program WF

SZCZEGÓŁOWY PROGRAM NAUCZANIA BIOCHEMII NA STUDIACH DZIENNYCH,
KIERUNEK WYCHOWANIE FIZYCZNE W AWFiS GDAŃSK
Punkt 1
a) ATP, jako bezpośrednie źródło energii do pracy mięśnia. Hydroliza ATP
i regulacja tego procesu przez zmiany stężeń wapnia. Rola retikulum
sarkoplazmatycznego w regulacji skurczu mięśnia. Resynteza ATP, jako warunek
kontynuacji pracy mięśnia.
b) Pojęcia: enzym, substrat, produkt. Nazewnictwo i podział enzymów. Zależność
szybkości reakcji enzymatycznej od pH środowiska. Witaminy kompleksu B, jako
składnik koenzymów NAD, FAD, TPP, PAL, CoASH. Pojęcie przemian
metabolicznych, jako szeregu reakcji katalizowanych przez różne enzymy.
c) Aminokwasy, wzór ogólny i charakterystyczne grupy. Białka pokarmowe, jako
źródło aminokwasów. Wiązanie peptydowe i jego hydroliza. Hydroliza białek
w przewodzie pokarmowym człowieka. Aminokwasy endo i egzogenne.
Aminokwasy rozgałęzione, jako przykład aminokwasów egzogennych. Przemiana
azotu aminowego w mocznik. Bilans azotowy. Charakterystyka białek
pełnowartościowych odżywczo. Różnice w budowie poszczególnych białek.
Znaczenie sekwencji aminokwasów dla właściwości biologicznych białka.
Zależność szybkości reakcji enzymatycznej od ilości enzymu i stężenia substratu.
Fosforylacja i de-fosforylacja białek jak regulator aktywności enzymatycznej.
Punkt 2
Tłuszcze właściwe i ich budowa.
Magazynowanie tłuszczów. Uruchamianie tłuszczów
w czasie wysiłku. Nieaktywna forma lipazy i jej przekształcenie w formę aktywną. Skurcz
mięśni szkieletowych a lipoliza -rola IL-6 i cAMP w tym procesie. Wolne kwasy
tłuszczowe (FFA) i glicerol, jako produkty hydrolizy tłuszczu (lipolizy). Dwa źródła
kwasów tłuszczowych mięśnia: lipoliza tłuszczów w komórce tłuszczowej, oraz lipoliza
tłuszczów wewnątrzmięśniowych (IMTG).
Kwasy tłuszczowe: stearynowy, palmitynowy,
mirystynowy. Aktywacja kwasów tłuszczowych w cytoplazmie komórki mięśniowej.
Wejście acyloCoA do mitochondrionu - rola karnityny.
Związki wysokoenergetyczne
określane, jako aktywne kwasy tłuszczowe: acetyloCoA, czyli aktywny kwas octowy;
mirystyloCoA, czyli aktywny kwas mirystynowy; palmityloCoA, czyli aktywny kwas
palmitynowy; stearyloCoA, czyli aktywny kwas stearynowy; acyloCoA czyli aktywny
kwas tłuszczowy nasycony. Pochodne acyloCoA: enoiloCoA, beta-hydroksyacyloCoA,
beta-ketoacyloCoA.
Punkt 3
Oddychanie tkankowe. Mitochondria i ich budowa. Łańcuch oddechowy i jego
lokalizacja. Synteza H2O na łańcuchu oddechowym i towarzysząca temu resynteza ATP
z ADP i fosforanu. Oksydacyjna fosforylacja. Tworzenie H2O przy współudziale
kompleksów I+III+IV, lub III+IV, lub II+III+IV. Oksydaza cytochromowa jako enzym
odpowiedzialny za zużycie tlenu w trakcie wysiłku.
Punkt 4.
β-oksydacja, jako proces dostarczający pary wodorów na łańcuch oddechowy.
Dehydrogenazy β-oksydacji i ich koenzymy.
β-oksydacja, jako proces dostarczający
acetyloCoA do cyklu Krebsa.
Punkt 5
a) Cykl Krebsa, czyli spalanie cząsteczek acetyloCoA do CO2 i H2O. Cykl Krebsa,
jako źródło wodorów dostarczanych na łańcuch oddechowy. Produkcja CO2
w trakcie wysiłku. Reakcje cyklu Krebsa uwalniające CO2.
b) Bilanse cyklu Krebsa. Obliczanie ilości powstającego ATP, produkowanego CO2
c) i zużywanego przez łańcuch oddechowy tlenu. Łączne bilanse cyklu Krebsa
i oksydacji.
Punkt 6
Pokarmowe źródła glukozy. Budowa sacharozy, laktozy i maltozy. Budowa skrobi
i glikogenu. Hydroliza wielocukrów i dwucukrów w przewodzie pokarmowym człowieka.
Rola insuliny w transporcie glukozy do komórek mięśniowych.
Synteza glikogenu
z glukozy w mięśniach i wątrobie. Metabolizm fruktozy, kwas moczowy jak produkt
metabolizmu fruktozy.
Punkt 7
Metabolizm cukrów w mięśniu w warunkach spoczynku. Pojęcie "tlenowej przemiany
cukrów" i jej etapy:
-przemiana cząsteczek cukrów glikogenu lub glukoz do kwasu pirogronowego
w cytoplazmie komórki mięśniowej. Fosforylacje substratowe towarzyszące tej
przemianie. Tworzenie się NADH i możliwość jego utlenienia poprzez przeniesienie
wodorów do mitochondrium. Układy przenoszące. Przemiana pirogronianu
w acetyloCoA. Reakcja oksydacyjnej dekarboksylacji pirogronianu. Enzym i koenzymy.
Rola TPP.
- utlenianie acetylCoA w cyklu Krebsa
Bilans energetyczny utlenienia cząsteczki
glukozy do CO2 i H2O. Reakcje uwalniające CO2 w trakcie tej przemiany. Reakcje
katalizowane przez dehydrogenazy w trakcie tej przemiany. Udział łańcucha
oddechowego jako akceptora wodorów w poszczególnych etapach tej przemiany.
Zużycie tlenu w poszczególnych etapach tlenowej przemiany cukrów
Punkt 8
Współzależność pomiędzy aktywnością enzymów układów przenoszących wodory
a produkcją kwasu mlekowego przez mięsień. Pojęcia: anaerobic threshold (AT) i onset
of blood lactate accumulation (OBLA). Metoda bezpośrednia i metody pośrednie
pozwalające na obserwację pojawienia się zwiększonych ilości kwasu mlekowego.
Glikogenoliza i glukoneogeneza. Substraty zużywane przez wątrobę w procesie
glukoneogenezy. Możliwość wytwarzania alaniny zamiast mleczanu. Cykle: glukozowomleczanowy i glukozowo-alaninowy.
Punkt 9
Wyrażanie stężenia jonów wodorowych za pomocą skali pH. Wartości pH komórki
mięśniowej i krwi w warunkach spoczynku. Skład BE - bufory krwi. Rola NaHCO3 jako
rezerwy alkalicznej. Obrona ustroju przed zakwaszeniem. Korelacja poziomów BE
z ilością kwasu mlekowego we krwi. Zakwaszenie komórki mięśniowej, jako czynnik
ograniczający zdolność do kontynuowania wysiłku. Zwiększanie zdolności
do wytwarzania i tolerowania mleczanu w wyniku treningu sprinterskiego. Wartości pH
i BE krwi po wysiłku w intensywności beztlenowej kwaso-mlekowej.
Udział pośrednich źródeł energii w wysiłku o intensywności beztlenowej
niekwasomlekowej. Wartości pH i BE krwi po wysiłku w tej intensywności. Dyscypliny
sportowe, w których głównym źródłem energii są fosfageny.
Punkt 10
Aminokwasy, jako substraty translacji. Zależność struktury I-rzędowej białka
od kolejności rybonukleotydów w mRNA. Rola tRNA w procesie translacji. Powstawanie
mRNA - transkrypcja. Enzym, substraty, produkty procesu transkrypcji. Rola DNA
w procesie transkrypcji. Pojęcie ekspresji genu. Regulacja ekspresji genu. Regulacja
procesu powstawania mRNA. Represja i indukcja. Przykłady zależności ilości danego
białka od komórkowego poziomu mRNA dla danego białka.
Punkt 11
Zmiany w ekspresji genów oraz zmiany metaboliczne indukowane treningiem
interwałowym
Punkt 12
Metabolizm żelaza, wpływ wysiłku fizycznego na gospodarkę żelazową. Hepcydyna,
jako hormon regulujący metabolizm żelaza. Nadmierna akumulacja żelaza jak czynnik
ryzyka wielu chorób- rola wysiłku fizycznego.
Punkt 13
Enzymy indukowane treningiem sprinterskim siłowym i wytrzymałościowym. Enzymy
indukowane treningiem wytrzymałościowym – wzrost ilości mitochondriów w mięśniu.
Rola kinazy AMP w regulacji procesu adaptacji do wysiłku fizycznego. Szlaki sygnałowe
aktywowane w warunkach stresu – rola żelaza i reaktywnych form tlenu.
Punkt 14
Reaktywne formy tlenu i wolne rodniki – mechanizm ich powstawania i toksyczności.
Antyoksydanty w diecie oraz enzymy antyoksydacyjne –wpływ aktywności fizycznej.
Punkt 15
Metabolizm witaminy D. Niedobór witaminy D, jako czynnik ryzyka chorób i mniejszej
wydolności fizycznej. Monitorowanie statusu witaminy D u ludzi. Aktywna witamina D,
jako regulator ekspresji genów.
Piśmiennictwo
1. Albert Lehninger, “Biochemia” Państwowe Wydawnictwo Rolnicze i Leśne,1979.
2. Harold A.Harper; Victor W.Rodwell; Peter A.Mayes, “Zarys Chemii Fizjologicznej”
PZWL 1983. 3. Lubert Stryer “Biochemia”, PZWL 1986. 4. Bronisław Filipowicz; Władysław Więckowski, “Biochemia” PWN 1977. 5. Jadwiga Bryła “Regulacja metabolizmu komórki” PWN 1983. 6. Stefan Angielski; Jerzy Rogulski, “Zarys biochemii klinicznej i analityki” PZWL 1982.
7. Bronisław Filipowicz; Władysław Więckowski, “Zarys biochemii” PWN 1978. 8. Peter Karlson “Zarys Biochemii” PWN 1987. 9. Mariusz Zydowo “Biochemia” PZWL 1976. 10. Bronisław Filipowicz “Chemia i życie” Wiedza Powszechna 1981.
W tematyce wysiłku fizycznego polecamy :
Czasopisma takie jak:
Sport Wyczynowy, Biology of Sport, Medycyna Sportowa i inne czasopisma naukowe
dotyczące biochemii sportu