Fizinio pajėgumo biologija ir genetika

Dalyko anotacija lietuvių kalba

Studijų dalykas orientuotas į žmogaus fizinio pajėgumo biologijos ir genetikos žinių plėtimą bei taikymą sveikatos ir fizinio ugdymo veikloje; skirtas suteikti žinių apie žmogaus fizinio pajėgumo biologijos reiškinius ir analizę įvairias lygmenimis (ląstelių, audinių, organų, organizmo sistemų; nuo geno iki požymio); apie žmogaus genomo valdymo mechanizmus, genų raišką ir jų reikšmę sveikatai, fiziniam išsivystimui, funkciniam pajėgumui, psichosocialinei raidai ir elgsenai; apie genetiškai nulemtą fiziologinių funkcijų veiklą ir individualų organizmo atsaką į fizinį krūvį bei adaptaciją prie neįprastų sąlygų; apie žmogaus epigenomo ir mikrobiomo įtaką sveikatai. Siekiama supažindinti studentus su žmogaus fizinio pajėgumo genetikos ir biologijos mokslo krypčių raida, principais, uždaviniais, naujovėmis ir perspektyva; su tyrimų (susijusių su fiziniu aktyvumu, judėjimu ir funkcine veikla visuose amžiaus tarpsniuose) strategija, metodologija ir projektais, su šių tyrimų įvairove (genų terapijos ir genų dopingo kontrolės tyrimai, farmakogenomikos, nutrigenomikos, nutukimo prevencijos ir traumų rizikos veiksnių nustatymas), planavimu ir vykdymu, duomenų rinkimu ir analize, bioetikos principais. Studijų dalykas skirtas ugdyti gebėjimus vertinti žmogaus organizmo fizinio pajėgumo individualius ypatumus ir suprasti organizme vykstančius molekulinius procesus pasitelkiant šiuolaikinės biologijos, genetikos bei kitų sričių teorijas; taikyti mokslinių tyrimų metodologijas sprendžiant kompleksines sveikatos ir fizinio ugdymo problemas, tarpdalykiniu požiūriu interpretuoti tyrimų duomenis, analizuoti rezultatus, sisteminti bei patikimai suformuluoti išvadas; taikyti teorinės žinias ir mokslinių tyrimų rezultatus praktikoje; atsakingai priimti sprendimus, organizuoti, planuoti ir diegti inovatyvias kūno kultūros, sporto ir sveikatos ugdymo idėjas praktikoje.

Dalyko anotacija užsienio kalba

The course focuses on the development and application of knowledge of biology and genetics of physical fitness in health and physical education; designed to provide knowledge on the biology of human physical activity and its analysis at various levels (cells, tissues, organs, body systems; from gene to trait); Analyzes mechanisms governing the human genome, the expression of genes and their implications for health, physical development, functional capacity, psychosocial development and behavior; genetically determined activity of physiological functions and individual response of the body to exercise and adaptation to abnormal conditions; on the health effects of the human epigenome and microbiome. The aim is to acquaint students with the development, principles, tasks, innovations and perspectives of the disciplines of genetics and biology of human physical capacity; the research strategy, methodology and design of research (relating to physical activity, movement and functional activity at all ages), the design of such research (gene therapy and gene doping control studies, pharmacogenomics, nutrigenomics, obesity prevention and injury risk factors), planning and enforcement, data collection and analysis, bioethics. The course is designed to develop the ability to assess individual features of the physical capacity of the human body and to understand the molecular processes taking place in the body, using theories of modern biology, genetics and other fields; to apply research methodologies in solving complex problems of health and physical education, interdisciplinary interpretation of research data, analysis of results, systematization and reliable formulation of conclusions; to apply theoretical knowledge and research results in practice; to make responsible decisions, to organize, to plan and to put into practice innovative ideas of physical education, sports and health education.

Būtinas pasirengimas dalyko studijoms

Bendrojo išsilavinimo lygmens žmogaus biologijos (anatomijos, fiziologijos) ir genetikos pagrindų žinios.

Dalyko studijų rezultatai

1. Studentas žinos ir gebės apibūdinti žmogaus fizinio pajėgumo genetikos ir biologijos teorinius principus ir uždavinius; pagrindinius žmogaus genomo valdymo mechanizmus ir genų nulemtos fizinės sveikatos, funkcinio pajėgumo ir organizmo adaptacijos prie fizinių krūvių ir neįprastų sąlygų principus; suvoks mokslinų tyrimų metodologiją, mokės kritiškai interpretuoti fizinio krūvio individualizacijos strategijas būtinas kūno kultūros, sporto ir sveikatos ugdymo programoje.
2. Gebės vertinti fizinį, sportinį ir sveikatos ugdymą(si) lemiančius veiksnius, remiantis fizinio pajėgumo biologijos ir genetikos žiniomis; gebės apibūdinti, susieti ir sistemiškai vertinti žmogaus gyvenimo kokybę, fizinį aktyvumą visuose amžiaus tarpsniuose; prognozuoti ugdymo(si) sėkmę remiantis individualizavimo principais; planuoti mokslinių tyrimų strategiją ir metodologiją bei rinkti, kaupti, analizuoti ir tarpdalykiniu požiūriu interpretuoti gautus duomenis.
3. Gebės tobulinti, organizuoti ir planuoti ugdymo(si) veiklą bei projektus, diegti inovatyvias idėjas, bei mokslinių tyrimų rezultatus praktikoje. Gebės taikyti žinias ir mokslinių tyrimų metodologijas sprendžiant kompleksines fizinio ugdymo(si) bei sveikatos ugdymo(si) problemas (ugdyti teigiamą požiūrį į sveikatą ir fizinį aktyvumą); eksperimentuojant atsakingai taikys teorinių sprendimų spektrą.

Dalyko turinys

1. Žmogaus fizinio pajėgumo biologijos ir genetikos mokslo krypčių principai, uždaviniai, raida, reikšmingiausi atradimai, pasiekimai ir projektai.
2. Fizinio pajėgumo molekulinės biologijos sudėtingumas ir visuminės analizės samprata (fenomika, genomika, transkriptomika, metabolomika, proteomika ir šių lygmenų sąryšis). Žmogaus organizmo organizacijos lygmenys (ląstelių, audinių, organų, organizmo sisemų; nuo geno iki požymio).
3. Žmogaus genomo valdymo mechanizmai, genų raišką ir reikšmę sveikatai, fiziniam išsivystimui ir funkciniam pajėgumui. Paveldėjimo ypatumai, genomo įvairovė, mutacijos, DNR žymenys. Genotipo ir fizinio pajėgumo fenotipo ryšys.
4. Žmogaus organizmo vystymasis ir genetinė kontrolė. Pagrindiniai žmogaus vystymosi etapai ir principai. Genetinių ir aplinkos veiksnių įtaka organizmo struktūrų formavimuisi, funkcijų vystimosi procesams ontogenezėje. Teratogenezė. Senėjimo procesas. Ilgaamžiškumas.
5. Individualus organizmo atsakas į fizinį krūvį ir adaptaciją. Nervų, raumenų, kvėpavimo ir širdies-kraujagyslių sistemų molekulinė adaptacija prie fizinių krūvių. Metabolizmas ir metabolinę adaptaciją lemiantys genai.
6. Genetinis testavimas sporto praktikoje ir medicinoje. Individualizuotas treniruočių proceso sprendimas. Genetinių veiksnių, lemiančių žmogaus sveikatą ir fizinį pajėgumą, tyrimų strategijos ir metodologija. Visų amžiaus tarpsnių asmenų fizinio aktyvumo, judėjimo ir funkcinės veiklos vertinimas, pasitelkiant molekulinės biologijos ir genetikos teorija bei metodologija.
7. Žmogaus psichosocialinė raida ir elgsenos genetikos pagrindai. Pagrindiniai sveikatos sąlygotos gyvenimo kokybės principai. Individualus organizmo atsakas gyvensenos veiksnių kontekste. Stresoriai, psichologinė įtampa ir fiziniai krūviai. Genetinė ir epigenetinė kontrolė. Įgimti gabumai ir genialumas. Elgsenos sutrikimai ir intelektinės negalios priežastys bei ypatumai.
8. Genetinių veiksnių reikšmė traumų ir patologijų atsiradimo rizikai. Staigiosios mirties prevencija sporte (kardiogenomikos pagrindai). Traumų, nuovargio ir sveikatos sutrikimų požymiai bei molekuliniai mechanizmai.
9. Nutukimo genetikos pagrindai. Genetinių veiksnių įtaką energijos pasisavinimui, suvartojimui ir kūno sudėčiai. Genetiniai ir aplinkos (gyvensenos) veiksniai antsvorio bei nutukimo prevencijoje. Genetinių tyrimų svarba.
10. Farmakogenomikos ir nutrigenomikos pagrindai. Mitybos genetinė kontrolė, maisto papildų vartojimas ir metabolizmas.
11. Žmogaus epigenomo ir mikrobiomo įtaką sveikatai ir fiziniam pajėgumui. Epigenetinių pakitimų mechanizmai. Mikrobiomo (mikroorganizmų) svarba žmogaus vystymuisi, imunitetui ir mitybai.
12. Genų terapija, genų dopingas ir kiti molekulinės biologijos ir genetikos tyrimai sporto praktikoje ir medicinoje. Bioetiniai mokslinių tyrimų aspektai.

Dalyko studijos valandomis

Paskaitos 24 val.
Pratybos 12 val.
Seminarai 12 val.
Konsultacijos 2 val.
Savarankiškas darbas 83 val.
Iš viso 133 val.

Studijų rezultatų vertinimas

Seminarų atsiskaitymas (rašto darbas (referatas) ir jo pristatymas). 15 proc.
Pratybų atsiskaitymas raštu 5 proc.
2 kolokviumai 40 proc.
Egzaminas 40 proc.

Literatūra

1. 2012 Kučinskas V. Genetikos ir genomikos pagrindai. Vilniaus universiteto leidykla
2. 2013 Korf BR, Irons MB. Human genetics and genomics Wiley-Blackwell, A John Wiley & Sons, Ltd.
3. 2016 Posthumus M, Collins M. Genetics and Sports Med Sport Sci. Basel, Karger, (DOI: 10.1159/000445240)
4. 2008 A. Skurvydas. Judesių mokslas: raumenys, valdymas, mokymas, reabilitavimas, sveikatinamas, treniravimas, metodologija. LKKA
5. 2004 Saplinskas J. Griaučių raumenys, molekulės, judėjimas. Vilnius, VU
6. 2007 Roth Stephen M. Genetics Primer for Exercise Science and Health Human Kinetics
7. 2014 Wackerhage Henning. Molecular exercise physiology Routledge
8. 2006 Spurway N, Wackerhage H Genetics and Molecular Biology of Muscle Adaptation Elsevier, London
9. 2004 Pescatello & Roth Exercise Genomics Humana Press
10. 2014 Kasnauskienė J. Viso žmogaus genomo analizės metodai. Mokomoji knyga. VU Vilnius
Papildoma literatūra
1. 2001 Gailiūnienė A., Milašius K. Sporto biochemija Vilnius,.LSIC
2. 2015 Oral O, Zusa A, Sevuk M, Tirpan M. Kinesiogenomics: The Genomic Era in Kinesiology International Journal of Science Culture and Sport DOI:10.14486/ijscs440
3. 2017 Pickering C. and Kiely J. Understanding Personalized Training Responses: Can Genetic Assessment Help? The Open Sports Sciences Journal DOI:10.2174/1875399X01710010191
4. 2018 Czarnik-Kwaśniak J., Kwaśniak K., Tabarkiewicz J. How genetic predispositions may have impact on injury and success in sport.
5. Journal of Human Kinetics Eur J Clin Exp Med. DOI: 10.15584/ejcem.2018.4.16
Human Kinetics E-Books/Textbooks e-šaltinis http://www.johk.pl/;
www.humankinetics.com/;
https://uk.humankinetics.com/collections/e-book-textbooks