Программа по биологической химии составлена с ориентацией на ее использование в качестве базовой дисциплины для обучения студентов на фармацевтическом факультете
|
|
Скачать 438.21 Kb.
|
 СОСТАВИТЕЛИ: В.А.Куликов, заведующий кафедрой общей и клинической биохимии Учреждения образования «Витебский государственный медицинский университет», кандидат медицинских наук, доцент; Н.Ю.Коневалова, профессор кафедры общей и клинической биохимии Учреждения образования «Витебский государственный медицинский университет», доктор биологических наук, профессор; Л.Г.Орлова, доцент кафедры общей и клинической биохимии Учреждения образования «Витебский государственный медицинский университет», кандидат медицинских наук, доцент РЕЦЕНЗЕНТЫ: Кафедра химии Учреждения образования «Витебская ордена «Знак Почета» государственная академия ветеринарной медицины»; А.А.Чиркин, заведующий кафедрой химии Учреждения образования «Витебский государственный университет имени П.М. Машерова», доктор биологических наук, профессор ^ Кафедрой общей и клинической биохимии Учреждения образования «Витебский государственный медицинский университет» (протокол № 9 от 24 декабря 2009 г); Центральным учебно-методическим Советом Учреждения образования «Витебский государственный медицинский университет» (протокол №2 от 25 февраля 2009 г.); Секцией по специальности 1-79 01 08 – Фармация Учебно-методического объединения вузов Республики Беларусь по медицинскому образованию (протокол №4 от 26 марта 2009 г.) ^ Программа по биологической химии составлена с ориентацией на ее использование в качестве базовой дисциплины для обучения студентов на фармацевтическом факультете. Типовая учебная программа разработана в соответствии с образовательным стандартом Республики Беларусь по специальности 1-79 01 08 Фармация (ОС РБ 1-79 01 08 – 2008), утвержденным постановлением Министерства образования Республики Беларусь № 50 от 12.06.2008 г. и типовым учебным планом (регистрационный номер L 79-004/тип), утвержденным Министерством образования Республики Беларусь 31.03.2008 г. Дисциплина биологическая химия по специальности Фармация включает статическую биохимию, изучающую химический состав живого и строение макромолекул, динамическую биохимию, изучающую молекулярные процессы обмена веществ, функциональную биохимию отдельных органов и тканей и прикладные вопросы биохимии, где рассматриваются принципы биохимической диагностики заболеваний и основы биотрансформации лекарственных средств. Изучение биологической химии необходимо будущему провизору для ориентировки в особенностях обмена веществ в норме и патологии, а также для познания механизма действия различных лекарственных веществ и их превращений в организме. В соответствии с этим ставятся следующие цели и задачи преподавания биологической химии. Основная цель преподавания биологической химии научить студента применять при изучении последующих дисциплин и при профессиональной деятельности сведения о химическом составе и молекулярных процессах в организме человека в состоянии нормы и при патологии, при действии лекарств и ядов, о принципах метаболической терапии. Задачами обучения биологической химии являются: формирование знаний об основных принципах молекулярной организации клетки, ткани, организма; усвоение основных закономерностей метаболических процессов, регуляции метаболизма и его взаимосвязи с функциональной активностью живой системы; формирование знаний о методах биохимических исследований, умения использовать их результаты для оценки состояния здоровья человека; обучение пониманию патогенетических механизмов развития патологических процессов с учетом основных типов наследуемых дефектов метаболизма; приобретение знаний о принципах клинико-лабораторных технологий и навыков работы с ними; формирование знаний о молекулярных основах биотрансформации лекарственных средств в организме человека. В соответствии с этим программа составлена таким образом, что дается переход от структурной организации биомолекул к функциональной биохимии, а затем к прикладным ее разделам. Программа включает следующие разделы:
^ В результате освоения дисциплины студент должен знать: - задачи биохимии. Значение биохимии для фармации и медицины; - значение биохимии для практической работы провизора; - принципы проведения биохимического анализа; - основные этапы развития биохимической науки. Роль отечественных ученых в создании и развитии этой науки; - основы структурной организации важнейших биологических молекул, ее связь с функцией; - структура и функция биологических мембран, органоидов клетки; - основные положения энзимологии. Понятие о строении ферментов, кофакторах, кинетике ферментативных реакций; - теоретические основы определения активности и выделения ферментов; - практическое использование ферментов. Иммобилизованные ферменты, их использование; - основные положения биоэнергетики. Окислительное и фотосинтетическое фосфорилирование; - основные пути метаболизма веществ; - основные особенности метаболизма некоторых органов и тканей. Взаимосвязь обмена веществ с функцией органов и тканей; - основные положения биохимии питания; - биохимические основы регуляции обмена веществ. Роль витаминов, гормонов и нервной системы в этом процессе; - цель и задачи клинической биохимии. Принципы биохимической диагностики заболеваний. Нормальные величины основных клинико-биохимических показателей крови и мочи; - молекулярные основы биосинтеза белков. Принципы регуляции белкового синтеза. Лекарственные препараты как регуляторы белкового синтеза; - понятие о молекулярной патологии. Механизмы возникновения “молекулярных болезней”, принципы их диагностики и лечения; - основные задачи фармацевтической биохимии. Основные пути ферментативного превращения лекарств; - практическое применение методов биохимии в производстве и анализе лекарств. Студент должен уметь: - самостоятельно работать с учебной и справочной литературой; - самостоятельно поставить простейший исследовательский биохимический эксперимент; - работать с приборами при выполнении биохимических исследований: фотоэлектроколориметром, нефелометром, рефрактометром, поляриметром, спектрофотометром, рН-метром, аппаратом для электрофореза и тонкослойной хроматографии; - подобрать условия и определить активность ферментов в биологических объектах; - определить количество белков и фракций в плазме крови и белковых препаратах; - определить содержание некоторых компонентов белкового, углеводного и липидного обменов в крови (мочевина, мочевая кислота, глюкоза, общий белок, общие липиды, фосфолипиды, холестерин и т.д.); - определить содержание витаминов в растительном сырье; - рассчитать результаты анализа и провести математическую обработку результатов; - подобрать примерный набор биохимических определений для анализа крови и мочи при некоторых патологических состояниях (сахарный диабет, патология печени, почек, сердца); - определить по содержанию метаболитов ксенобиотиков в моче путь ферментных превращений данного лекарственного средства и его значение для действия лекарства. В программе учтен опыт аналогичных программ, утвержденных Министерством здравоохранения и медицинской промышленности Российской Федерации, Всероссийским учебно-научно-методическим Центром по непрерывному медицинскому и фармацевтическому образованию, а также опыт преподавания биохимии в других странах. Биохимия служит базовой медико-биологической наукой. В ряде случаев формулировки программы имеют общий характер, без указания конкретных фактов (в тех случаях, когда выбор конкретных примеров для студентов фармацевтического факультета не вызывает затруднений). Поскольку последовательность изложения материала по биохимии не является строго определенной, на конкретных кафедрах возможны равноценные варианты последовательности изложения. Программу следует рассматривать как документ, регламентирующий содержание дисциплины, но оставляющий кафедрам свободу в выборе очередности изложения тем. Это важно и для согласования преподавания биологической химии с календарными планами смежных дисциплин. В программе учтена преемственность преподавания химических и специальных дисциплин. Некоторые разделы, как «Фотосинтез», «Фармацевтическая биохимия», преподаваемые только на фармацевтическом факультете, закладывают основы для дальнейшего изучения профильных дисциплин – фармацевтической и токсикологической химии, фармакогнозии, технологии лекарств, общей и клинической фармакологии. В соответствии с типовым учебным планом по специальности 1-79 01 08 Фармация (утвержден 31.03.2008 г.) преподавание биологической химии осуществляется в течение второго и третьего курса обучения (4 и 5 семестры). Текущий контроль за усвоением знаний, умений и навыков осуществляется на каждом лабораторном занятии, а также на итоговых занятиях по пройденному блоку тем. В четвертом семестре предусмотрен зачет. Аттестация студентов проводится по результатам сдачи экзамена в пятом семестре. На изучение биологической химии отводится 228 часов, из них 152 аудиторных (38 часов лекций и 114 часов лабораторных занятий). ^
^
^ 1.1. Значение биологической химии. Основные биохимические компоненты тканей. Методы биохимических исследований и их клиническое значение Задачи биологической химии. Биологическая химия как наука о молекулярных основах здоровья человека. Важнейшие этапы развития биологической химии. Вклад белорусской школы биохимиков. Особенности методических подходов и уровни биохимических исследований: изучение обмена и энергии, иерархической структурной организации, раздражимости и самовоспроизведения – важнейших признаков живой материи. Молекулярная биология, генная инженерия и биотехнология в выявлении и коррекции нарушений обмена веществ. Место биологической химии в фармацевтическом образовании. Биологическая химия и другие медико-биологические науки. Важнейшие разделы (статическая – биоорганическая химия, динамическая – метаболизм и функциональная биохимия) и направления (в зависимости от вида изучаемого объекта живой природы) биохимии. Питание, окружающая среда и генотип – основные факторы влияния на жизнедеятельность. Биологическая химия, медицина и фармация (клиническая биохимия, лабораторная диагностика, метаболическая терапия). Методы биохимических исследований и их клиническое значение. Элементарный состав клеток и тканей человека. Химический состав клеток и тканей: вода, минеральные вещества, белки, нуклеиновые кислоты, углеводы и липиды. Соотношение биологических мономеров и полимеров в живой клетке. Общие принципы изучения химического состава клеток: выделение и очистка биомолекул, исследование их структуры, изучение функции и метаболизма биомолекул. Уровни изучения биохимических реакций. ^ Белки как важнейший компонент живой ткани. Функции белков. Элементарный состав белков. Гидролиз белков. Аминокислоты – структурные мономеры белков. Строение и классификация аминокислот. Стереоизомерия аминокислот. Физико-химические свойства аминокислот. Методы разделения и обнаружения аминокислот. Протеиногенные и непротеиногенные аминокислоты. Заменимые и незаменимые аминокислоты. Аминокислоты как лекарственные средства. Физико-химические свойства белков. Белки как коллоидные растворы. Нефелометрия. Вязкость белковых растворов и способность к образованию гелей. Диализ. Оптические свойства белков, зависимость от структурных компонентов. Белки как амфотерные макромолекулы. Ионизация белков, электрофорез, изоэлектрическая точка, изоэлектрическое фокусирование. Гидратация белков. Высаливание белков. Буферные свойства белков. Молекулярная масса белков, методы определения. ^ Строение и уровни организации белков. Первичная структура белков, её характеристика. Пептидная связь, ее свойства и методы исследования. Пептиды. Функции в организме. Нейропептиды, пептиды-токсины. Методы разделения и выявления пептидов. Зависимость биологических свойств белков от первичной структуры. Видовая специфичность первичной структуры белков (инсулины разных животных). Конформация полипептидной цепи. Вторичная структура белков. Спиральные, слоисто-складчатые и неупорядоченные структуры. Строение -спирали, -структуры, их особенности и отличия. Связи, стабилизирующие вторичную структуру. Третичная структура, слабые внутримолекулярные взаимодействия в полипептидной цепи; дисульфидные связи. Роль шаперонов, шаперонинов в формировании нативной структуры белка. Глобулярные и фибриллярные белки. Особенности их структурной организации. Денатурация белков; обратимость денатурации, значение денатурации белков в медицине. Четвертичная структура белков. Зависимость биологической активности белков от четвертичной структуры; кооперативные изменения конформации протомеров (на примере гемоглобина в сравнении с миоглобином). Простые белки, представители, краткая характеристика. Способность к специфическим взаимодействиям – основа биологических функций всех белков. Лиганды и функции белков. Комплементарность структуры центра связывания белка структуре лиганда. Обратимость связывания. Самосборка надмолекулярных структур. Сложные белки. Общие представления о структуре и номенклатуре сложных белков, строение простетических групп, типы связей между апобелком и простетической группой. Многообразие структурно и функционально различных белков. ^ Схема и методы выделения и очистки белков: гомогенизация, экстракция, групповое разделение; разделение белков с близкими физико-химическими свойствами по молекулярной массе (ультрацентрифугирование, гель-фильтрация), заряду (электрофорез, ионно-обменная хроматография). Аффинная хроматография. Методы анализа гомогенности белков. Количественное определение суммарных и индивидуальных белков. Различия белкового состава органов. Изменения белкового состава при онтогенезе и болезнях. Белки как лекарственные средства. Искусственный синтез пептидов и белков и его значение для практики. 2. Ферменты^ Понятие о ферментах (энзимах). История развития учения о ферментах. Общие представления о катализе. Основные характеристики действия катализаторов: энергетический барьер реакции, энергия активации, свободная энергия. Сущность действия катализаторов. Сходство и различия химических и биологических катализаторов. Специфичность действия ферментов, её виды. Номенклатура и классификация ферментов. Характеристика классов ферментов. Единицы измерения активности и количества ферментов. Структурно-функциональная организация ферментов. Простые и сложные ферменты-белки. Строение сложных белков-ферментов: апофермент, кофакторы (простетические группы и коферменты). Кофакторы – ионы металлов, органические соединения витаминной и невитаминной природы. Функциональная организация ферментов. Активный центр, его строение и свойства. Аллостерический центр, его значение. Механизм действия ферментов. Стадии ферментативного процесса, их характеристика. Теории “шаблона” и “индуцированного соответствия” в объяснении взаимодействия фермента с субстратом. Молекулярные механизмы стадий ферментативного процесса. Значение сближения и ориентации реагентов в действии фермента. Значение образования переходных комплексов с более низкой энергией активации. Понятие о кислотно-основном и ковалентном катализе. Кинетика ферментативного катализа, её задачи. Зависимость скорости ферментативной реакции от концентрации субстрата. Понятие о порядке реакции. Уравнение Михаэлиса-Ментен. Способы графического изображения. Константы диссоциации (Ks) и Михаэлиса (Km), их определение и значение. Зависимость скорости ферментативных реакций от количества фермента, рН среды, температуры. Значение этой зависимости для функции ферментов в организме. ^ Влияние активаторов на ферментативную реакцию, их виды (катионы, анионы, ферменты ферментов, органические). Ингибиторы ферментов, их деление в зависимости от механизма действия, прочности связывания с ферментом: неспецифические, специфические; необратимые, обратимые. Механизм конкурентного, неконкурентного ингибирования ферментов. Антиметаболиты. Примеры разных видов ингибиторов, их практическое применение в медицине и фармации. Регуляция количества ферментов, конститутивные и адаптивные ферменты. Регуляция активности ферментов, её механизмы: химическая модификация, её виды; аллостерическая регуляция, её типы; кооперативный эффект (симметричная и последовательная модели). Полиферментные комплексы, значение организации ферментов в них. Множественные молекулярные формы ферментов, общие представления о них. Иэоферменты, их роль (лактатдегидрогеназа, креатинкиназа). Иммобилизованные ферменты, их характеристика и использование. Практическое значение ферментов. Источники получения ферментов. Использование ферментов в разных областях народного хозяйства и медицинской практике. Понятие о медицинской энзимологии: энзимодиагностика, энзимотерапия, энзимопатология. Ферменты как лекарственные средства. Ферменты как аналитические реагенты. ^ 3.1. Введение в обмен веществ. Биохимия питания и пищеварения. Строение и функции клеточных мембран Обмен веществ целого организма, его функции. Питание, метаболизм и выделение продуктов метаболизма как этапы обмена веществ. Состав пищи человека. Органические и минеральные вещества. Основные и минорные компоненты. Основные пищевые вещества: углеводы, жиры, белки. Суточная потребность. Энергетическая и биологическая ценность пищи. Незаменимые компоненты пищи: аминокислоты, полиненасыщенные жирные кислоты, витамины, минеральные вещества. Биологически активные пищевые добавки. Нутрицевтики. Механизмы переваривания веществ в желудочно-кишечном тракте. Слюна, желудочный сок, кишечный сок, секрет поджелудочной железы: химический состав, физико-химические свойства и распределение ферментов. Толстый кишечник. Микрофлора кишечника – важный источник витаминов для человека. Гормоноподобные вещества желудочно-кишечного тракта, их участие в регуляции пищеварения. Катаболизм и анаболизм как две стороны метаболизма, их стадии и взаимосвязь. Катаболические, анаболические и амфиболические пути в обмене веществ, их значение. Специфические и общие пути катаболизма. Карта метаболизма. Основные конечные продукты метаболизма: Н2О, углекислый газ, аммиак, мочевина. Другие продукты выделения. Методы изучения обмена веществ: исследования на целом организме, органах, срезах тканей. Гомогенаты тканей, субклеточные структуры. Выделение ферментов и метаболитов и определение последовательности превращения веществ. Изотопные методы. Структурная организация клетки. Функции органелл клетки. Структурная организация биологических мембран, их функции. Характеристика структурных компонентов биологических мембран (белков, липидов, углеводов) – их локализация, содержание, физико-химические свойства, соотношение компонентов. Способы транспорта веществ через мембраны: пассивный транспорт (его варианты), облегченная диффузия, активный транспорт (первичный, вторичный; симпорт и антипорт). Работа Na+,К+-аденозинтрифосфатазы, Са+2 и протонной аденозинтрифосфатазы (АТФ-аза). Везикулярный транспорт. Мембранные белки-рецепторы; трансмембранная передача сигналов в клетку. Повреждение мембран и болезни. Липосомы, получение и использование в медицине и фармации. ^ Различие организмов по используемым источникам углерода, энергии. Аэробные и анаэробные организмы. Энергетические ресурсы клеток. Фазы извлечения энергии из них. Введение в энергетику биохимических реакций. Понятие о полной энергии вещества, свободной энергии, энтропии. Экзергонические и эндергонические реакции; необратимые и обратимые реакции. Низкоэнергетические и высокоэнергетические соединения. Макроэргические фосфаты, их значение в процессах улавливания энергии. Сопряжение эндергонических реакций с экзергоническими, виды сопряжения (немембранные и мембранные). Аденозинтрифосфорная кислота как важнейший аккумулятор и источник энергии, строение. Синтез аденозинтрифосфорной кислоты в процессе фосфорилирования, его виды. Гидролиз аденозинтрифосфорной кислоты; аденилаткиназа. Биологическое окисление как основной путь превращения субстратов в организме. Пути использования O2 в реакциях биологического окисления, их локализация в клетке и значение. Способы окисления: путем дегидрирования (дегидрогеназы, пероксидазы), путем присоединения кислорода (монооксигеназы, диоксигеназы) и посредством образования свободно-радикальных форм кислорода. Дегидрирование субстратов и окисление водорода с образованием воды как источник энергии для синтеза аденозинтрифосфорной кислоты. Митохондрии, структурная организация (наружная и внутренняя мембраны, межмембранное пространство, матрикс). Структура дыхательной цепи. Характеристика переносчиков дыхательной цепи и их организация во внутренней мембране митохондрий. Механизм переноса протонов и электронов переносчиками дыхательной цепи. Термодинамические взаимоотношения переносчиков, каскадные изменения свободной энергии при переносе протонов и электронов по дыхательной цепи. ^ Окислительное фосфорилирование, его количественное выражение – коэффициент Р/О. Образование энергии в дыхательной цепи при переносе протонов и электронов от субстрата к кислороду. Локализация пунктов фосфорилирования. Сопряжение дыхания и фосфорилирования. Гипотезы химического сопряжения, механохимическая, хемиосмотическая. Сущность хемиосмотической теории Митчелла. Избирательная проницаемость митохондриальной мембраны. Трансмембранный электрохимический потенциал как промежуточная форма энергии при окислительном фосфорилировании, механизм его образования при переносе протонов и электронов в дыхательной цепи. Строение и функции протонной аденозинтрифосфат-синтетазы. Дыхательный контроль. Разобщение и ингибирование окислительного фосфорилирования. Терморегуляторная функция тканевого дыхания. Лекарственные средства – разобщители окисления и фосфорилирования, ингибиторы аденозинтрифосфат-синтетазы, ингибиторы дегидрогеназ. ^ Микросомальное окисление. Биологическая роль монооксигеназных систем митохондрий. Роль диоксигеназной системы в обезвреживании ароматических соединений. Свободнорадикальное окисление в клетках. Активные формы кислорода. Цепные реакции перекисного окисления, возможность прекращения процесса путем гашения радикалов. Прооксиданты и антиоксиданты. Роль активных форм кислорода в окислительной модификации молекул. Антиоксиданты как лекарственные средства. Обезвреживание перекиси водорода, образующейся в реакциях окисления. Нарушения энергетического обмена: гипоэнергетические состояния. ^ Катаболизм основных пищевых и депонированных веществ – углеводов, жиров, белков (аминокислот); понятие о специфических путях катаболизма (до образования пирувата из углеводов и большинства аминокислот и до образования ацетил-коэнзима А (ацетил-КоА) из жирных кислот и некоторых аминокислот) и общем пути катаболизма (окисление пирувата и ацетил-КоА). Окислительное декарбоксилирование пировиноградной кислоты: последовательность реакций, строение пируватдегидрогеназного комплекса. Цикл трикарбоновых кислот: последовательность реакций и характеристика ферментов. Связь между общим путем катаболизма и цепью переноса электронов и протонов. Аллостерические механизмы регуляции. Перечень витаминов и витаминоподобных веществ, выполняющих коферментную роль в общем пути катаболизма. Биохимические основы создания сбалансированных поливитаминных препаратов. ^ 4.1. Углеводы. Переваривание углеводов. Основные пути метаболизма глюкозы Основные углеводы пищи и организмов животных. Их содержание в тканях. Биологическая роль углеводов. Переваривание углеводов и всасывание продуктов переваривания. Патология переваривания углеводов. Глюкоза как важнейший метаболит углеводного обмена. Общая схема источников и путей расходования глюкозы в организме. Ключевая роль глюкозо-6-фосфата в метаболизме углеводов. Гликоген как резервный полисахарид животных, его свойства. ^ Катаболизм глюкозы. Анаэробный и аэробный пути распада глюкозы, их общая характеристика, связь процессов. Распад глюкозы до пирувата как специфический путь катаболизма глюкозы, его локализация. Аэробный распад – основной путь катаболизма глюкозы у человека и других аэробных организмов до пирувата в цитозоле с последующим окислительным декарбоксилированием пирувата и окислением ацетил-КоА в митохондриях до воды и углекислоты. Энергетический баланс аэробного окисления молекулы глюкозы. Переключение анаэробного пути распада углеводов на аэробный. Челночные механизмы переноса восстановительных эквивалентов через митохондриалъные мембраны и окисление гликолитического восстановленного никотинамидадениндинуклеотида (НАДН+Н+) в митохондриях. Аллостерические механизмы регуляции аэробного пути распада глюкозы – эффект Пастера. ^ Анаэробный гликолиз, гликолитическая оксидоредукция, пируват как акцептор водорода в гликолизе. Субстратное фосфорилирование. Энергетический баланс анаэробного распада глюкозы. Распределение и физиологическое значение анаэробного распада глюкозы. Спиртовое брожение. Метаболизм этанола в организме, понятие об эндогенном этаноле. Глюконеогенез. Обходные реакции необратимых стадий гликолиза. Регуляторные ферменты глюконеогенеза, биологическая роль процесса. Взаимосвязь гликолиза в мышечной ткани и глюконеогенеза в печени – цикл Кори (глюкозо-лактатный цикл). Пентозофосфатный путь превращения глюкозы, химизм процесса. Окислительная часть процесса (до стадии образования рибулозо-5-фосфата) и неокислительные стадии. Суммарные результаты пентозофосфатного пути: образование восстановленного никотинамидадениндинуклеотидфосфата (НАДФН+Н+) и пентозофосфатов. Роль фосфорибозилпирофосфата. Распространение и биологическая роль процесса. Взаимосвязь пентозофосфатного пути с гликолизом, фотосинтезом. Роль различных путей обмена углеводов в регуляции уровня глюкозы в крови. Углеводы как лекарственные средства. Лекарственные средства, влияющие на энергетический обмен в клетках. ^ Синтез гликогена, химизм процесса. Характеристика гликогенсинтазы. Регуляция синтеза гликогена. Мобилизация гликогена. Гидролитический и фосфоролитический пути. Фосфоролиз как основной путь мобилизации гликогена. Характеристика фосфорилазы. Регуляция мобилизации гликогена. Взаимоотношения между ферментами синтеза и распада гликогена. Роль протеинкиназ и циклического-3',5'-аденозинмонофосфата в синхронизации этих процессов. Наследственная патология синтеза и распада гликогена – гликогенозы и агликогенозы. Превращение фруктозы и галактозы в глюкозу, молекулярная патология этих процессов (фруктоземия, эссенциальная фруктозурия, галактоземия). ^ Фотосинтез. Образование энергии в фотосинтезирующих организмах. Распространение фотосинтеза и его значение для жизни на земле. Виды фотосинтезирующих организмов. Характеристика фотосинтезирующих структур. Пигменты фотосинтеза. Строение хлорофилла “а”. Стадии фотосинтеза. Световая стадия. Характеристика фотосистем I и II, их составные компоненты и функции. Механизм световой стадии. Нециклический и циклический перенос электронов в фотосистемах. Система переносчиков электронов. Образование протонного градиента в тилакоидах. Фотофосфорилирование, его отличие от окислительного фосфорилирования. АТФ-аза, её характеристика. Конечные продукты световой стадии. Темновая стадия, суммарное уравнение. Карбоксилирование рибулозо-1,5-бисфосфата, последовательность реакций до образования 3-фосфоглицеринового альдегида. 3-фосфоглицериновая кислота как первичный продукт темновой стадии. Синтез углеводов в цикле Кальвина. Регуляция фотосинтеза (ингибирующие и активирующие агенты). Бесхлорофильный фотосинтез. ^ 5.1. Классификация и функции липидов. Переваривание и всасывание липидов. Транспорт липидов Функции липидов в живых организмах. Важнейшие липиды тканей человека. Резервные липиды и липиды мембран. Переваривание липидов. Условия, необходимые для переваривания липидов. Желчные кислоты, строение, роль в переваривании липидов и всасывании продуктов расщепления липидов. Панкреатическая липаза и ее активаторы, специфичность действия, Карбоксиэстераза кишечника. Переваривание фосфолипидов фосфолипазами А1, А2, С, Д и эфиров холестерина холестеролэстеразой. Конечные продукты гидролиза липидов, их всасывание. Ресинтез липидов в кишечной стенке. Экзогенный и эндогенный транспорт липидов в организме. Состав и строение транспортных липопротеиновых комплексов, место образования. Липопротеинлипаза, её функции. ^ Окисление глицерина. Химизм, энергобаланс. Активация жирных кислот, транспорт ацил-КоА в митохондрии, роль карнитина. Окисление жирных кислот, энергетика и биологическое значение процесса. Транспорт жирных кислот альбуминами плазмы крови. ^ Синтез высших жирных кислот на полиферментном комплексе – синтетазе жирных кислот. Строение комплекса. Роль малонил-КоА в синтезе, его образование. Роль НАДФН+Н+ в синтезе жирных кислот, источники его образования. Синтез жирных кислот с более длинной углеродной цепью. Синтез нейтрального жира и фосфолипидов, их общие этапы, локализация. Синтез холестерина; -гидрокси--метилглутарил-КоА как промежуточный продукт в синтезе кетоновых тел и холестерина. Образование кетоновых тел и их роль в организме. Гидроксиметилглутарил-КоА-редуктаза, регуляция её активности. Ингибиторы гидроксиметилглутарил-КоА-редуктазы – лекарственные средства, подавляющие биосинтез холестерина. ^ Прямой и обратный транспорт холестерина. Холестерин как предшественник других стероидов. Превращение холестерина в печени в желчные кислоты. Выделение желчных кислот и холестерина из организма. Гиперхолестеринемия и ее причины. Механизм возникновения желчно-каменной болезни (холестериновые камни). Биохимия атеросклероза. Механизм образования атеросклеротических бляшек. Гиперлипопротеинемия, типы. Биохимические основы лечения гиперхолестеринемии и атеросклероза. Резервирование и мобилизация жиров в жировой ткани, регуляция этих процессов. Ожирение. Липотропные факторы как лекарственные средства. ^ 6.1. Переваривание белков. Роль процессов протеолиза. Пути использования аминокислот в клетке. Превращения аминокислот по аминогруппе Азотистый баланс, его состояния. Понятие о коэффициенте изнашивания белков, физиологическом минимуме белка в питании. Нормы белков в питании человека, биологическая ценность белков. Переваривание белков. Желудочный сок, его характеристика. Роль соляной кислоты. Ферменты желудочного сока (пепсин, гастриксин, реннин). Механизм активации пепсиногена. Особенности действия гастриксина. Протеолитические ферменты панкреатического сока – трипсин, химотрипсин, карбоксипептидаза, эластаза. Механизм их активации. Протеолитические ферменты кишечного сока: амино-, ди- и трипептидазы, пролиназы и пролидазы. Специфичность действия этих протеолитических ферментов. Всасывание аминокислот. Основные транспортные системы для всасывания аминокислот. Регуляция процесса переваривания. Основные биохимические процессы, протекающие в толстом кишечнике. Гниение белков. Процессы обезвреживания продуктов гниения. Расщепление белков в тканях. Катепсины. Частичный протеолиз белков. Ингибиторы протеолиза. Судьба аминокислот в печени и тканях. Перенос аминокислот через мембраны клеток. Общая схема источников и путей расходования аминокислот в тканях. Динамическое состояние белков в организме. Типы превращений аминокислот в тканях по аминогруппе, карбоксильной группе и радикалу. Превращения аминокислот по аминогруппе. Трансаминирование. Строение и характеристика аминотрансфераз. Коферментная функция витамина B6. Химизм процесса. Биологическое значение реакций трансаминирования. Значение определения активности аминотрансфераз в сыворотке крови. Виды дезаминирования аминокислот. Окислительное дезаминирование. Строение и характеристика оксидаз L- и D-аминокислот, глутаматдегидрогеназы, химизм процесса. Прямое и непрямое дезаминирование. Биологическое значение дезаминирования аминокислот. ^ Декарбоксилирование аминокислот. Характеристика декарбоксилаз. Образование биогенных аминов, их строение и биологическая роль (триптамин. серотонин. дофамин, гистамин, -аминомасляная кислота, таурин, путресцин, кадаверин). Аминооксидазы: моноаминооксидазы и диаминооксидазы. Обезвреживание биогенных аминов. Полиамины спермин, спермидин, их роль. Лекарственные средства – ингибиторы аминооксидаз. Антигистаминные лекарственные средства. Аммиак как конечный продукт превращения азотсодержащих соединений, источники его образования. Обезвреживание аммиака в организме – местное и общее, их механизмы. Роль глутамина в обезвреживании и транспорте аммиака. Глутамин как донор азота при синтезе ряда органических соединений. Глюкозо-аланиновый цикл. Общее обезвреживание аммиака путем синтеза мочевины и аммонийных солей, химизм процессов. Мочевина и соли аммония как конечные продукты азотистого обмена. Связь орнитинового цикла с циклом трикарбоновых кислот, энергетика. Происхождение атомов азота в мочевине. Роль глутаминазы почек в синтезе аммонийных солей, её активация при ацидозе. ^ Метилирование и трансметилирование как пути превращений аминокислот по радикалу. Метионин и S-аденозилметионин. Синтез креатина, адреналина, фосфатидилхолина, метилирование чужеродных соединений. Метилирование гомоцистеина. Использование одноуглеродных групп производных тетрагидрофолиевой кислоты. Реакции гидроксилирования. Обмен фенилаланина и тирозина. Образование катехоламинов. Наследуемые дефекты обмена аминокислот (фенилкетонурия, альбинизм, алкаптонурия). Пути превращений безазотистого остатка аминокислот. Гликогенные и кетогенные аминокислоты. Биосинтез заменимых аминокислот. Аминокислоты как предшественники биологически важных соединений. Аминокислоты как лекарственные средства. ^ Условность разделения метаболизма на отдельные виды обменов. Проявления взаимосвязи обменов белков, углеводов, липидов. Важнейшие связующие метаболиты, их биологическая роль. Возможность взаимного превращения глюкозы, жирных кислот и аминокислот. Единые механизмы регуляции обменов углеводов, липидов и белков. Механизмы межорганной интеграции в регуляции метаболизма: крово- и лимфообращение (коммуникационная роль), гуморальные факторы, нейроэндокринная регуляция. Биохимические критерии нарушений метаболизма. Основы метаболической терапии. ^ 7.1. Нуклеиновые кислоты, структура, свойства и функции Нуклеопротеины, строение, функции. Характеристика гистонов и протаминов как белковой части нуклеопротеинов. Гетерогенность гистонов. Нуклеиновые кислоты. Мононуклеотиды – структурные мономеры нуклеиновых кислот. Строение пуриновых и пиримидиновых оснований. Углеводные компоненты нуклеотидов. Соединение нуклеотидов в нуклеиновых кислотах. Типы нуклеиновых кислот, их локализация и содержание в клетках. Дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК). Структурная организация молекулы. Первичная структура. Законы Чаргаффа. Вторичная структура, типы связей, стабилизирующие её. Третичная структура (кольцо, суперспираль). Структурная организация ДНК в хромосоме: уровни компактизации (понятие о нуклеосоме, соленоиде). Физико-химические свойства ДНК: высокая степень ионизации, вязкость, оптические свойства, денатурация и ренатурация. Молекулярная гибридизация нуклеиновых кислот, значение метода. Принципы геносистематики живых организмов (коэффициент специфичности). Рибонуклеиновая кислота (РНК), типы (и-РНК, т-РНК, р-РНК), локализация в клетках, содержание, молекулярная масса, функции, строение. Характеристика первичной, вторичной, третичной структур. Строение рибосомы. Константы седиментации рибосом и их субъединиц у прокариот и эукариот. Содержание белков и РНК в рибосомах прокариот и эукариот. ^ Распад нуклеиновых кислот. Нуклеазы пищеварительного тракта и тканей. Распад пуриновых нуклеотидов. Мочевая кислота как конечный продукт пуринового обмена. Представление о синтезе пуриновых нуклеотидов (от рибозо-5-фосфата до 5-фосфорибозиламина). Происхождение атомов пуринового скелета. Инозиновая кислота как предшественник адениловой и гуаниловой кислот. Распад пиримидиновых нуклеотидов, конечные продукты этого процесса. Синтез пиримидиновьк нуклеотидов (исходные продукты). Аллостерические механизмы регуляции синтеза пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов. Нарушения обмена нуклеотидов. Подагра, её лечение аллопуринолом. Синдром Леша-Нихана, ксантинурия, оротатацидурия. Виды переноса генетической информации в клетках, роль ДНК и РНК в этих процессах. Репликация, ее механизм и биологическое значение. Стадии процесса. ДНК-полимеразы, их функции. Повреждения ДНК и репарация. Биосинтез РНК (транскрипция), её механизм и значение. РНК-полимераза. Структурно-функциональная характеристика транскриптона (оперона). Созревание пре-РНК. Обратимость транскрипции. Методы молекулярной биологии. Метод полимеразной цепной реакции (ПЦР). Метод генетической дактилоскопии. Блот-анализ. ^ Синтез белков (трансляция), необходимые компоненты процесса. Роль информационной РНК как матрицы. Генетический код, его свойства. Стадии трансляции. Активация аминокислот. Роль и характеристика аминоацил-т-РНК-синтетаз, их специфичность. Роль транспортной РНК в биосинтезе белков, важнейшие функциональные участки в её молекуле. Полирибосомы. Стадии инициации, элонгации и терминации полипептидной цепи. Посттрансляционные изменения белков. Регуляция биосинтеза белков. Индукция и репрессия, их роль в этом процессе. Активаторы и ингибиторы синтеза нуклеиновых кислот и белков, их использование в медицине (уровни ингибирования). Мутации и мутагены. Генные (молекулярные) мутации: замены нуклеотидов, делеции, вставки и изменение местоположения нуклеотидов. Частота мутаций, ее зависимость от условий среды. Мутагенные факторы. Онкогены. Протоонкогены и механизм их превращения в онкогены. Механизм действия онкогенов. Полипептидные факторы роста и биохимические механизмы их действия. Факторы роста и онкогены. ^ История развития учения о витаминах. Классификация, номенклатура. Отличительные особенности витаминов как незаменимых компонентов питания. Функции витаминов. Нарушения баланса витаминов, их причины. Источники поступления витаминов. Витамины как внутриклеточные регуляторы метаболизма. Витамины и кишечная микрофлора. Жирорастворимые витамины. Витамин А (антиксерофтальмический, ретинол), проявления недостаточности и гипервитаминоза, ретинол, ретиналь, ретиноевая кислота, провитамины и возможность образования витамина из них, роль -каротина, источники, потребность, биологическая роль, участие витамина А в акте зрения, витамин А и -каротин как лекарственные препараты. Витамины Д (кальциферолы, антирахитический), проявления недостаточности и гипервитаминоза, химическое строение, провитамины и возможность образования витаминов из них, источники, потребность, биологическая роль, образование биологически активной формы, механизм действия кальцитриола. Витамин Е (токоферолы, антистерильный), проявления недостаточности, химическое строение, источники, потребность, биологическая роль. Антиоксидантные комплексы витаминов, применение при радиационных и других поражениях. Витамин К (филлохиноны, антигеморрагический), проявления недостаточности, химическое строение, источники, потребность, биологическая роль, витамин К-зависимая карбоксилаза и карбоксилирование остатков глутамата, витамин К и дикумароловые антикоагулянты. ^ Водорастворимые витамины. Аскорбиновая кислота (витамин С, антискорбутный), проявления недостаточности, химическое строение, свойства, источники, потребность, биологические функции. Витамин Р (рутин), проявления недостаточности, химическое строение, источники, потребность, биологическая роль. Взаимосвязь в осуществлении биологических функций витаминов С и Р, фармпрепараты. Витамин В1 (тиамин, антиневритный), проявления недостаточности, химическое строение, свойства, источники, потребность, коферментная форма, биологическая роль. Витамин B2 (рибофлавин), проявления недостаточности, химическое строение, свойства, источники, потребность, коферментные формы, биологическая роль. Витамин РР (никотиновая кислота, никотинамид, ниацин, витамин В5, антипеллагрический), проявления недостаточности, химическое строение, свойства, источники, потребность, коферментные формы, биологическая роль. Витамин B6 (пиридоксин, антидерматитный), проявления недостаточности, химическое строение, свойства, источники, потребность, коферментные формы, биологическая роль. ^ Пантотеновая кислота (витамин В3), проявления недостаточности, химическое строение, свойства, источники, потребность, коферментная форма, биологические функции. Биотин (витамин Н, антисеборрейный), экспериментальная недостаточность, химическое строение, свойства, источники, потребность, коферментная форма, биологическая роль, примеры реакций карбоксилирования. Фолиевая кислота, проявления недостаточности, химическое строение, участие парааминобензойной кислоты в построении фолиевой кислоты, свойства, источники, потребность, возможность депонирования, коферментные формы, биологическая роль. Сульфаниламидные препараты. Витамин B12 (кобаламин, антианемический), проявления недостаточности, химическое строение, источники, потребность, причины развития недостаточности, депонирование, коферментные формы. Взаимосвязь функций витамина В12 и фолиевой кислоты в переносе одноуглеродных радикалов и синтезе важнейших биосоединений, “фолатная ловушка”. Витамин F. Роль эссенциальных полиненасыщенных жирных кислот. Витаминоподобные соединения, их роль в организме. Доноры метильных групп. Витамины и коферментные формы как лекарственные средства. Поливитаминные препараты. Антивитамины, характеристика, важнейшие представители, их строение, влияние на обмен веществ, использование в медицине. ^ 9.1. Основные механизмы регуляции метаболизма. Механизм действия гормонов Гормоны и гормоноподобные вещества, их характеристика. Гормоны как дистантные регуляторы клеточного метаболизма. Трансгипофизарный и парагипофизарный пути регуляции. Классификация гормонов по химическому строению: производные аминокислот, белки и пептиды, стероиды. Классификация гормонов по механизму действия. Клетки-мишени и клеточные рецепторы гормонов. Общие механизмы регулирующего влияния на метаболизм: 1) изменение активности ферментов (активация и ингибирование); 2) изменение количества ферментов в клетке (индукция, или репрессия синтеза белков, изменение скорости разрушения ферментов); 3) изменение свойств клеточных мембран. Механизмы прямой и обратной связи в регуляции образования и действия гормонов. Гормоны, не проникающие в клетку (белковой и пептидной природы, катехоламины). Посредники в действии этой группы гормонов в клетке: циклические нуклеотиды, ионы кальция, продукты превращения фосфатидилинозитолов, тирозинкиназная активность. Аденилатциклаза и гуанилатциклаза сигнальные системы клеточных мембран. Механизм передачи гормонального сигнала в клетку, его этапы. Снятие гормонального сигнала. Роль фосфодиэстераз, протеинфосфатаз. Влияние лекарственных средств на концентрацию циклических нуклеотидов. Механизм действия гормонов, проникающих в клетку. Локализация рецепторов. Гормонально-чувствительные отделы ДНК. Строение рецепторов стероидных и тироидных гормонов. Стероидные гормоны как регуляторы экспрессии генов. Получение и практическое применение гормонов. Гормоны белковой и пептидной природы: гипоталамуса (либерины и статины), гипофиза. Тропные гормоны гипофиза и их значение в регуляции функции периферических желез: соматотропин, кортикотропин, тиротропин, гонадотропины, липотропины, химическая природа, биологические функции. Меланотропин, его функции в организме. Нейрогормоны – окситоцин и вазопрессин, их биологическое действие. ^ Гормоны поджелудочной железы: инсулин и глюкагон. Биосинтез инсулина. Инсулиночувствительные и инсулинонечувствительные ткани. Биологическое действие инсулина и глюкагона. Сахарный диабет, характеристика нарушений обмена веществ при сахарном диабете. Осложнения сахарного диабета. Препараты инсулина, их применение. Гормоны мозгового вещества надпочечников – катехоламины. Строение и биосинтез, влияние на обмен веществ. Гормоны стероидной природы. Общая схема биосинтеза стероидных гормонов. Кортикостероиды – глюкокортикоиды и минералокортикоиды. Строение глюкокортикоидов, регуляция их секреции, влияние на обмен углеводов, липидов, белков. Противовоспалительное и антиаллергическое действие глюкокортикоидов. Проявления гипофункции коры надпочечников (болезнь Аддисона), гиперфункции коры надпочечников. ^ Гормоны щитовидной железы. Йодтиронины, строение, биосинтез. Связь с тиротропным гормоном. Биологические функции и механизмы действия йодтиронинов. Основные проявления нарушений функции щитовидной железы, эндемический зоб. Половые гормоны. Мужские половые гормоны, строение, биологическая роль. Женские половые гормоны, строение, связь с половым циклом. Влияние половых гормонов на репродуктивные и нерепродуктивные ткани. Метаболическое действие половых гормонов. Анаболические стероиды как высокоактивные лекарственные средства. Эйкозаноиды. Пути превращения арахидоновой кислоты ферментами циклооксигеназой с образованием простаноидов (простагландины, простациклины, тромбоксаны) и липоксигеназой с образованием лейкотриенов. Их биологическое действие. Изоформы циклооксигеназы. Влияние лекарственных средств на синтез простагландинов. ^ Минеральные вещества тканей человека. Вода, её функции. Содержание в животном организме. Деление воды по локализации (внутриклеточная, внеклеточная, внутрисосудистая и интерстициальная), по способности к перемещению в организме (свободная, иммобилизованная). Возрастные, органные, половые различия в содержании воды. Суточные потребность и потери воды. Функции неорганических ионов. Содержание минеральных веществ. Макро- и микроэлементы. Натрий и калий в организме, их поступление, содержание, суточная потребность, биологическая роль в организме. Регуляция электролитного состава и объема внеклеточной жидкости вазопрессином, альдостероном, атриальным натрий-уретическим фактором. Ренин-ангиотензиновая система. Роль ангиотензина II. Ингибиторы ангиотензинпревращающего фермента как лекарственные средства. Минералокортикоиды. Строение, влияние на обмен электролитов. Кальций и фосфор, их поступление, содержание, суточная потребность, биологические функции в организме. Обмен и функции железа, меди. Гормон паращитовидных желез – паратгормон, его строение, роль в регуляции фосфорно-кальциевого обмена. Нарушения функции паращитовидных желез. Гормон щитовидной железы – кальцитонин, строение, биологическая роль, взаимосвязь с паратгормоном в регуляции фосфорно-кальциевого обмена. ^ 10.1.Биохимия крови Общая характеристика крови как ткани, функции. Особенности метаболизма клеток крови, его значение для специализированных функций. Составные компоненты плазмы крови. Белки и ферменты плазмы крови. Альбумины, глобулины, их характеристика и функции. Гемоглобин, строение, производные, типы. Гемоглобинопатии. Синтез гема и гемоглобина, регуляция. Распад гемоглобина. Биохимические показатели крови, их использование в практике. Кровь как источник лекарственных веществ. ^ Функция печени в организме. Роль печени в обмене углеводов, липидов, белков и аминокислот, витаминов, минеральных веществ. Обезвреживающая функция печени. Роль микросомального окисления в обезвреживании ксенобиотиков. Цитохром Р-450-гидроксилазный цикл. Обмен билирубина. Типы желтух. Образование и выделение желчи как способ выведения конечных продуктов метаболизма. Кишечно-печеночная циркуляция желчных кислот, роль в переваривании липидов и всасывании. Биохимические механизмы развития печеночно-клеточной недостаточности и печеночной комы, лабораторная диагностика. Основные функции почек. Характеристика важнейших компонентов мочи в норме и патологии. ^ 11.1. Введение в фармацевтическую биохимию Фармацевтическая биохимия. Биохимия и фармация. Биогенные и синтетические лекарственные средства. Использование биохимических методов в стандартизации и контроле качества лекарств. Использование ферментов в анализе и синтезе лекарств. Фармакокинетика и фармакодинамика. Пути поступления лекарственных препаратов в организм. Транспорт лекарств через мембраны при различных способах их введения в организм. Простая диффузия как основной механизм транспорта ксенобиотиков и лекарственных веществ через мембраны. Влияние факторов на всасывание лекарственных препаратов в желудке и кишечнике (объем содержимого, секреция пищеварительных желез, рН, ускорение эвакуации, кровотока, взаимодействия лекарств с составными компонентами пиши и между собой). Транспорт лекарств кровью. Специфические и неспецифические транспортные системы крови. Взаимодействие лекарств с клеточными рецепторами в тканях. ^ Биотрансформация ксенобиотиков и лекарственных средств, фазы метаболизма. Изменения активности и токсичности ксенобиотиков и лекарств в процессе метаболизма: появление токсичности, усиление токсичности, появление активности, усиление активности, изменение активности и полная инактивация. Локализация и виды ферментных превращений ксенобиотиков и лекарственных веществ: реакции первой фазы биотрансформации окисления микросомальными ферментами (ароматическое и ациклическое окисление, О- и N-дезалкилирование, дезаминирование, сульфоокисление), восстановления, гидролиза; реакции метаболизма ксенобиотиков немикросомальными ферментами. Реакции второй фазы биотрансформации: конъюгации с глюкуроновой кислотой, серной кислотой, метилирование, ацетилирование, с аминокислотами, глутатионом, тиосульфатная. Выведение ксенобиотиков из организма, виды и способы выведения. Факторы, влияющие на метаболизм лекарств: генетические, физиологические и внешней среды. Влияние алкоголя и никотина на метаболизм лекарств. ^ ЛИТЕРАТУРАОсновная:
Дополнительная:
Примерный перечень тем итоговых занятий
 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Ваша оценка этого документа будет первой.
Ваша оценка:
Похожие:
База данных защищена авторским правом ©MedZnate 2000-2016
allo, dekanat, ansya, kenam
обратиться к администрации | правообладателям | пользователям
allo, dekanat, ansya, kenam
обратиться к администрации | правообладателям | пользователям