Guía docente de Bases Moleculares y Celulares del Estrés Oxidativo (M38/56/1/20)

Curso 2023/2024
Fecha de aprobación por la Comisión Académica 20/06/2023

Máster

Máster Universitario en Biotecnología

Módulo

Modulo I: Docencia

Rama

Ciencias

Centro Responsable del título

Escuela Internacional de Posgrado

Semestre

Segundo

Créditos

3

Tipo

Optativa

Tipo de enseñanza

Presencial

Profesorado

  • Germaine Escames Rosa
  • Luis Carlos López García
  • Iryna Rusanova Rusanova

Horario de Tutorías

Germaine Escames Rosa

Email
Tutorías anual
  • Lunes 11:00 a 12:00 (Previa Cita)
  • Martes 11:00 a 12:00 (Previa Cita)
  • Miércoles 11:00 a 12:00 (Previa Cita)
  • Jueves 11:00 a 12:00 (Previa Cita)
  • Viernes 11:00 a 12:00 (Previa Cita)

Luis Carlos López García

Email
Tutorías anual
  • Lunes 15:30 a 18:30 (Previa Cita)
  • Viernes 11:30 a 14:30 (Previa Cita)

Iryna Rusanova Rusanova

Email
  • Primer semestre
    • Lunes 10:00 a 12:00 (Despacho 2)
    • Martes 11:00 a 13:00 (Despacho 2)
    • Jueves 9:00 a 11:00 (Despacho 2)
  • Segundo semestre
    • Martes 13:00 a 16:00 (Despacho 2)
    • Miércoles 13:00 a 16:00 (Despacho 2)

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.