|
Lecturer(s)
|
-
Sladký Miroslav, Prof. Dr. Ing. DSc.
|
|
Course content
|
1) Cellular structure and mechanics, microreology, classification of processes in cells. 2-3) Introduction to modeling of cell membrane electrochemical processes, membrane potentials, reaction kinetics, transpot and diffusion, volume regulation. Hodggkin-Huxley model, calcium dynamics. 4-5) Cell motion and Cellular motors. Motion along microtubules (kinesin, dynein) and actin filaments (myosin). Actomyosin movement (cell division, muscle contraction), proton pump, cytoskeleton physiology. 6) Intercellular communication, chemical synapse, dendritic conduction, electric current in neurons, calcium waves, regulation of cellular processes. 7) Description of cardiac rhythm physiology, description of oscillations, pacemakers, arrhythmia, defibrillation. 8) Models of muscle contraction, differences in the physiology of smooth and striated muscles in the context of modeling. Huxley's model. 9) Microcirculation in the vascular system, modeling approaches. Blood rheology and hemodynamics, transport of oxygen and other substances. 10-11) Physiology of cardiovascular and lymphatic system, models of blood circulation in tissues. Pulmonary physiology, breathing, thermoregulation. 12) Modeling of tissue reconstruction and bone growth. Physiological processes, stimulation by mechanical stress. 13) Metabolism of hepatocytes and binding to microcirculation.
|
|
Learning activities and teaching methods
|
- Attendance on a field trip (number of real hours - maximum 8h/day)
- 3 hours per semester
- Graduate study programme term essay (40-50)
- 20 hours per semester
- Contact hours
- 62 hours per semester
- Preparation for an examination (30-60)
- 45 hours per semester
|
| prerequisite |
|---|
| Knowledge |
|---|
| orientovat se v oblasti mechaniky kontinua a biomechaniky |
| vyjmenovat základní anatomické celky lidského těla |
| orientovat se v oblasti biomechaniky, popsat základní funkce orgánů. |
| orientovat se v oblasti diferenciálních rovnic |
| orientovat se v oblasti tenzorového, diferenciálního a integrálního počtu |
| orientovat se v oblasti numerických metod a algoritmizace |
| Skills |
|---|
| řešit základní typy diferenciálních rovnic analyticky i pomocí adekvátních numerických metod |
| řešit problémy a úlohy v mechanice poddajných těles a tekutin |
| využívat software pro statistické zpracování dat (experimentálních) a jejich grafické zpracování |
| využívat některý programovací jazyk pro numerické řešení jednodušších úloh z oblasti diferenciálních rovnic a nelineárních algebraických rovnic |
| Competences |
|---|
| N/A |
| learning outcomes |
|---|
| Knowledge |
|---|
| vysvětlit stavbu buňky a základní procesy na buněčné úrovni |
| popsat elektro-difúzní procesy a kinetiku chemických reakcí v kontextu fyziologických procesů |
| vysvětlit mezibuněčnou komunikaci, chemické synapse, eletrický tok v neuronech, regulaci buněčných procesů, buněčné motory a fyziologii cytoskeletu. |
| orientovat se v modelech svalové kontrakce, měkkých tkáních a tkáně kostí |
| orientovat se v principech tkáňového růstu a remodelace vybraného typu tkání, zejména kostí. |
| vysvětlit fyziologii srdečního rytmu, popsat oscilace, činnost pacemakerů, arytmii a defibrilaci. |
| orientovat se v popisu mikrocirkulace v cévním systému, transportu kyslíku a jiných látek. |
| vysvětlit fyziologii kardiovaskulárního a lymfatického systému, modely prokrvení tkání, fyziologii dýcháním a termoregulaci. |
| Skills |
|---|
| využívat odborných znalostí pro řešení některých jednodušších úloh z oblasti fyziologie tkání |
| pro daný případ (problém) analyzovat nároky na komplexnost modelu fyziologického systému, vybrat jeho rozhodující vlastnosti a jevy, které by měl popisovat |
| orientovat se v odborné literatuře zaměřené na modelování fyziologie tkáňových systémů a zpracování experimentálních studií |
| formulovat a řešit jednodušší úlohy pro simulace fyziologických procesů v tkáních. |
| samostatně vyhledávat relevantní informace o aktuálních vědeckých poznatcích v oblasti modelování fyziologických systémů |
| Competences |
|---|
| N/A |
| N/A |
| teaching methods |
|---|
| Knowledge |
|---|
| Lecture |
| Self-study of literature |
| Field trip |
| One-to-One tutorial |
| Skills |
|---|
| Interactive lecture |
| Practicum |
| One-to-One tutorial |
| Competences |
|---|
| Lecture |
| Practicum |
| assessment methods |
|---|
| Knowledge |
|---|
| Combined exam |
| Seminar work |
| Skills |
|---|
| Combined exam |
| Seminar work |
| Competences |
|---|
| Seminar work |
|
Recommended literature
|
-
Dylevský, Ivan; Trojan, Stanislav. Somatológia 1. Martin : Osveta, 1992. ISBN 80-217-0534-5.
-
Keener, James; Sneyd, James. Mathematical physiology. New York : Springer, 1998. ISBN 0-387-98381-3.
-
Motáň,J. Základy anatomie a fyziologie. Učební texty. ZČU Plzeň, 1997.
|