РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ПО КУРСУ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ХИМИИ
Введение
Целью и задачами курсу “Биохимия” является формирование у будущего врача фундаментальных знаний по химическм основам жизни, молекулярным основам физиологических функций органов и систем организма человека, понимание биохимических механизмов нарушений деятельности органов, обоснование выбора направлений лабораторной диагностики патологического состояния, создание научной базы представлений о метаболической терапии.
СТРУКТУРА И ФУНКЦИИ БЕЛКОВ
Биологические функции белков. Химический состав белков. Функциональная характеристика аминокислот. Современные методы определения аминокислотного состава белков. Классификация аминокислот.
Современные представления о разной структурной организации белков и типы химических связей, что их образовывают и стабилизируют. Доменная структура белков.
Электрохимические, молекулярно-кинетическое и оптическое свойства белковых растворов. Денатурация белков, изменения обратимые и необратимые, их значение в развитии патологического состояния клеток и органов.
Классификация белков. Простые белки. Классификация сложных белков, их распространение, особенности строения, роль в организме.
ФЕРМЕНТЫ
Химическая природа ферментов. Функционально активные центры ферментов. Общие свойства ферментов, специфичность действия (виды специфичности). Механизм действия ферментов. Зависимость скорости ферментативных реакций от pH, температуры, концентрации фермента, субстрата (кинетика Михаэлиса-Ментен). Единицы ферментатавної активности. Кофакторы ферментов. Водорастворимые витамины как кофакторы ферментов (аскорбиновая кислота, биотин, фолиевая кислота, кобаламин, тиамин, пантотеновая кислота, пиридоксин, рибофлавин, никотинамид). Изоферменты. Уровни структурной организации ферментов (мультиферментные комплексы, ферментные ансамбли, полифункциональные ферменты, как супердомены). Международная классификация и номенклатура ферментов
Регуляция активности ферментов. Аллостерическая регуляция активности ферментов. Ингибиторы ферментов (обратимые, необратимые, конкурентные, неконкурентные). Применение ферментов и ингибиторов ферментов в медицине. Понятие об изменениях активности отдельных ферментов в связи с биологическим возрастом. Общие представления о ензимопатии, ензимодіагностике и ензимотерапии. Иммобилизованные ферменты.
МОЛЕКУЛЯРНЫЕ ОСНОВЫ БИОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ И ОБЩИХ ПУТЕЙ КАТАБОЛИЗМА В ОРГАНИЗМЕ ЧЕЛОВЕКА.
Понятие о катаболизме и анаболизме, соотношение этих процессов. Современные представления об общих принципах биологической термодинамики. Общая характеристика макроэргических соединений и направления использования их в организме человека. Принципы двух основных биоэнергетических путей фосфорилювання - субстратного и окислительного. Современные представления о механизме тканевого дыхания. Надмолекулярная организация систем тканевого дыхания - цепи переноса электронов при окислительному фосфорилировании в митохондриях. Хемиосмотическая гипотеза П. Митчелла. Современные дополнения и невыясненный вопрос механизма окислительного фосфорилирования в митохондриях. Ингибиторы переноса электронов в дыхательной цепи. Разъединение окисления и фосфорилирования при патологических состояниях.
Схема специфических и общих путей катаболизма белков, липидов и углеводов. Окислительное декарбоксилирование ПВК, состав пируватдегидрогеназного комплекса . Цикл лимонной кислоты: локализация, последовательность реакций ферменты и биологическая роль. Регуляция активности. Связь с тканевым дыханием.
ОБМЕН УГЛЕВОДОВ
Преобразование углеводов в желудочно-кишечном тракте в норме и при патологии.
Общая схема источников и путей превращения глюкозы в организме. Катаболизм глюкозы. Гликолиз: последовательность реакций, ферменты, биологическое значение, локализация процесса. Анаэробный и аэробный распад глюкозы, их биологическое значение. Гликолитичесая оксидоредукция. Челночные системы транспорта водорода в митохондрии. Пентозофосфатный цикл. Вовлечение других углеводов в гликолитический распад. Энергетика окисления углеводов.
Биосинтез углеводов (глюконеогенез, синтез гликогена). Мобилизация гликогена в тканях. Гликогенозы. Регуляция метаболизма углеводов (уровни регуляции, реципроктность). Нарушение обмена углеводов (энзимопатии, гипо - и гипергликемии, нарушение при сахарном диабете). Методы диагностики. Гликозилированные белки, ферменты углеводного метаболизма в ферментодиагностике.
ОБМЕН ЛИПИДОВ
Биохимические процессы при пищеварении липидов и особенности всасывания продуктов гидролиза пищевых липидов. Желчные кислоты. Липопротеины крови, их роль в транспорте липидов. Нарушение биохимических процессов при пищеварении и транспорте. Окисление липидов (b, a, w - окисление). Перекиснет окисление липидов. Особенности окисления ненасыщенных жирных кислот и кислот с непарным числом углеродних атомов. Окисление триацилглицеридов, фосфолипидов, сфинголипидов, стероидов; биоэнергетика процесса. Окисление полиенових жирных кислот с образованием внутриклеточных регуляторов метаболизма - простагландинов, тромбоксанов, лейкотриенов. Кетоновые тела, их биологическая роль. Биосинтез липидов, особенности синтазной системы. Синтез триацилглицеридов, фосфолипидов, сфинголипидов, стероидов. Регуляция метаболизма липидов. Взаимосвязи обмена липидов и углеводов. Биологическая роль незаменимых жирных кислот. Нарушение обмена липидов (энзимопатии, гиперлипопротеинемии), методы диагностики. Факторы риска развития атеросклероза
ОБМЕН БЕЛКОВ И АМИНОКИСЛОТ
Преобразование белков в пищеварительном тракте. Субстратная специфичность протеиназ. Роль НCl желудочного сока и механизм её образования. Ингибиторы протеиназ. Процесс всасывания аминокислот. Образование токсичных продуктов при гниении белков и их обезвреживание в печени. Динамическое состояние белков в организме. Расписание аминокислот (декарбоксилирования, образование биогенных аминов, трансаминирование, дезаминирование, цикл мочевины, связь орнитинового цикла с циклом трикарбонових кислот, нарушение образования и вывод мочевины расписание углеродного скелета). Особенности обмена отдельных аминокислот. Обмен циклических аминокислот (фенилаланина, тирозина, триптофана) и его нарушение. Обмен серусодержащих аминокислот, его нарушение. Энзимопатии метаболизма аминокислот.
СТРУКТУРА, ФУНКЦИИ И ОБМЕН НУКЛЕОТИДОВ И НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ
Преобразование нуклеиновых кислот при пищеварении. Биологическая роль нуклеотидов и их обмен. Расписание пуринов и пиримидинов, пути использования и вывод конечных продуктов. Биосинтез пуриновых и пиримидинових нуклеотидов. Нарушение обмена нуклеотидов (гиперурикемия, подагра, болезни Леша-Найхана и др.).
МАТРИЧНЫЕ СИНТЕЗЫ
Биосинтез РНК и ДНК. Репликация и транскрипция (этапы, ферменты и факторы процессов). Особенности процессов у про - и эукариот. Восстановление повреждённой ДНК - репарация ДНК. Мутагенез. Процессинг и сплайсинг РНК. Обратная транскрипция как принципиальный механизм реализации генетической информации онковирусов и вируса СПИДа. Регуляция репликации и транскрипции. Возможные механизмы возникновения и развития наследственных заболеваний. Принципы их лабораторной диагностики
Биосинтез белка (стадии трансляции, регуляция трансляции). Посттрансляционная модификация белков. Ингибиторы биосинтеза белка. Регуляция биосинтеза белка.
Нарушение обмена нуклеиновых кислот и биосинтеза белка. Генетические заболевания. Небелковые азотные соединения. Методы диагностики.
ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ РЕГУЛЯЦИИ МЕТАБОЛИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В ОРГАНИЗМЕ ЧЕЛОВЕКА. ГОРМОНЫ
Биохимическая организация иерархических уровней регуляции - нервного, гуморального, клеточного. Основные механизмы регуляции. Биохимические, рецепторные системы клеточных мембран и их роль в регуляции и интеграции клеточных метаболизмов. Роль АТФ, ГТФ, АМФ, НАДФ, ацетил-Коа в регуляции активности разных видов веществ.
Гормональная регуляция как механизм внутриклеточной, межклеточной, межорганной координации обмена веществ. Классификация гормонов. Воображение о системе вторичных посредников реализации гормональных эффектов.
Строение, метаболизм, влияние на обмен веществ и механизм действия отдельных гормонов (факторы гипоталамусу, тропные гормоны гипофизу, гормоны щитовидной железы, гормоны мозговой и пробковой частей надпочечных желез,, гормоны половых желез, гормоны поджелудочной железы). Возможные причины гипо - и гиперфункций эндокринных желез и их метаболические следствия, принципы определения гормонов в биологических жидкостях. Понятие о применении гормональных препаратов в медицине.
Низкомолекулярные пептиды как новый класс биорегуляторов. Экзогенные и эндогенные токсичные пептиды.
Простагландины, их роль в регуляции метаболизма; тромбоксаны и простациклины; лейкотриены и их роль в механизмах сократительной реакции гладкой мускулатуры, развития реакции воспаления.
БИОХИМИЯ КРОВИ
Кровь как внутренняя среда организма. Химический состав крови. Буферные системы крови и механизм их действия. Современные показатели кислотно-щелочного состояния и нарушение (алакалозы, ацидозы). Биохимические основы усадки крови и противосвёртывающие системы. Дыхательная функция крови. Метаболизм гемоглобина и его нарушение. Образование желчных пигментов, их определение в крови и мочи. Белки плазмы крови (альбумины, глобулины, липопротеины, фибриноген, гаптоглобин и др.) Гипо - и гиперпротеинемии, диспротеинемии, парапротеинемии. Определение белков плазмы крови. Ферменты сыворотки крови. Особенности метаболизма в эритроцитах.
БИОХИМИЯ ПЕЧЕНИ
ВЗАИМООТНОШЕНИЯ МЕТАБОЛИЗМОВ УГЛЕВОДОВ, ЛИПИДОВ, НУКЛЕИНОВИХ КИСЛОТ И БЕЛКОВ
Биохимический состав печени. Основные функции: пластическая, накопительная, энергетическая, обезвреживающая. Роль печени в поддержании и обеспечении гомеостаза организма. Регуляция функциональной активности печени. Механизм регуляции образования и выделение желчи. Клинико-биохимические тесты в диагностике заболеваний печени.
БИОХИМИЯ ПОЧЕК. ВОДНО-ЭЛЕКТРОЛИТНЫЙ ОБМЕН
Характеристика обмена веществ кирковой и мозговой частей почек. Механизм фильтрации, реабсорбции, екскреции различных веществ, концентрирование и разведение мочи. Представление о клиренсе. Водный баланс человека. Электролитный состав жидкостей организма. Трансмембранный градиент натрия и калия, его функции. Механизм регуляции объёма воды, электролитного состава и pH жидкостей организма. Физико-химические свойства мочи. Значение анализа мочи в клинике. Биохимические показатели мочи при некоторых заболеваниях и синдромах
БИОХИМИЯ МЫШЦ
Биохимический состав мышц. Биохимические механизмы сокращения и расслабление мышечного волокна, роль фосфатной модификации л`гких цепей миозина и белков тропонинового комплекса в регуляции сокращения мышц. Особенности сократительной функции кардиомиоцитов. Энергетическое обеспечение систолы и диастолы. Роль креатинфосфата и креатинфосфокиназ. Особенности белков гладкой мускулатуры. Экстрактивные вещества мышц, азотистые и безазотистые. Биохимические тесты в диагностике заболеваний миокарду и скелетных мышц
БИОХИМИЯ СОЕДИНИТЕЛЬНОЙ ТКАНИ
Биохимическая характеристика компонентов (фибриллярные структуры, межклеточное вещество). Коллаген и эластин, образование фибриллярных структур. Гликозаминогликаны, протеогликаны и белки межклеточной среды. Химический состав костей, биохимия процесса минерализации. Нарушения обмена соединительной ткани, биохимические тесты при диагностике заболеваний соединительной ткани.
БИОХИМИЯ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ
Особенности структуры и химического состава нервной системы. Нейроспецифические белки. Нейропептиды, низкомолекулярные азотистые вещества - медиаторы. Структура синапсов. Передача нервного импульса. Энергетический обмен в мозге. Особенности аминокислотного состава мозга. Центральная роль системы глутаминовой кислоты. Образование аммиака и пути его обезвреживания. Нейрохимические основы базисных состояний и функций мозга. Биохимические основы кратковременной и долговременной памяти. Лабораторные тесты диагностике заболеваний центральной и периферийной нервной системы.
Литература.
1. сновы биохимии. В 3-х т. М: Мир, 1985.
2. и др. Биохимия человека. В 2-х т. М Мир, 1993
3. иохимия. В 3-х т. М: Мир, 1980.
4. Николаев химия. М: Высшая школа, 1989.
5. , Коровкин химия. М: Медицина, 1982.
6. Тюкавкина химия. М: Медицина, 1991.
7. Лабораторные методы исследования в клинике. Под ред. .
М: Медицина, 1987.
8. Ошибки в лабораторной диагностике. Под ред. . К: Здоровья, 1990.
9. овременные воззрения в биохимии. М: Мир, 1987.
10. Мак-бмен веществ у человека. М.: Мир, 1980.
11. сновы биохимии патологических процессов. М.: Медицина, 1985.
12. сновы клинической биохимии в клинике внутренних
болезней. Прага: Мед. лит-ра, 1967.
