Zagadnienia - Wydział Lekarski

Tematyka zajęć z biochemii dla studentów II roku Wydziału Lekarskiego PAM
Semestr zimowy.
Obowiązujący podręcznik: Biochemia Harpera. Robert K. Murray i wsp. Wydanie VI
uaktualnione.
Podręcznik uzupełniający: Biochemia kliniczna. Pod redakcją S. Angielskiego i J.
Rogulskiego. Wydanie 1991.
1. Aminokwasy i białka: struktura molekularna, właściwości
Budowa i właściwości aminokwasów. Punkt izoelektryczny aminokwasów. Znaczenie biomedyczne
aminokwasów. Znaczenie biomedyczne peptydów. Klasyfikacja i nomenklatura peptydów. Znaczenie
biomedyczne białek. Klasyfikacja białek. Struktury białek: pierwszorzędowa, drugorzędowa,
trzeciorzędowa i czwartorzędowa. Wiązania stabilizujące struktury białek: wiązania mocne i wiązania słabe.
Właściwości białek. Punkt izoelektryczny białka. Fałdowanie białek. Konsekwencje patologiczne
zaburzenia prawidłowej struktury białek. Charakterystyczne cechy struktury kolagenu. Zaburzenia w
dojrzewaniu kolagenu. Potranslacyjne modyfikacje białek. Rozdział 3, 5.
2. Nukleotydy. Struktura i funkcja kwasów nukleinowych.
Znaczenie biomedyczne. Struktura puryn, pirymidyn, nukleozydów i nukleotydów. Fizjologiczne funkcje
nukleotydów. Syntetyczne analogi nukleotydów. Polinukleotydy. Znaczenie biomedyczne kwasów
nukleinowych. Struktura i funkcje DNA. Struktura i funkcje RNA. Różne rodzaje RNA i ich funkcje.
Ciałka P. Nukleazy. Rozdział 32, 34.
3. Biosynteza białka
Znaczenie biomedyczne. Charakterystyka kodu genetycznego. Cechy kodu genetycznego. Hipoteza
tolerancji. Rodzaje mutacji i ich skutki. Rola syntetaz aminoacylo-tRNA. Rola różnych rodzajów RNA w
biosyntezie białek. Etapy biosyntezy białka: inicjacja, elongacja i terminacja. Rola „czapeczki” i „ogona”
mRNA w inicjacji translacji. Regulacja szybkości etapu inicjacji translacji. Modyfikacje potranslacyjne
białek. Wpływ antybiotyków na syntezę białek. Rozdział 37.
4. Enzymy: właściwości ogólne i kinetyka reakcji enzymatycznych
Znaczenie biomedyczne enzymów. Klasyfikacja i nomenklatura enzymów. Koenzymy, kofaktory i grupy
prostetyczne. Znaczenie jonów metali w wiązaniu substratu i katalizie. Metaloenzymy i enzymy
aktywowane przez metale. Rodzaje katalizy. Izoenzymy: właściwości i znaczenie w diagnostyce
enzymologicznej. Funkcjonalne i niefunkcjonalne enzymy osocza. Rybozymy. Teoria stanu przejściowego.
Swoistość reakcji enzymatycznych. Szybkość reakcji enzymatycznej. Czynniki wpływające na zmiany
szybkości reakcji enzymatycznej. Kinetyka katalizy enzymatycznej. Miejsce aktywne i miejsce
allosteryczne: budowa i znaczenie. Równania Michaelisa-Menten i Hilla. Inhibicja reakcji enzymatycznych:
hamowanie kompetycyjne i niekompetycyjne. Trucizny enzymów. Mechanizmy reakcji enzymatycznych.
Rozdział 7, 8.
5. Enzymy: mechanizmy działania i regulacja aktywności
Znaczenie biomedyczne. Regulacja przepływu metabolitów. Kompartmentacja enzymów. „Etapy
kontrolujące” szlaków metabolicznych. Mechanizmy regulujące aktywność enzymów: zmiany ilości
enzymu, zmiany wielkości puli reagujących związków, zmiany sprawności katalitycznej enzymu.
Kompleksy wieloenzymatyczne. Efektory allosteryczne. Sprzężenie zwrotne, modyfikacje kowalencyjne i
ograniczona proteoliza w regulacji aktywności enzymatycznej. Enzymy konstytutywne i indukowane.
Indukcja i represja enzymów. Model operonu. Induktory i represory. Induktory gratisowe. Rozdział 9 , 38
do str. 462 ( do „ Przełącznik genetyczny....”)
6. Białka pokarmowe. Trawienie białka. Wchłanianie aminokwasów
Wartość biologiczna białka: białka pełnowartościowe, częściowo niepełnowartościowe i
niepełnowartościowe. Bilans azotowy organizmu. Zapotrzebowanie na aminokwasy i białka. Trawienie
białek. Swoistość proteaz soków trawiennych. Wytwarzanie kwasu solnego. Znaczenie kwasu solnego i
enzymów proteolitycznych w trawieniu białek. Regulacja aktywności proteaz. Mechanizmy wchłaniania
aminokwasów. Znaczenie bakterii jelitowych w procesach gnilnych i fermentacyjnych. Marazm,
kwashiorkor, kacheksja. Rozdział 43 (wszystko o białkach) i rozdział 5 ze skryptu.
7. Białka osocza, biochemia immunoglobulin
Znaczenie biomedyczne białek osocza. Podział i funkcje białek osocza. Właściwości białek osocza.
Znaczenie białek osocza w transporcie substancji hydrofobowych. Ciśnienie onkotyczne w warunkach
fizjologii i patologii. Białka ostrej fazy. Amyloidozy. Immunoglobuliny: nomenklatura i funkcja w
mechanizmach obronnych organizmu. Struktura immunoglobulin. Rola fragmentów Fab i Fc.
Charakterystyka klas immunoglobulin. Zmiany klasy tworzonych przeciwciał. Układ dopełniacza. Rozdział
49 (oprócz metabolizmu żelaza)
8. Biosynteza aminokwasów endogennych. Przemiana aminokwasów w wyspecjalizowane produkty.
Znaczenie biomedyczne. Aminokwasy endogenne i egzogenne. Szlaki biosyntezy aminokwasów
endogennych. Przekształcanie L-α-aminokwasów w wyspecjalizowane produkty. Przekształcanie ni-αaminokwasów w wyspecjalizowane produkty . Fizjologicznie znaczenie metabolitów pochodzących z
aminokwasów. Rozdział 27, 30.
9. Katabolizm azotu aminokwasów
Znaczenie biomedyczne. Turnover białek. Okres półtrwania białek. ATP-niezależna degradacja białek.
ATP i ubikwityno-zależna degradacja białek. Międzynarządowa wymiana aminokwasów. Reakcje
deaminacji, deamidacji i transaminacji: przebieg i lokalizacja narządowa. Reakcje uwalniające amoniak.
Komórkowe mechanizmy wiązania i detoksykacji amoniaku. Rola dehydrogenazy glutaminianowej w
wątrobie, mózgu i nerkach. Udział wątroby i mięśni w gospodarce azotowej ustroju: cykl purynowy i cykl
alaninowy. Cykl mocznikowy. Zaburzenia metaboliczne związane z reakcjami cyklu mocznikowego.
Rozdział 28.
10. Cykl kwasu cytrynowego.
Znaczenie biomedyczne procesów uzyskiwania i magazynowania energii w komórce. Entropia,
entalpia, reakxje egzo- i endoergiczne. Wysokoenergetyczne fosforany. Wysokoenergetyczne fosforany
jako”waluta energetyczna” komórki. Znaczenie biomedyczne cyklu Krebsa. Charakterystyka reakcji cyklu
kwasu cytrynowego i ich regulacja. Bilans energetyczny cyklu kwasu cytrynowego. Rola witamin w cyklu
Krebsa. Amfiboliczny charakter cyklu kwasu cytrynowego. Rozdział 11, 17.
11. Utlenianie biologiczne. Łańcuch oddechowy
Znaczenie biomedyczne utleniania biologicznego. Potencjał redox. Charakterystyka oksydaz,
dehydrogenaz, hydroksyperoksydaz, oksygenaz. Reaktywne formy tlenu. Toksyczność tlenu. Swoista rola
katalazy, peroksydaz i dysmutazy ponadtlenkowej. Znaczenie biomedyczne łańcucha oddechowego.
Charakterystyka składników łańcucha oddechowego. Cykl CoQ. Transport elektronów w łańcuchu
oddechowym.. Znaczenie pomp protonowych i gradientu elektrochemicznego. Mechanizm produkcji ATP
przez ATP syntazę. Kontrola oddychania. Trucizny łańcucha oddechowego. Znaczenie związków
rozprzęgającyh. Układy przenośnikowe w błonie mitochondrialnej. Przenoszenie różnych metabolitów
przez wewnętrzną błonę mitochondrialną. Rozdział 12, 13.
12. Równowaga kwasowo – zasadowa w warunkach fizjologii: regulacja płucna
Fizykochemiczne podstawy równowagi kwasowo-zasadowej – definicja kwasów i zasad,
stała dysocjacji, pH. Definicja buforów, równanie Hendersona-Hasselbalcha. Bufory płynów ustrojowych.
Mechanizmy buforowania kwasów i zasad w ustroju. Pojemność buforowa ustroju. Udział układu
oddechowego w utrzymywaniu homeostazy kwasowo-zasadowej. Ciśnienie parcjalne dwutlenku węgla.
Angielski – str. 570 - 590
13. Równowaga kwasowo – zasadowa w warunkach fizjologii: regulacja nerkowa
Udział nerek w utrzymywaniu homeostazy kwasowo-zasadowej. Mechanizmy reabsorpcji i regeneracji
wodorowęglanów w kanalikach nerkowych. Mechanizmy usuwania nadmiaru jonów wodorowych. Bufory
moczu. Wytwarzanie kwaśności miareczkowej i pH moczu. Amoniogeneza nerkowa.
Angielski str. 599 – 609.
14. Metabolizm glikogenu i cukry pokarmowe
Węglowodany o znaczeniu fizjologicznym. Synteza glikogenu: glikogeneza. Rozpad glikogenu:
glikogenoliza. Regulacja metaboliczna i hormonalna procesów glikogenezy i glikogenolizy. Różnice w
regulacji metabolizmu glikogenu w mięśniach i wątrobie. Zaburzenia związane z metabolizmem glikogenu.
Rozdział 14, 19
15. Metabolizm glukozy
Synteza glukozy: glukoneogeneza. Substraty glukoneogenezy. Cykl kwasu mlekowego. Cykl alanina –
glukoza. Regulacja metaboliczna i hormonalna glukoneogenezy. Rola glukoneogenezy w kontrolowaniu
stężenia glukozy we krwi. Utlenianie glukozy: glikoliza. Regulacja metaboliczna i hormonalna glikolizy.
Znaczenie utleniania glukozy w warunkach tlenowych i beztlenowych. Bilans energetyczny glikolizy i
tlenowego spalania glukozy.
Rozdaiał 18, 20 do str. 211 ( do „ Stężenie glukozy we krwi....”)
16. Szlak pentozofosforanowy. Szlak kwasu uronowego. Metabolizm fruktozy
i galaktozy
Rola fizjologiczna i lokalizacja tkankowa szlaku pentozofosforanowego. Charakterystyka poszczególnych
reakcji szlaku pentozofosforanowego. Regulacja hormonalna szlaku pentozofosforanowego. Szlak kwasu
uronowego i rola aktywnego glukuronianu. Metabolizm fruktozy. Metabolizm galaktozy. Defekty
metabolizmu fruktozy i galaktozy.
Rozdział 21
17. Tkankowy metabolizm glukozy
Trawienie i wchłanianie węglowodanów. Okres resorpcyjny i poresorpcyjny w gospodarce
węglowodanowej. Transport glukozy do tkanek: tkanki insulinozależne i insulinoniezależne. Udział
wątroby, tkanki tłuszczowej, mózgu, erytrocytów, mięśni i nerek w metabolizmie glukozy. Normoglikemia,
hiperglikemia, hipoglikemia, glukozuria. Zaburzenia metabolizmu glukozy w cukrzycy. Powtórzenie
węglowodanów (bez wzorów)
Rozdział 20 od str. 211 do 216, 43 (wszystko dotyczące węglowodanów) ; Angielski str. 237 – 245,
283 – 290
18. Trawienie i wchłanianie lipidów. Lipidy o znaczeniu fizjologicznym
Występowanie lipidów w diecie. Trawienie lipidów w przewodzie pokarmowym: znaczenie poszczególnych
enzymów. Wchłanianie produktów trawienia lipidów. Procesy emulsyfikacji i micelizacji. Szlak
monoacyloglicerolowy. Udział glukozy we wchłanianiu lipidów. Lipidy o znaczeniu fizjologicznym –
klasyfikacja, budowa, funkcja.
Rozdział 15, 43 (wszystko o lipidach)
19. Transport i magazynowanie lipidów. Lipoproteiny
Rola lipoprotein w transporcie i metabolizmie lipidów. Klasy apolipoprotein. Frakcje lipoprotein i ich
metabolizm. Rola receptorów w metabolizmie lipoprotein. Udział wątroby i tkanki tłuszczowej w
metabolizmie lipoprotein. Wątrobowa konwersja materiału węglowodanowego w lipidowy. Lipoliza
wewnątrznaczyniowa i wewnątrzkomórkowa. Rozdział 25 do str. 274 ( do „Aspekty kliniczne...”)
20. Metabolizm kwasów tłuszczowych
Biosynteza kwasów tłuszczowych: lipogeneza. Lokalizacja i regulacja lipogenezy. Katabolizm kwasów
tłuszczowych: -oksydacja. Lokalizacja i regulacja -oksydacji. Bilans energetyczny utleniania kwasów
tłuszczowych. Osoczowy transport wolnych kwasów tłuszczowych. Transport kwasów tłuszczowych przez
błony komórkowe i mitochondrialne. Niezbędne nienasycone kwasy tłuszczowe. Ikozanoidy.
Biosynteza acylogliceroli i fosfolipidów.
Rozdział 22 do str. 232 ( do „Utlenianie nienasyconych......”), 23 do str. 249 ( do „ Jednonienasycone
kwsy tłuszczowe....) , 24 do str. 260 (do „Biosynteza glicerofosfolipidów eterowych”, str. 261 – 262
( podrozdział „Fosfolipazy umożliwiają...”).
21. Tkankowy metabolizm kwasów tłuszczowych
Okres resporpcyjny i poresorpcyjny w gospodarce lipidowej. Rola tkanki tłuszczowej w metabolizmie
kwasów tłuszczowych. Magazynowanie i rozpad triacylogliceroli w tkance tłuszczowej: regulacja
hormonalna. Rola wątroby w transporcie i metabolizmie lipidów. Metabolizm kwasów tłuszczowych w
głodzie i cukrzycy. Ketogeneza: lokalizacja tkankowa i subkomórkowa. Regulacja ketogenezy. Ciała
ketonowe. Ketoliza.
Rozdział 22 od str. 233 (od „Ketogeneza zachodzi...”) do końca, 25 od str. 274 ( od „Aspekty
kliniczne”) do końca. Powtórzenie lipidów (bez wzorów)
22. Regulacja hormonalna gospodarki węglowodanowo-lipidowej. Biochemia hormonów
trzustkowych
Insulina: struktura molekularna, synteza, sekrecja, biodegradacja. Metaboliczna i hormonalna regulacja
sekrecji insuliny. Receptor insulinowy.
Glukagon: struktura, synteza, sekrecja. Oś jelitowo-trzustkowa. Enteroglukagon
Metaboliczna aktywność insuliny i glukagonu.
Rozdział 51 w wydaniu V „Biochemii Harpera” (żółty)
23. Hormony tarczycy i rdzenia nadnerczy
Harper – wydanie 25. Rozdział 46 i 49.
24. Metabolizm cholesterolu i kwasów żółciowych
Źródła pokarmowe cholesterolu. Regulacja wchłaniania cholesterolu. Biosynteza cholesterolu i jej
regulacja. Rola wątroby w obrocie metabolicznym cholesterolu. Katabolizm cholesterolu – synteza kwasów
żółciowych. Kwasy żółciowe pierwotne i wtórne. Krążenie jelitowo-wątrobowe kwasów żółciowych.
Rozdział 26 bez ryc. 26-3. Powtórzenie lipoprotein
25. Biochemia hormonów steroidowych. Hormony kory nadnerczy i hormony gonadalne
Cholesterol jako prekursor hormonów steroidowych. Hormony kory nadnercza: mineralokortykosteroidy i
glukokortykosteroidy. Hormony gonadalne: gestageny, estrogeny i androgeny. Synteza hormonów
steroidowych. Działania metaboliczne hormonów steroidowych.
Rozdział 41 str. 535 ( od „Różnorodność działania...”) do str. 544 (do „ 1,25(OH)2D3 (kalcytriol),
od str. 554 (od „Niektóre hormony ...”) do końca.
26. Metabolizm porfiryn. Barwniki żółciowe. Metabolizm żelaza
Biosynteza układu porfirynowego. Hemoproteiny i żelazoproteiny. Synteza hemu. Degradacja hemu.
Porfirie. Bilirubina: transport, metabolizm w wątrobie, wydzielanie do żółci, metabolizm w jelicie.
Sterkobilinogen i urobilinogen. Różnicowanie hiperbilirubinemii. Źródła pokarmowe żelaza. Wchłanianie
żelaza. Osoczowy transport żelaza i jego dystrybucja w organizmie. Rola transferryny i ferrytyny. Całkowita
zdolność wiązania żelaza.
Rozdział 31, 49 (wszystko o metabolizmie żelaza)
27. Biochemia wątroby
Centralna rola wątroby w metabolizmie białek, węglowodanów i lipidów. Detoksykacje wątrobowe.
Metabolizm ksenobiotyków w wątrobie. Próby czynnościowe oparte na metabolicznych funkcjach wątroby.
Rozdział 52. Angielski str. 699 – 730
28. Witaminy
Podział witamin: witaminy rozpuszczalne w tłuszczach i w wodzie. Metabolizm witamin. Zaburzenia
metaboliczne związane z hipo- lub hiperwitaminozami.
Rozdział 44