efectos tóxicos. Marcadores de estrés oxidativo.
2.-Sistemas de defensa antioxidante. Mecanismos enzimáticos y no enzimáticos. Depuradores endógenos de radicales libres. Regulación de los enzimas antioxidantes. Patologías derivadas del estrés oxidativo.
3.-La mitocondria como principal generador de radicales libres en la célula. Aspectos básicos de la función mitocondrial.
4.-Bioenergética mitocondrial. Control hormonal de la homeostasis mitocondrial. La melatonina
5.-Mutaciones mitocondriales. Muerte y reparación mitocondriales.
6.-Mitocondria y evolución
7.-La melatonina como principal antioxidante endógeno. Aspectos filogenéticos de la función de la melatonina. Regulación de la homeostasis mitocondrial por la melatonina.
8.-Los radicales libres y las teorías del envejecimiento. Señalización redox y activación de genes
9.-Patologías y disfunción mitocondrial: nuestra experiencia como investigadores.
Práctico
Temas de discusión trabajos científicos:
-Envejecimiento, fragilidad y sarcopenia
-Disfunción mitocondrial: ¿precede a la neurodegeneración?
-El inflamasoma
-Melatonina y cáncer
-Melatonina y mitocondria: implicaciones fisiológicas
-Enfermedades mitocondriales: mecanismos patológicos y terapias emergentes.
Bibliografía
Bibliografía fundamental
- Acuña-Castroviejo D, López LC, Escames G, López A, García JA, Reiter RJ. Melatonin-mitochondria interplay in health and disease. Curr Top Med Chem 2011;11:221-240.
- Acuña Castroviejo D, Rahim I, Acuña-Fernández C, Fernández-Ortiz M, Solera-Martín J, Sayed RKA, et al. Melatonin, clock genes and mitochondria in sepsis. Cell Mol Life Sci; 2017: 74:3965-3987.
- Emmanuele V, López LC, Berardo A, Naini A, Tadesse S, Wen B, D'Agostino E, Solomon M, DiMauro S, Quinzii C, Hirano M. Heterogeneity of coenzyme Q10 deficiency: patient study and literature review. Arch Neurol. 2012; 69(8):978-83.
- Escames G, López LC, García JA, García Corzo L, Ortiz F, Acuña-Castroviejo D. Mitochondrial DNA and inflammatory diseases. Human Genetics 2011;DOI: 10.1007/s00439-011-1057-y.
- Escames G, Öztürk G, Baño-Otálora B, Pozo MJ, Madrid JA, Serrano E, Concepción M, Acuña-Castroviejo D. Exercise and melatonin: Reciprocal benefits. J Pineal Res 2012; 52:1-11.
- Gorman GS, Chinnery PF, DiMauro S, Hirano M, Koga Y, McFarland R, Suomalainen A, Thorburn DR, Zeviani M, Turnbull DM. Mitochondrial diseases. Nat Rev Dis Primers. 2016; 2:16080.
- Halliwell B. Free radicals and antioxidants: updating a personal view. Nutr Rev 2012, 70:257-265.
- Halliwell B, Gutteridge JMC. Measurement of reactive species. In: Halliwell B, Gutteridge JMC, eds. Free Radicals in Biology and Medicine. 3rd ed. Oxford: Oxford University Press; 2007;268-340.
- Sayed RKA, Fernandez-Ortiz M, Diaz-Casado ME, Rusanova I, Rahim I, Escames G, et al. The Protective Effect of Melatonin Against Age-Associated Sarcopenia-Dependent Tubular Aggregates Formation,
- Lactate Depletion and Mitochondrial Changes. J Gerontol A Biol Sci Med Sci, 2018: 73:1330-1338.
- Schippers JH, Nguyen HM, Lu D, Schmidt R, Mueller-Roeber B. ROS homeostasis during development: an evolutionary conserved strategy. Cell Mol Life Sci 2012; 69:3245-3257.
- Shen YQ, Guerra-Librero A, Fernandez-Gil BI, Florido J, Garcia-Lopez S, Martinez-Ruiz L, et al. Combination of melatonin and rapamycin for head and neck cancer therapy: Suppression of AKT/mTOR pathway activation, and activation of mitophagy and apoptosis via mitochondrial function regulation. J Pineal Res 2018; 64:doi: 10.1111/jpi.12461.
Bibliografía complementaria
- Oxidative stress, eustress and distress. Ed.: Helmut Sies. Academic Press, ISBN: 9780128186060
- Oxidative stress and dietary antioxidants in neurological diseases. Ed.: Colin MArtin, Victor Preedy. Academic Press, ISBN: 9780128177808
- Reactive Oxygen Species (ROS), Nanoparticles, and Endoplasmic Reticulum (ER) Stress-Induced Cell Death Mechanisms. Ed.: Loftly H Madkour. Academic Press, ISBN: 9780128224816
Enlaces recomendados
http://www.nia.nih.gov/
http://ec.europa.eu/health/indicators/healthy_life_years/hly_en.htm
https://www.nia.nih.gov/research/dab/interventions-testing-program-itp/frequently-asked-questions-about-itp
http://www.bioblast.at/index.php/MitoEAGLE
Metodología docente
- MD01 Clases magistrales
- MD03 Colección, estudio y análisis bibliográfico
- MD04 Ensayo científico
Evaluación (instrumentos de evaluación, criterios de evaluación y porcentaje sobre la calificación final.)
Evaluación Ordinaria
La evaluación se hará en base a los siguientes criterios:
1) Asistencia a clase y respuesta a preguntas: 10%
2) Evaluación mediante examen de los conocimientos y/o habilidades adquiridas: 20%
3) Realización de un trabajo complementario con exposición del mismo: 70%
Evaluación Extraordinaria
1) Realización de un trabajo complementario con exposición del mismo: 70%
2) Evaluación mediante examen de los conocimientos y/o habilidades adquiridas: 30%
Evaluación única final
Examen teórico de los contenidos del curso, que valdrá el 100% de la nota final
Información adicional
En el caso de que el alumno haya asistido a clase y haya respondido a las preguntas, se contabilizará hasta el 10% correspondiente en la evaluación extraordinaria y única final, reduciendo la evaluación mediante examen de los conocimientos y/o habilidades adquiridas: al 20% en el primer caso, y al 90% en el segundo caso.