Medicīniskā Bioķīmija
Studiju kursa īstenotājs
Rīga, Dzirciema iela 16, cfbk@rsu.lv, dace.reihmane@rsu.lv, +371 67061550
Par studiju kursu
Mērķis
Priekšzināšanas
Studiju rezultāti
Zināšanas
1.Pēc sekmīgas studiju kursa apguves studējošais spēs: • izskaidrot un aprakstīt olbaltumvielu, lipīdu, nukleīnskābju un ogļhidrātu sintēzi un hidrolīzi; • nosaukt enzīmu aktivitāti ietekmējošos faktorus; • iedalīt gremošanas enzīmus atkarībā no to darbības mehānisma, nosaukt galveno uzturvielu klašu gremošanā iesaistītos enzīmus; • nosaukt un atpazīt ogļhidrāta metabolisma pamata metabolītus, nosaukt enzīmus un raksturot to darbības principu, izskaidrot metabolisko ceļu un ciklu (piemēram, glikolīze, oksidatīvā dekarboksilācija, Krebsa cikls, glikogēna sintēze un noārdīšana u.c.) nozīmi un regulāciju; • nosaukt un atpazīt lipīdu metabolisma pamata metabolītus, nosaukt enzīmus un raksturot to darbības principu, izskaidrot metabolisko ceļu (beta oksidācijas, taukskābju un holesterīna sintēzes u.c.) nozīmi un regulāciju; • nosaukt un atpazīt aminoskābju metabolisma pamata metabolītus, nosaukt enzīmus un raksturot to darbības principu, izskaidrot metabolisko ceļu (amonjaka detoksifikācija, urīnvielas sintēze u.c.) nozīmi un regulāciju; • raksturot metaboliskos ceļus, kas cilvēka organismā saista ogļhidrātus, lipīdus un aminoskābes un ļauj šīm vielu grupām veikt savstarpējas pārvērtības, nosaukt kādi hormoni ietekmē šīs pārvērtības; • nosaukt un izskaidrot pamata komplikācijas, kas saistītas ar apgūto bioķīmisko ceļu disfunkciju (piemēram, laktoacidoe, ketoacidoze u.c.); • nosaukt un izskaidrot dažādu audu/orgānu (šūnu metabolisms) bioķīmisko procesu savstarpējās atšķirības un to specifiskas adaptācijas; • apgūt metodes, kas nepieciešamas, lai praktiski veiktu klīniski diagnostiskas bioķīmijas analīzes.
Prasmes
1.1. Zināšanu pielietojums – spēja: • izskaidrot, kā tiek ietekmēta enzīmu aktivitāte, pamatojot to ar enzīmu darbības mehānismu; • secīgi izskaidrot molekulu šķelšanu gremošanas traktā, identificēt šķelšanas galaproduktus; • secīgi izskaidrot, izmantojot atbilstošos metaboliskos ceļus, ogļhidrātu noārdīšanu enerģijas iegūšanai un ogļhidrātu rezervju izveidošanai; • secīgi izskaidrot, izmantojot atbilstošos metaboliskos ceļus, lipīdu noārdīšanu enerģijas iegūšanai un ogļhidrātu rezervju izveidošanai; • secīgi izskaidrot, izmantojot atbilstošos metaboliskos ceļus, aminoskābju noārdīšanu enerģijas iegūšanai, oglekļa skeleta tālāko likteni un amonija detoksifikāciju; • secīgi izskaidrot, izmantojot atbilstošos metaboliskos ceļus, tauku un cukuru savstarpējās pārvērtības, novērtēt, kurās metaboliskajās situācijā šīs pārvērtības notiek; • izskaidrot cilvēka organisma funkcionālā stāvokļa noteikšanai izmantoto bioloģisko paraugu (asinis un urīns) bioķīmisko analīžu pielietojumu un darbības pamatprincipu. 2. Prasme risināt situāciju uzdevumus. 3. Prasme izmantot zinātnisko literatūru kā informācijas avotu. 4. Prasme darbā laboratorijā ar paaugstinātām drošības prasībām. 5. Komunikācijas prasmes, kas iegūtas organizētā grupu darbā.
Kompetences
1.Sekmīgi apgūstot kursu, students spēs: • analizēt iespējamās izmaiņas enzīmu regulācijā pie dažādiem homeostāzes traucējumiem, prognozēt sekas uz kopējo metabolismu; • analizēt iespējamās izmaiņas gremošanas procesā pie noteiktu gremošanas enzīmu zemas aktivitātes, prognozēt sekas uz kopēju uzņemto vielu spektru; • analizēt iespējamās izmaiņas cilvēka metabolismā pie kāda no ogļhidrātu, lipīdu, aminoskābju ceļa darbības traucējumiem, prognozēt to ietekmi uz pārējiem metaboliskajiem ceļiem un cilvēka homeostāzi; • izmantot laboratorijas darbos iegūto prasmi – sagatavot un veikt eksperimentu, lietot attiecīgo aparatūru, novērtēt rezultātus – tālākā praktiskā vai zinātniskā darbā; • integrēt bioķīmijas zināšanas kā daļu no kopējām zināšanām par cilvēku, veicinot pilnvērtīgu cilvēka kā vienota organisma uztveri.
Vērtēšana
Patstāvīgais darbs
Pārbaudījums
Studiju kursa tēmu plāns
-
Organiskās vielas. Funkcionālās grupas un izomēri.
-
Funkcionālās grupas, izomēri, pamata organiskie savienojumi.
-
Galvenās funkcionālās grupas, to pamatīpašības. Reakciju veidi: oksidēšanās, reducēšanās; kondensācija, hidrolīze; aizvietošanās, atšķelšanās.
-
Funkcionālās grupas, reakciju mehānismi (oksidēšana – reducēšana; kondensācija, hidrolīze; SN, E, mehānismi). Ķīmiskās saites.
-
Ogļhidrāti. Struktūra. Īpašības.
-
Cukuru reducējošās īpašības.
-
Struktūra, optiskie un strukturālie izomēri, mono-, di-, poli-saharīdi.
-
Tauki. Struktūras. Īpašības.
-
Aminoskābes un proteīni. Struktūra. Īpašības.
-
Proteīnu denaturācija.
-
Tauki. Struktūra. Īpašības. Aminoskābes, proteīni, struktūras. Starpmolekulārie spēki.
-
Enzīmi, enzīmu klases, enzīmu specifiskums.
-
Temperatūras un pH ietekme uz enzīmu aktivitāti.
-
Tests: Makromolekulas un reakcju mehānismi. / Enzīmu klases, to atpazīšana un raksturošana.
-
Enzīmu aktivācijas un inhibīcijas mehānismi.
-
Enzīmu specifiskums.
-
Enzīmu aktivācijas un inhibīcijas mehānismi, to pielietojums medicīnā.
-
Enzīmu aktivitātes regulācija (signālceļi), vitamīni – bioloģiskie katalizatori.
-
Siekalu amilāzes aktivācija un inhibīcija, amiloklastiskā spēka izmaiņas.
-
Vispārēja metabolisma regulācija un vitamīnu veidojoši kofaktori.
-
Ogļhidrātu un proteīnu gremošana un uzsūkšanās (absorbcija).
-
Gremošanas sulās esošās glikozidāzes.
-
Uzturvielu hidrolīze, proteīnu šķelšana
-
Lipīdu gremošana un uzsūkšanās (absorbcija), žults skābju/sāļu sintēze un funkcijas.
-
Lipāzes un žults funkcijas, žultsskābju struktūra.
-
Uzturvielu hidrolīze, ar greošanu saistītās patoloģijas.
-
Kolokvijs I.
-
Glikolīze.
-
Glikolīzes regulācija, dažādu audu specifika.
-
Oksidatīvā dekarboksilēšana. Citronskābes (Trikarbonskābju, Krebsa) cikls.
-
Sukcināta dehidrogenāzes noteikšana.
-
Citronskābes cikla loma anabolismā. Iegūtās enerģijas kalkulācijas.
-
Bioenerģētika, ATF loma cilvēka metabolismā. Oksidatīvais stress.
-
Enzīmu – antioksidantu (katalāze, peroksidāze) noteikšana.
-
Oksidatīvais stress, elektronu transporta ķēdes aktivatori un inhibitori.
-
Anaerobā glikolīze, bufersistēmas, glikoneoģenēze, kori cikls.
-
Piruvāta un laktāta noteikšana.
-
Laktoacidoze - simptomi, cēloņi un ārstēšana.
-
Malāta-aspartāta transportieris. Glicerīna-3-fosfāta transportieris. Pentožu fosfāta ceļš. Fruktozes metabolisms.
-
Glikogēna un galaktozes metabolisms. Glikozes homeostāze asinīs.
-
Ogļhidrātu oksidēšana. Dismetabolisms.
-
Ogļhidrātu uzkrāšana un noārdīšana. Dismetabolisms.
-
Kolokvijs II.
-
Lipīdu transports un uzkrāšana. Holesterīna sintēze, funkcijas.
-
Lipoproteīni (ABL, ZBL), Holesterīns, saistība ar ogļhidrātiem bagātu uzturu, hiperholesterinēmija.
-
Taukskābju katabolisms, Ketonvielu sintēze
-
Enerģijas aprēķini lipīdu metabolismā. Karnitīna trūkums, ketoacidoze.
-
Lipīdu biosintēze (Taukskābes, TAG un membrānu fosfolipīdi).
-
Lipīdu biosintēze - aprēķini, saistītās patoloģijas.
-
Proteīnu katabolisms, aminoskābju oksidācija un urīnvielas sintēze.
-
Transaminēšana, deaminēšana, šo procesu loma dažādos audos. Klīnisko biomarķieru (ALT un AST) nozīme.
-
Aminoskābju biosintēze, to atvasinājumi – biogēnie amīni, kreatīns, glutations. Purīnu, pirimidīnu, hēma biosintēze un noārdīšana.
-
N-saturošo savienojumu dažādība un to nozīme cilvēka organismā.
-
Hormoni – klasifikācija pēc struktūras, īpašības, vispārīgi darbības mehānismi.
-
Metabolisma hormonālā (insulīns, glukagons) regulācija absorbcijas un postabsorbcijas periodā.
-
Slāpekļa metabolisma biomarķieri asinīs un urīnā.
-
Kolokvijs III.
-
Aknu metabolisms.
-
Aknu loma detoksifikācijā. Enzīmi diagnostikā (piemēram, ALT, AST, Sārmainā fosatāze).
-
Aptaukošanās, ķermeņa svara regulācija.
-
Aptaukošanos veicinošie faktori.
-
Enerģijas vielu metabolisms slodzes laikā.
-
Faktori, kas nosaka dažādu enerģijas sistēmu izmantošanu. Regulāras fiziskās aktivitātes loma veselības veicināšanā.
-
Vai ir iespējams "aizbēgt" no metabolā sindroma?
-
Metabolais sindroms un II tipa diabēts.
-
Onkoloģisko slimību metabolie aspekti.
-
Lielo datu analīze ar R.
-
Kolokvijs IV.
-
Vispārējs pārskats par enzīmiem un gremošanu.
-
Vispārējs pārskats par ogļhidrātu metabolismu.
-
Vispārējs pārskats par proteīnu un lipīdu metabolismu.
Bibliogrāfija
Obligātā literatūra
Nelson, D. L. and Cox, M. M. 2017. Lehninger Principles of Biochemistry. 7th ed. New York: W. H. Freeman & Co (ISBN: 978-1464187964)Piemērots angļu valodas plūsmai
Baynes, J.W. and Marek H. Dominiczak M.H. 2023. Medical Biochemistry. 6th ed. Elsevier Limited.Piemērots angļu valodas plūsmai
Papildu literatūra
Murray, R. K., Granner, D.K., Mayes, P. A. and Rodwell, V.W. 2022. Harper’s Illustrated Biochemistry, 32nd ed. USA: McGraw-Hill Companies.Piemērots angļu valodas plūsmai
Berg, J. M. , Tymoczko, J.L. and Stryer, L. 2015. Biochemistry. 5th ed. New York: W H Freeman.Piemērots angļu valodas plūsmai
Devlin, T.M. 2011. Textbook of Biochemistry with Clinical Correlations (Wiley-Liss; 7th ed.). 1240Piemērots angļu valodas plūsmai
Harvey, R.A. and Ferrier, D.R. 2025. Lippincott's Illustrated Reviews: Biochemistry (Lippincott's Illustrated Teviews Series). 544Piemērots angļu valodas plūsmai
Miķelsone, V. 2008. Bioķīmija. Jelgava, LLU.
Lieberman, M.A. and Peet, A. 2018. Marks' Basic Medical Biochemistry. 5th ed. Lippincott Williams& WilkinsPiemērots angļu valodas plūsmai
Citi informācijas avoti
Zinātniskie raksti PubMed žurnālosPiemērots angļu valodas plūsmai
Currie, E., Schulze A., Zechner R., Walther, T. C., and Farese Jr., R. V. 2013. Cellular Fatty Acid Metabolism and Cancer. Cell Metabolism. 18 (2), 153–161.Piemērots angļu valodas plūsmai
Kaoutari, A. E., Armougom, F., Gordon, J. I., Raoult, D. and Henrissa, B. 2013. The abundance and variety of carbohydrate-active enzymes in the human gut microbiota. Nature Reviews Microbiology. 11, 497–504.Piemērots angļu valodas plūsmai
Mudgil, D. and Barak, S., 2013. Composition, properties and health benefits of indigestible carbohydrate polymers as dietaryfiber:A review. International Journal of Biological Macromolecules.61, 1-6. Science Direct. Research gate.Piemērots angļu valodas plūsmai
Vaishnavi, S. N., Vlassenko, A. G., Rundle, M. M., Snyder, A. Z., et.al. 2010. Proceedings of the National Academy of Sciences. 107 (41) 17757-17762.Piemērots angļu valodas plūsmai
Wu, F. and Minteer, S. 2015. Krebs Cycle Metabolon: Structural Evidence of Substrate Channeling Revealed by Cross‐Linking and Mass Spectrometry. Angewandte Chemie International Edition, 54: 1851-1854.Piemērots angļu valodas plūsmai