Facultad de Ciencias Químicas, Instituto de Ciencias Posgrado en Ciencias Químicas, Maestría en Ciencias Químicas ESTRÉS OXIDATIVO

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1 Unidad Académica: Posgrado Nivel: Clave Plan: Área: Fecha de registro en la unidad académica : Modalidad: Carácter: Nombre de la materia: Semestre en el plan de estudios: Facultad de Ciencias Químicas, Instituto de Ciencias Posgrado en Ciencias Químicas, Maestría en Ciencias Químicas MCQB M2 Bioquímica y Biología Molecular 6 de Mayo de 2015 Curso presencial semestral No obligatorio, OPTATIVA ESTRÉS OXIDATIVO Primero o segundo de maestría y doctorado Horas semestre: 100 Horas semana/teóricas/práctic as 5 (5 teóricas) Durante el curso se realizarán sesiones prácticas con un total de 12 h. Créditos: 10 Objetivo general de la materia El alumno adquirirá los conocimientos básicos de los mecanismos moleculares de un estrés oxidativo y su aplicación en diversas enfermedades. Contenidos temáticos UNIDAD DE APRENDIZAJE 1 (Duración en horas: 0) NOMBRE: Introducción a la toxicidad del oxígeno y las especies reactivas de oxígeno OBJETIVO: El alumno revisará las bases de los procesos oxidativos, comprenderá la terminología del estrés oxidativo y los sistemas implicados en su regulación. Tema 1. La historia del oxígeno: un contaminante del aire

2 Tema 2. Oxígeno, oxidasa y oxígenasas en aerobios Tema 3. Toxicidad del oxígeno en aerobios Tema 4. Preguntas de terminología: especies derivadas de oxígeno y especies de oxígeno reactivas y oxidantes. UNIDAD DE APRENDIZAJE 2 (Duración en horas: 20) NOMBRE: La química de radicales libres y especies reactivas relacionadas OBJETIVO: El alumno comprenderá los conceptos de radicales libres y sus vías de señalización. Tema 1. Química de radicales: termodinámica y cinética. Tema 2. Química de radicales importantes en biología: metales de transición, radical hidroxilo, radical superóxido, radical peroxil y alcocil, radical sulfuro. Tema 3. Química de no radicales importantes de biología: peróxido de hidrógeno, ácido hipocloroso, oxígeno singlete, peroxinitrito. UNIDAD DE APRENDIZAJE 3 (Duración en horas: 20) NOMBRE: Defensas antioxidantes OBJETIVO: El alumno revisará a detalle las enzimas implicadas en la respuesta antioxidante y sus mecanismos de acción. Tema 1. Que es un antioxidante. Tema 2. Enzimas antioxidantes: superóxido dismutasa (SOD). Tema 3. El uso de la SOD como prueba para la acción antioxidante del superóxido Tema 4. Evidencia para la importancia de la fisiología del SOD. Tema 5. Teoría del superóxido de toxicidad de oxígeno. Tema 6. Enzimas antioxidantes de defensa: catalasas. Tema 7. Enzimas antioxidantes de defensa: familia de glutatión peroxidasa. Tema 8. Glutatión en el metabolismo. Tema 9. Otras peroxidasas: Citocromo c peroxidasa, NADH peroxidasa, peroxidasa de rábano. Tema 10. Defensa antioxidante: secuestro de metales iónicos: hierro, cobre, proteínas hemo. Tema 11. Protección antioxidante por agentes de bajo peso molecular: bilirrubina, alfa-ceto ácidos, hormonas sexuales, Coenzima Q, ácido úrico, melanina, etc. Tema 12. Protección antioxidante por agentes de bajo peso molecular : compuestos derivados de la dieta: vit. C, Vit. E, alfa-tocoferol. Tema 13. Carotenoides. Tema 14. Fenoles de plantas. UNIDAD DE APRENDIZAJE 4 (Duración en horas: 20) NOMBRE: Fases del Estrés oxidativo: adaptación, daño, reparación y muerte OBJETIVO: El alumno estudiará a detalle los efectos del estrés oxidativo, la respuesta antioxidante y sus consecuencias a nivel celular en diferentes

3 modelos. Además el alumno conocerá diferentes metodologías para evaluar las consecuencias del proceso oxidativo. Tema 1. Consecuencias del estrés oxidativo: adaptación, daño o estimulación, muerte. Tema 2. Estrés oxidativo y metales de transición: hierro, cobre. Tema 3. Mecanismo de daño a las células blanco por estrés oxidativo: DNA, telómeros, mutaciones, reparación, papel de la mitocondria. Tema 4. Mecanismo de daño a células blanco por estrés oxidativo: lipoperoxidación. Tema 5. Mecanismo de daño a células blanco por estrés oxidativo: daño a proteínas Tema 6. Como el organismo responde al daño de proteínas oxidadas. Tema 7. Consecuencia de estrés oxidativo: adaptación, regulación redox en bacterias, levaduras, en mamíferos. Tema 8. Proteínas de shock térmico y proteínas inducidas por el estrés. Tema 9. Citocinas: TNF, interleucinas y respuesta a fase aguda Tema 10. Consecuencias de estrés oxidativo: inflamación, autofagia, necrosis y apoptosis UNIDAD DE APRENDIZAJE 5 (Duración en horas: 20) NOMBRE: Radicales libres, otras especies reactivas y las enfermedades en las que se produce estrés oxidativo OBJETIVO: El alumno estudiará a detalle las patologías que involucran al estrés oxidativo como un mecanismo de daño en la degeneración celular. Tema 1. Introducción a enfermedades degenerativas. Tema 2. Patologías periféricas: Aterosclerosis, Hipertensión, Diabetes, isquemia y re-perfusión, y cáncer Tema 3. Estrés Oxidativo en enfermedades del Sistema Nervioso central: Enfermedad de Parkinson, Enfermedad de Alzheimer, Enfermedad de Huntington. Tema 4. Estrés oxidativo en la Farmacodependencia (Efecto de drogas depresoras del SNC, Estimulantes y Alucinógenos). Tema 5. Contaminantes ambientales y el estrés oxidativo. UNIDAD DE APRENDIZAJE 6 (Duración en horas: 10) NOMBRE: Envejecimiento, nutrición, enfermedad y terapia: un papel para antioxidantes OBJETIVO: El alumno estudiará a detalle las bases neuroquímicas del aprendizaje y la memoria en diferentes modelos experimentales. Tema 1. Teorías de envejecimiento Tema 2. Nutrición, salud y estrés oxidativo. Tema 3. Antioxidantes y tratamiento de enfermedades Tema 4. Quelantes hierro Tema 5. Inhibidores de generación de ROS/RNS Sesiones prácticas

4 Laboratorio de Neurofarmacología 1. Determinación de lipoperoxidación por la exposición de anfetaminas. 2. Determinación de NO en modelos de lesión dopaminérgica en rata. 3. Determinación de SOD en animales con 6-hidroxidopamina. Perfil del alumno al terminar el curso El alumno manejará los conceptos de radicales libres, especies reactivas de oxígeno, nitrógeno, entre otros conceptos básicos en el estudio del estrés oxidativo. El alumno contará con un conocimiento más amplio de los procesos celulares que regulan el estrés oxidativo, la respuesta compensatoria. Además se abordarán diferentes enfermedades degenerativas como diabetes, aterosclerosis, hipertensión, isquemia y re-perfusión, Enfermedad de Alzheimer, Parkinson, Huntington, Esclerosis lateral amiotrófica, entre otras. Conocerá los modelos experimentales para el estudio de procesos bioquímicos y moleculares del estrés oxidativo. Además el alumno tendrá conocimientos generales de las técnicas empleadas en el estudio del estrés oxidativo y la respuesta antioxidante. El alumno estudiará diferentes agentes promotores del estrés oxidativo y fármacos antioxidantes como los flavonoides entre otras. Conocerá los temas actuales en la investigación de las neurociencias. Marco conceptual El curso está diseñado para consolidar el aprendizaje de las bases bioquímicas y moleculares del estrés oxidativo. Los alumnos conocerán de manera más amplia los procesos bioquímicos y moleculares que implican diferentes patologías. Además tendrán una actualización sobre algunos de los estudios actuales realizados en el tema del estrés oxidativo. Con este curso el alumno desarrollará su razonamiento experimental, conocerá y abordará diferentes técnicas bioquímicas para el estudio del estrés oxidativo, y sus implicaciones a nivel celular y fisiológico. El estudio de la materia Estrés oxidativo les brindará herramientas que el alumno podrá usar en diferentes áreas de investigación, aplicarlo a su tesis doctoral y a sus conocimientos en el área de Bioquímica y Biología Molecular. Proceso enseñanza-aprendizaje El desarrollo de la materia comprende varios puntos: la asistencia que debe cubrir el 100% de las clases programadas en la asignatura. Las clases serán dirigidas por el Coordinador de la materia con apoyo de presentaciones en PowerPoint, tendrán una duración de 5 horas semanales (distribuidas en dos clases con duración de 3 horas y 2 horas). Las lecturas y artículos indicados para cada tema serán proporcionados con anterioridad vía electrónica y deberán ser revisados por los alumnos, quienes podrán complementar el material con revisiones bibliográficas de acuerdo a lo indicado en el programa. Se fomentará la participación de los alumnos, a través de la discusión de artículos relacionados con los temas programados en procesos de estrés oxidativo y sus consecuencias, las patologías relacionadas, entre otros temas, así como de artículos relacionados

5 con sus proyectos de investigación. Para reafirmar y consolidar el conocimiento adquirido, los alumnos desarrollarán individualmente breves protocolos de investigación sobre el estrés oxidativo para estudiar algún punto de diferentes temas, los cuales se presentaran en sesiones plenarias para fomentar su habilidad en la difusión del conocimiento y la discusión de trabajos experimentales. Las sesiones de asesoría se acordarán con los alumnos. Actividades de evaluación La evaluación será continua durante el curso, la participación en clase (20%), la presentación de los protocolos de investigación y la discusión de artículos (30%). Se presentarán 6 exámenes escritos (50%), uno al finalizar cada unidad de aprendizaje. Sesiones prácticas (10%). Acreditación Para acreditar la materia el alumno deberá cumplir con todos los puntos establecidos en la evaluación. El promedio mínimo aprobatorio será de 7.0. Bibliografía básica 1. Barry Halliwell and John Gutteridge. Free radicals in biology and medicine. 4 edition Edit. Oxford Helmut Sies. Oxidative Stress, Elsevier, Farooqui, Akhlaq A. Inflammation and Oxidative Stress in Neurological Disorders: Effect of Lifestyle, Genes, and Age. Springer Science & Business ISBN: Kelvin J. A. Davies. Oxidative Damage & Repair: Chemical, Biological and Medical Aspects. (November 1990) Pergamon Press. 5. Ali Qureshi G. and Hassan Parvez S. Oxidative Stress and neurodegenerative disorders. 1 st edition Elsevier. 6. SIES HELMUT. Methods in enzymology, volume 348: protein sensors and reactive oxygen species, part b: thiol enzymes and proteins. Vol Edited by Lester Packer. Published by Academic Press Cal. USA. Artículos a través de la Biblioteca Central BUAP Revisión de artículos científicos de la base de datos de NCBI Artículos científicos de las bases de datos de science direct Nombre de los profesores que participaron en la revisión y actualización del contenido de la asignatura. 1. Dr. Daniel I. Limón Pérez de León 2. Dr. Félix Luna Morales 3. Dra. Bertha Alicia León Chávez 4. Dra. Liliana Martínez Mendieta 5. Dra. Patricia Aguilar Alonso

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