Министерство образования и науки РФ

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Биологический факультет

	УТВЕРЖДАЮ
	Проректор по научной работе
	________________А.Ф.Крутов
	«____»_______________ 2011 г.

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ

«Хронобиология»

(ОД.А.08; цикл ОД.А.00 «Дисциплины по выбору аспиранта»

основной образовательной программы подготовки аспиранта

по отрасли 03.00.00 Биологические науки,

специальность 03.03.01 – Физиология)

Самара

2011

Рабочая программа составлена на основании паспорта научной специальности 03.03.01 – Физиология, в соответствии с Программой-минимум кандидатского экзамена по специальности 03.03.01 «Физиология» по биологическим наукам, утвержденной приказом Министерства образования и науки РФ № 274 от 08.10.2007 г., и учебным планом СамГУ по основной образовательной программе аспирантской подготовки.

Составитель рабочей программы: Инюшкин Алексей Николаевич, профессор, доктор биологических наук

Рабочая программа утверждена на заседании совета биологического факультета

протокол № 6 от 23.06.2011 г.

Декан биологического факультета

«___»____________20____г. ______________ Г.Л.Рытов

^{(подпись)}

1. Цели и задачи дисциплины, ее место в системе подготовки аспиранта, требования к уровню освоения содержания дисциплины
1.1. Цели и задачи изучения дисциплины

Цель изучения дисциплины – формирование у аспирантов углубленных профессиональных знаний о физиологических механизмах хронобиологических процессов, протекающих в организме человека и животных

Задачи дисциплины:

• 
  сформировать у аспирантов современные представления о важнейших биоритмах, генерируемых организмом человека и животных;
  
• 
  о важнейших хронобиологических механизмах, реализующихся на различных уровнях (от субклеточного до организменного) в условиях нормы и при патологических состояниях;
  
• 
  об основных научных проблемах и дискуссионных вопросах в современной хронобиологии;
  
• 
  подготовить аспирантов к применению полученных знаний при осуществлении конкретного хронобиологического исследования.
  

1.2. Требования к уровню подготовки аспиранта, завершившего изучение данной дисциплины

Аспиранты, завершившие изучение данной дисциплины, должны:

• 
  иметь представление: о месте современной хронобиологии в системе биологических наук; об основных характеристиках и закономерностях генерации биоритмов; о важнейших принципах регуляции биоритмов;
  
• 
  знать: современные теории о принципах функционирования биологических часов; современные экспериментальные подходы к изучению биоритмов на разных уровнях организации (от уровня циркадианных генов до орагнизменного); особенности важнейших современных концепций ведущих отечественных и зарубежных физиологов и научных школ в области хронобиологии;
  
• 
  уметьсобирать, анализировать и интерпретировать современную научную литературу по хронобиологии; свободно ориентироваться в дискуссионных проблемах современной хронобиологии; работать с современным оборудованием, владеть техникой хронобиологического эксперимента; излагать в устной и письменной форме результаты своего исследования и аргументированно отстаивать свою точку зрения в дискусси.
  

1.3.Связь с предшествующими дисциплинами

Курс предполагает наличие у аспирантов знаний по анатомии и физиологии человека и животных, математике и биологической статистике, биофизике, биоорганической химии в объеме программы высшего профессионального образования.

1.4.Связь с последующими дисциплинами

Знания и навыки, полученные аспирантами при изучении данного курса, необходимы при подготовке и написании диссертации по специальности 03.03.01 – Физиология.

2. Содержание дисциплины

2.1. Объем дисциплины и виды учебной работы (в часах и зачетных единицах)

Форма обучения (вид отчетности)

2 год аспирантуры; вид отчетности – зачёт

Вид учебной работы	Объем часов / зачетных единиц
Трудоемкость изучения дисциплины	72 / 2
Обязательная аудиторная учебная нагрузка (всего)	4
в том числе:
лекции	2
семинары	0
практические занятия	2
Самостоятельная работа аспиранта (всего)	68
в том числе:
Подготовка к практическим занятиям	0
Подготовка реферата	0
Подготовка эссе	0
Изучение тем, вынесенных на самостоятельную проработку	68

2.2. Разделы дисциплины и виды занятий

№ п/п	Название раздела дисциплины	Объем часов / зачетных единиц
		лекции	семинары	практические занятия	самостоят. работа
1	Общие проблемы хронобиологии. Характеристика современного этапа развития хронобиологии.	2			2
2	Роль временного фактора в биологии				8
3	Физиология супрахиазматического ядра млекопитающих				8
4	Периферические циркадианные осцилляторы				6
5	Циркадианные ритмы в нейромедиаторных и нейромодуляторных механизмах центральной нервной системы млекопитающих				8
6	Генетика и молекулярная биология и циркадианного осциллятора				8
7	Циркадианная регуляция клеточного цикла				6
8	Биоритмы в системах вторых посредников				6
9	Ультрадианные ритмы человека и животных			2	8
10	Инфрадианные ритмы человека и животных				8
	Итого:	2	0	2	68

2.3. Лекционный курс.

Тема 1. Общие проблемы хронобиологии. Характеристика современного этапа развития хронобиологии.

Основные этапы истории развития хронобиологии. Хронобиология в системе биологических и медицинских наук. Предмет и объект изучения хронобиологии. Методологические основы современной хронобиологии. Ведущие отечественные и зарубежные учёные, научные школы, работающие в области хронобиологии.

2.4. Практические занятия.

Тема 9. Ультрадианные ритмы человека и животных.

Спектральный анализ ритмов электроэнцефалограммы.

3. Организация текущего и промежуточного контроля знаний
3.1. Контрольные работы – не предусмотрены.

3.2. Список вопросов для промежуточного тестирования – не предусмотрено.
3.3. Самостоятельная работа

Изучение учебного материала, перенесенного с аудиторных занятий на самостоятельную проработку.

Выявление информационных ресурсов в научных библиотеках и сети Internet по следующим направлениям:

• 
  библиография по проблемам хронобиологии;
  
• 
  публикации (в том числе электронные) источников по хронобиологии;
  
• 
  научная литература по актуальным проблемам хронобиологии.
  

Тема 1. Общие проблемы хронобиологии. Характеристика современного этапа развития хронобиологии.

Характеристика современного этапа развития хронобиологии. Современные представления об общих принципах генерации биоритмов и их функциональной роли. Ключевые концепции в современной хронобиологии. Актуальные проблемы и перспективы развития современной хронобиологии.

Тема 2. Роль временного фактора в биологии

История исследований биоритмов. Прикладная (практическая) хронобиология. Хрономедицина (хронодиагностика, патология, терапия, фармакология). Классификация биоритмов. Экзогенные (заданные) и эндогенные (свободно текущие) ритмы. Ритмоводители и ритмозадатели. Структура биоритмов. Цикл и период, частота. Спектр. Мощность, мезор, базовый уpовень, амплитуда. Фаза: акрофаза (расчетная,внешняя, внутренняя), батифаза. Сложные ритмы: подъемы и спады (парафазы и ортофазы или мезофазы), пики и впадины (экстремумы). Уровень (медиана). Инверсия ритма.

Тема 3. Физиология супрахиазматического ядра млекопитающих.

Структурно-функциональная организация супрахиазматического ядра млекопитающих как основного циркадианного осциллятора организма. Функциональная активность супрахиазматического ядра, её зависимость от освещённости. Значение глутаматергических сигналов и мелатонина в регуляции функцинальной активности супрахиазматического ядра. Представление о функциональных отделах супрахиазматического ядра (ядро и оболочка). Афферентные входы в супрахиазматическое ядро. Ретиногипоталамический и геникулогипоталамический тракты. Нейрохимическая организация супрахиазматического ядра. Эфферентные связи супрахиазматического ядра, их функциональное значение.

Тема 4. Периферические циркадианные осцилляторы.

Периферические циркадианные часы млекопитающих. Циркадианная функция печени, лёгких, скелетных мышц. Функциональные свойства периферических циркадианных осцилляторов. Интеграция сигналов между основным циркадианным осциллятором супрахиазматического ядра и периферическими циркадианными осцилляторами. Десинхронозы.
Тема 5. Циркадианные ритмы в нейромедиаторных и нейромодуляторных механизмах центральной нервной системы млекопитающих.

Циркадианные ритмы центральной серотониергической системы. Ритмы метаболизма и высвобождения серотонина. Циркадианные изменения активности серотонинергических нейронов. Циркадианные ритмы центральной норадренергической системы. Циркадианные ритмы центральных пептидергических систем.

Тема 6. Генетика и молекулярная биология и циркадианного осциллятора.

Принципы аналитического подхода к исследованию циркадианного осциллятора. Модельные объекты в молекулярной биологии и генетике биоритмов: грибок Neurospora crassa, дрозофила. Современные достижения молекулярной биологии и генетики биоритмов млекопитающих. Пути передачи сигналов от времязадятелей к биологическим часам. Характеристики выходного сигнала из биологических часов.

Тема 7. Циркадианная регуляция клеточного цикла.

Общие принципы регуляции клеточного цикла. Ритмичность клеточного цикла и её нарушения (на примере природных и мутантных особей эвглены зелёной). Роль циклического АМФ в сопряжении между осциллятором и клеточным циклом. Происхождение осцилляций циклического АМФ и АМФ-зависимых киназ. Модели систем циркадианного контроля клеточного цикла.

Тема 8. Биоритмы в системах вторых посредников

Принципы трансмембранной передачи сигнала на примере основных систем внутриклеточных вторых посредников (аденилатциклазная система, гуанилатциклазная система, система ДАГ-ИТФ). Биоритм и передача сигнала в сердечно-сосудистой системе: роль цАМФ, цГМФ, фосфоралазы С. Биоритмы и передача сигнала в центральной нервной системе: роль цАМФ, цГМФ, фосфоралазы С. Биоритмы и передача сигнала в других тканях: роль цАМФ, цГМФ, фосфоралазы С.

Тема 9. Ультрадианные ритмы человека и животных

Сон. Теории сна. Активный и пассивный сон (И.П. Павлов). Фазы и стадии сна. Характеристика медленного и быстрого сна. Циклы сна. Современные представления о физиологических механизмах сна. Физиологические механизмы гипноза, сновидений. Оральные ритмы, их внешние и внутренние регуляторы. Ритмы работоспособности.

Тема 11. Инфрадианные ритмы человека и животных.

Инфрадианные ритмы. Циркалунарные ритмы. Цирканнуальные ритмы: pост, линька, спячка, размножение, сезонные миграции. Годовой pитм неврологических заболеваний и самоубийств. Ритм браков и рождений. Околомесячные физиологические, эмоциональные и интеллектуальные ритмы.

3.3.1. Поддержка самостоятельной работы:

• 
  Список литературы и источников для обязательного прочтения.
  

• Полнотекстовые базы данных и ресурсы, доступ к которым обеспечен из кампусной сети СамГУ (сайт научной библиотеки СамГУ, URL: https://weblib.samsu.ru/level23.html):

1. 
   Издания Самарского государственного университета
   
2. 
   Полнотекстовая БД диссертаций РГБ
   
3. 
   Научная электронная библиотека РФФИ (Elibrary)
   
4. 
   Электронные базы данных по физиологии PubMed и Medline
   
5. 
   БД издательства ELSEVIER
   
6. 
   Oxford University Press
   
7. 
   Журналы NATURE PG
   
8. 
   Реферативный журнал ВИНИТИ «Биология»
   
9. 
   Университетская библиотека ONLINE
   
10. 
    Университетская информационная система Россия
    

3.3.2. Тематика рефератов – не предусмотрены.
Итоговый контроль проводится в виде зачёта.
4. Технические средства обучения и контроля, использование ЭВМ (Перечень обучающих, контролирующих и расчетных программ, диафильмов, слайдфильмов, кино- и телефильмов).
Программы пакета Microsoft Offiсe;
Сайт научной библиотеки СамГУ, с доступом к электронному каталогу и полнотекстовым базам данных – URL: https://weblib.samsu.ru/level23.html

5.Активные методы обучения (деловые игры, научные проекты)

не предусмотрены.

6. Материальное обеспечение дисциплины (Современные приборы, установки (стенды), необходимость специализированных лабораторий и классов)

• 
  Компьютерные классы, оснащенные компьютерами класса Pentium 4 с выходом в Интернет и в локальную сеть Самарского государственного университета, а также принтеры, сканеры и ксероксы.
  

7. Литература
7.1. Основная

1. 
   Начала физиологии : Учеб.пособ.для вузов / Под ред. А.Д. Ноздрачева .— СПб. : Лань, 2002 .— 1088 с. – 4 экз.
   
2. 
   Сеин О.Б., Жеребилов Н.И. Регуляция физиологических функций у животных: Учеб. пособие для вузов.— 2-е изд., испр. — СПб. : Лань, 2009 .— 288 с. – 10 экз.
   

7.2. Дополнительная

1. 
   Агаджанян Н.А., Смирнов В.М. Нормальная физиология: Учебник для мед. вузов.— М. : Медицинское информ. агентство, 2007 .— 519 с. – 1 экз.
   
2. 
   Биологические ритмы. Ред. Ю.Ашоффа. М.: Мир, 1984, Т.1-2. – 2 экз.
   
3. 
   Борбели А. Тайна сна. М: Знание, 1989. – 2 экз.
   
4. 
   Дубынин В.А., Каменский А.А., Сапин М.Р., Сивоглазов В.И. Регуляторные системы организма человека: Учеб. пособие— М. : Дрофа, 2003 .— 368 с. – 1 экз
   
5. 
   Кураев Т.А., Алейникова Т.В., Думбай В.Н., Фельдман Г.Л. Физиология центральной нервной системы: Учеб.пособ.для вузов— 2-е изд.,испр. и доп. — Ростов н/Д. : Феникс, 2000 .— 384 с. – 3 экз
   
6. 
   Нейрохимия зимней спячки млекопитающих. Ред. Н.Н. Дёмина. Л.:, Наука, 1988. – 1 экз.
   
7. 
   Ритмы мозга. В кн.: Ф.Блум, А.Лейзерсон, Л.Хофстедтер. Мозг, разум и поведение. М: Мир, 1988. 347 с.– 3 экз.
   
8. 
   Физиология человека. В 3-х т. (Под ред.Шмидта Р.,Тевса Г.) Т.1 — М. : Мир, 2004. — 323 с. – 4 экз.
   
9. 
   Г.Шеперд. Нейробиология. М.: 1987. 454 с. – 1 экз.
   
10. 
    Шульговский В.В. Основы нейрофизиологии: Учеб. пособ. для вузов .— М. : Аспект Пресс, 2000 .— 277с. – 6 экз.
    

7. 3. Учебно-методические материалы по дисциплине

1. 
   Физиология человека и животных: Программы-минимум кандидатских экзаменов / Одобрено экспертным советом ВАК Министерства образования РФ по биологическим наукам; Утверждено приказом Министерства образования и науки РФ № 274 от 08.10.2007 г. М.: Изд-во «Икар», 2004.
   

ДОПОЛНЕНИЯ И ИЗМЕНЕНИЯ В РАБОЧЕЙ ПРОГРАММЕ

за___________/___________учебный год

В рабочую программу курса «Хронобиология», цикл ОД.А.08 «Дисциплины по выбору аспиранта» основной образовательной программы подготовки аспиранта по отрасли Биологические науки, специальность 03.03.01 – Физиология вносятся следующие дополнения и изменения: