Fundamentos de Fisiología y Biofísica Celular Maestría y doctorado en ciencias básicas biomédicas. Maestría en Fisiología

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1 Pág. 1 de 6 IDENTIFICACIÓN GENERAL Nombre del curso Programa académico Fundamentos de Fisiología y Biofísica Celular Maestría y doctorado en ciencias básicas biomédicas. Maestría en Fisiología IDENTIFICACION ESPECÍFICA (Ver nota 1) Código Semestre 2015-II N de créditos 6 Horas semanales acompañamiento profesor 4 Horas semanales trabajo independiente 14 Teórico X Práctico Teórico-Práctico H (habilitable)? SI NO X V (validable)? SI NO X C (clasificable)? SI NO X Prerrequisitos: (incluir códigos y nombre): Ninguno Correquisitos: (incluir códigos y nombre): Ninguno DATOS DEL PROFESOR (o profesores que elaboraron el Programa) Nombres y Apellidos Correo Electrónico Nombres y Apellidos Correo Electrónico Nombres y Apellidos Correo Electrónico Juan Camilo Calderón. MD. PhD jcalderonv00@yahoo.com Raúl Narváez-Sánchez. MD. PhD narvaez.raul@gmail.com Julio Bueno Sánchez. MD. PhD jcesarbs@gmail.com DESCRIPCION ELABORÓ REVISÓ APROBÓ Líder del proceso Comité de Calidad Comité de Calidad Copia no controlada al imprimir o descargar, la versión vigente se encuentra en:

2 Pág. 2 de 6 El curso es una introducción a los principios de la fisiología y la biofísica celular, pasando por algunos conceptos generales de fisiología y biofísica, temas propios de la fisiología celular y algunas técnicas utilizadas para la investigación en el área. La fisiología celular y la biofísica han ido de la mano durante décadas y muchos fenómenos biológicos se entienden mejor a la luz de conceptos biofísicos. El curso no es de fisiología de sistemas o de fisiología humana, al contrario, ofrece la posibilidad de entender principios que aplican en general a los procesos celulares de los vertebrados. JUSTIFICACIÓN La fisiología celular es un área que requiere más avance en nuestro país, pues sumada a la biofísica no explican más del 1% de las publicaciones en los últimos años en Colombia. Sin embargo la fisiología y la biofísica celular ofrecen elementos útiles para entender la función de los diferentes tipos celulares y su interacción. La investigación mecanística en cualquier área del conocimiento biomédico debe hacer uso de herramientas de fisiología y biofísica celular. General OBJETIVOS Objetivo general Al final del curso el estudiante podrá comprender los principios biológicos y biofísicos generales que gobiernan la función celular, así como las principales técnicas experimentales utilizadas para estudiarla. Específico (s) Específicos Al final del curso el estudiante podrá: -Conocer las medidas y magnitudes biofísicas de uso más común -Conocer los principios termodinámicos básicos de la función celular -Comprender la estructura y función de la membrana plasmática, incluyendo su capacidad para conducir potenciales eléctricos, así como conocer las bases de las técnicas de electrofisiología -Comprender en detalle los mecanismos de transporte celular, cómo estudiarlos en células intactas y cómo estudiar canales aislados -Comprender los principios del tráfico intracelular de proteínas y membranas -Entender los principales procesos fisiológicos que llevan a cabo las células de diferentes tejidos: cardiomiocitos, fibras musculares, células renales -Comprender las principales vías de señalización intracelular mediada por segundos mensajeros y profundizar sobre las funciones del calcio dentro de las células -Identificar las principales técnicas utilizadas en la investigación en fisiología y biofísica celular CONTENIDO (Ver nota 2) Módulo Descripción Fecha Total horas Profesor Principios generales de fisiología y biofísica (semanas 1 a 3)

3 Pág. 3 de 6 Presentación del curso Soluciones Producción en el área en Colombia, grupos de investigación relacionados con el tema, importancia del curso. Aspectos históricos. Soluciones fisiológicas, agua, iones, medio interno. Martes 4 de de 2015 Jueves 6 de 2 Juan C. Calderón 2 Norman Balcázar Principios de biofísica Principios de bioelectricidad Introducción a la termodinámica Sistemas de unidades y cantidades físicas. Ajustes lineales y no lineales. Carga eléctrica, corriente, voltaje, resistencia, capacitancia, inductancia, circuitos eléctricos, amplificadores. Conceptos generales, leyes de la termodinámica. Fisiología y biofísica celular (semanas 3 a 13) Martes 11 de Jueves 13 de Martes 18 de 2 Marco Giraldo 2 Marco Giraldo 2 Marco Giraldo Membrana celular Farmacología de receptores Transporte a través de membranas Historia, composición, estructura, función, modelo del mosaico fluido, balsas lipídicas. Tipos de receptores y canales, estructura general, farmacodinamia, EC50, IC50, agonistas, antagonistas, afinidad. Osmosis, difusión, difusión facilitada, transporte pasivo, transporte activo. Regulación del volumen celular. Jueves 20 de Martes 25 de a martes 01 de septiembre de 2015 Jueves 03 de septiembre a martes 08 de septiembre Transducción de señales y AMPc, GMPc, IP3, Ca 2+, segundos mensajeros fosforilación de proteínas intracelulares, cascadas de Jueves 10 de señalización, amplificación de septiembre la señal, efectos intracelulares. 3 h Juan C. Calderón 6 Sebastián Estrada 4 h Juan C. Calderón Raúl Narváez 3 h Raúl Narváez

4 Pág. 4 de 6 Ca 2+ Segundo mensajero, funciones celulares, mantenimiento de la concentración basal, Jueves 17 de secreción de septiembre neurotransmisores, proteínas que unen Ca 2+, retículo sarcoplásmico, técnicas para su determinación. 3 h Juan C. Calderón Secreción y tráfico intracelular de proteínas y membranas Electrofisiología Biofísica y fisiología del músculo esquelético Fisiología cardiovascular Exocitosis, endocitosis, clatrina, estructura y función del aparato de Golgi, retículo endoplásmico, complejo SNARE, tráfico intracelular, modificaciones posttraduccionales, N y O- glicosilación. Martes 22 de septiembre a jueves 24 de septiembre Potencial de reposo y de acción, técnicas electrofisiológicas, Martes 29 de mediciones de canal único, septiembre a control de voltaje, técnicas martes 06 de electro-ópticas, mediciones octubre de 2015 de corrientes iónicas, cámara de Ussing y transporte a través de epitelios. Estructura de la célula muscular, acoplamiento excitación-contracción, miofilamentos y proteínas contráctiles, movimiento de carga, curvas fuerzavelocidad, longitud-tensión, biofísica muscular. El corazón como bomba, cardioimpedancia, endotelio, hemodinamia, reactividad vascular. Jueves 08 de octubre Técnicas para estudios fisiológicos y biofísicos (semanas 13 a 16) Martes 13 de octubre a martes 27 de octubre 4 h Julio Bueno Gloria Patricia Cardona 6 h Juan C. Calderón Gloria Patricia Cardona 2 h Juan C. Calderón 10 h Raúl Narváez, Omar Estrada (invitado internacional)

5 Pág. 5 de 6 Técnicas de microscopía aplicadas a la fisiología celular Principios de óptica. Resolución temporal y espacial. Microscopía electrónica de transmisión y barrido, microscopía de fuerza atómica, fluorescencia, confocal, FRET, dos fotones, local field. Jueves 29 de octubre a martes 03 de noviembre de h Juan C. Calderón Marco Giraldo Herramientas analíticas para la detección y cuantificación de interacciones moleculares. Resonancia magnética nuclear en fisiología. Espectroscopía Infrarroja (FT- IR), Calorimetría diferencial de Barrido, Espectroscopía de Fluorescencia, Difracción de Rayos X. Imagenología y espectrometría Martes 10 de noviembre Martes 17 de noviembre 3 h Marcela Manrique 3 h Raúl Narváez Principios de modelado matemático Importancia del modelado, concepto de sistema, simulación de un caso. Jueves 19 de noviembre 2 h Profesor de cátedra por definir ESTRATEGIAS METODOLÓGICAS (Ver nota 3) -Seminarios a partir de bibliografía enviada por los profesores y bibliografía nueva que aporten los estudiantes -Clases magistrales -Visitas al laboratorio EVALUACIÓN (Ver nota 4) -Cada profesor enviará al coordinador una evaluación cualitativa y cuantitativa entre cero (0) y cinco (5), para cada estudiante, al finalizar cada tema. Las notas se promediarán en forma ponderada según la cantidad de horas impartidas por el profesor. PROFESOR (ES) Nombre completo Dependencia Formación Norman Balcázar Facultad de Medicina PhD. Bioquímica Marco Giraldo Facultad de Ciencias Exactas y Naturales PhD. Biofísica Sebastián Estrada Facultad de Química Farmacéutica MSc. Química Farmacéutica Juan Camilo Calderón Facultad de Medicina PhD. Fisiología y biofísica Raúl Narváez-Sánchez Facultad de Medicina PhD. Fisiología humana Omar Estrada Instituto Venezolano de Investigaciones PhD. Química

6 Pág. 6 de 6 Julio Bueno Facultad de Medicina PhD. Fisiología, Bioquímica, Farmacología Gloria Patricia Cardona Facultad de Medicina PhD. Neurociencias Marcela Manrique Profesor de cátedra por definir Facultad de Ciencias Exactas y Naturales Por definir BIBLIOGRAFÍA PhD. Bioquímica MSc. o PhD en Bioingeniería, Biofísica, Fisiología o Bioquímica -Sperelakis N. Cell Physiology sourcebook. 3 rd Ed. Academic Press, Boron W, Boulpaep E. Medical physiology. 2 nd edition. Elsevier, Moncada S, Higgs A. The vascular endothelium. Springer, Bers D. Excitation-Contraction Coupling and Cardiac Contractile Force. Kluwer Academic Publisher, Hille B. Ion Channels of Excitable Membranes. 3 rd Ed. Sinauer Associetes, Seydel J, Wiese M. Drug-Membrane Interactions: Analysis, Drug Distribution, Modeling. Weinheim, Wiley-VCH, Artículos seleccionados por los profesores NOTAS 1. Según el artículo 11 del Decreto 1295 del 20 de abril de 2010 emitida por el Ministerio de Educación Nacional: Un crédito académico equivale a cuarenta y ocho (48) horas de trabajo académico del estudiante, que comprende las horas con acompañamiento directo del docente y las horas de trabajo independiente que el estudiante debe dedicar a la realización de actividades de estudio, prácticas u otras que sean necesarias para alcanzar las metas de aprendizaje. Para un curso de 6 créditos, se tienen como mínimo 4 horas acompañamiento semanal por parte del (de los) profesor (es) y 14 horas de trabajo independiente. 2. Teniendo en cuenta que el número de semanas semestrales es 18, deben establecerse 16 o 17 módulos y 1 o 2 semanas de evaluación. Cada módulo debe dar cuenta de las horas de acompañamiento semanal por el profesor y de las horas de trabajo independiente por parte del estudiante. 3. Describir las estrategias metodológicas que se usarán por parte de los docentes. 4. Se deben especificar los porcentajes de cada una de las actividades evaluativas. INFORMACIÓN PARA SER DILIGENCIADA POR LA CORPORACIÓN Acta No. 255 Aprobación Consejo Directivo Fecha: 24 de Junio de 2015