Poznámky ke zkoušce

1. Poznámky ke zkoušce Vladimíra Kvasnicová

2. Zkouška z modulu A • vycházet ze zadané otázky (= tučně) • podotázky jsou jen vodítkem • zkoušená látka z jednoho předmětu navazuje na další předměty • fyziologie integruje ostatní předměty • BCH je „fyziologie na úrovni molekul“ • staví se na základech ze střední školy a znalostech z modulu B (struktury látek)

3. časté problémy: „biochemie jen na úrovni fyziologie“ • trávení (enzymy, produkty, osud) • kreslení křivek (saturHb, elfo, glyk. křivka) • mtb minerálů a AMK • přímý / nepřímý bilirubin; žlučové kyseliny • struktura hemoglobinu • BCH smyslů • biotransformace xenobiotik • vysvětlování termínů ze zadání • pochopení souvislostí - integrace

4. Co je nejdůležitější znát u mtb drah: • lokalizace v buňce a v organismu • substrát a jeho zdroje • meziprodukty napojující se na jiné mtb dráhy • produkty a jejich osud • regulační enzymy a jejich regulace • enzymy a metabolity stanovované v krvi(vztah ke klinice)

5. Metabolismus AMK - podrobně: • detoxikace amoniaku • vznik biogenních aminů(ze Ser, Tyr, His, Trp, Asp, Cys) • syntéza neuromediátorů • Phe  Tyr  adrenalin • Met  SAM  homocystein  Met !!! • Met  Cys • Gln  Arg  NO

6. Osnova semináře • Vitaminy • Antioxidanty a oxidační stres • Srážení krve • Eikosanoidy • Metabolismus NS • Přenos nervového vzruchu • Biochemie vidění • Extracelulární matrix

7. Vitamíny (ot.č.13) • slouží buď jako koenzymy (po aktivaci) / antioxidanty / na přenos signálu • syntetizovány ve střevě bakteriemi: K, B12, H • skladovány v játrech: B12, A, D • částečně syntetizovány v org. člověka: D (ze 7-dehydrocholesterolu /UV), niacin (z Trp) • vitamíny nerozpustné ve vodě (A, D, E, K) patří mezi izoprenoidy Obrázek převzat z učebnice: J.Koolman, K.H.Röhm / Color Atlas of Biochemistry, 2nd edition, Thieme 2005

8. antioxidační působení: zháší singletový kyslík 1O2 Obrázek převzat z učebnice: J.Koolman, K.H.Röhm / Color Atlas of Biochemistry, 2nd edition, Thieme 2005

9. Tokoferoly jsou hlavními přírodními antioxidanty, tvoří se jen v rostlinách a jsou přítomny ve všech lipidech rostlinného původu. Vykazují univerzální protektivní působení v membránách – chrání proti lipoperoxidaci membrán -jsou proto obsaženy ve všech tkáních. Vychytávají peroxylové radikály lipidů (vzniklé hydroperoxidy pak odstraňuje GPx). Regenerace tokoferolu probíhá reakcí s askorbátem, glutationem nebo urátem. K1 = fylochinon (rostliny) K2 = menachinon (bakterie) K3 = menadion (syntetický) Obrázek převzat z učebnice: J.Koolman, K.H.Röhm / Color Atlas of Biochemistry, 2nd edition, Thieme 2005

10. Obrázek převzat z učebnice: J.Koolman, K.H.Röhm / Color Atlas of Biochemistry, 2nd edition, Thieme 2005

11. PP B5

12. Obrázek převzat z učebnice: J.Koolman, K.H.Röhm / Color Atlas of Biochemistry, 2nd edition, Thieme 2005

13. Regenerace Met (vitaminy: folát + B12) B12 Obrázek je převzat z http://web.indstate.edu/thcme/mwking/amino-acid-metabolism.html (leden 2007)

14. Obrázek převzat z učebnice: J.Koolman, K.H.Röhm / Color Atlas of Biochemistry, 2nd edition, Thieme 2005

15. Oxidační stres (ot.č.15, 18, 20) • expozice kyslíku, UV záření • erytrocyty, kůže, všechny buňky / fagocyty • poškození proteinů, DNA, lipoperoxidace • rovnováha mezi produkcí a inaktivací reaktivních forem kyslíku a dusíku • radikály: superoxid, hydroxylový radikál, singletový kyslík, oxid dusnatý • oxidační látky: H2O2, organické peroxidy • nebezpečí volných iontů přechodných kovů – Fe2+, Cu+ (Fentonova reakce) • nízkomolekulární antioxidanty: glutathion, kys. močová, bilirubin,koenzym Q, vit.C, vit. E, -karoten • vysokomolekulární antioxidanty: enzymy (viz. dále), některé transportní proteiny (přenášející Fe, Cu, hem, hemoglobin)

16. antioxidační enzymy • superoxiddismutáza (SOD)O2• + O2• + 2 H+H2O2 + O2 • kataláza (CAT)H2O2 + H2O2 2 H2O + O2 • glutathionperoxidáza (GPx)2 GSH + H2O2 GS-SG + 2 H2O2 GSH + R-O-OH GS-SG + H2O + ROH • glutathionreduktázaGS-SG + NADPH+H+ 2 GSH + NADP+ • methemoglobinreduktáza (v erytrocytech)Hb-Fe3+ + e-Hb-Fe2+

17. Rektivní formy kyslíku (ROS)produkované neutrofily genetický defektNADPH-oxidázy:opakující se bakteriální infekce v dětství(chronická granulomatózní choroba) ClO- Obrázek převzat z http://courses.washington.edu/conj/bloodcells/radicals.gif (březen 2007)

18. Kůže:O2 a UV→ tvorba ROS UVC(pohlceno ozonem) UVB(úžeh) UVA(fotosenzitivní reakce) keratin, melanin, vit.D antioxidační enzymy karoten Obrázek převzat z http://www.pg.com/science/skincare/Skin_tws_9/Skin_tws_9_03.jpg (květen 2008)

19. Ochranné systémy kůžeproti fotochemickému a oxidačnímu stresu • keratinizace (stratum corneum) – mnohovrstevná proteinová bariéra (keratin) – pohlcuje UV záření – HLAVNÍ BARIÉRA • melaninová pigmentace (viz. dále) • kyselina urokanová (ve stratum corneum i v potu - vzniká z histidinu v keratinocytech) trans → cis izomer • antioxidační enzymy (hlavně ve fibroblastech) – při opakované expozici malým dávkám se zvyšuje kapacita – stabilní je hlavně GPx • nízkomolekulární antioxidanty: GSH, cystein, vit.C a E, koenzym Q • karoteny – hromadí se v dermis a podkožním tuku • UVA indukuje hemoxygenázu (keratinocyty, fibroblasty) → biliverdin a bilirubin (antioxidant) – UVA (1000x slabší biologický účinek než UVB) narozdíl od UVB prochází sklem • UVC (200-290nm) – přímé poškození DNA (pyrimidinové dimery), UVB (290-320nm) – přímé (zlomy řetězců) i nepřímé (ROS),UVA (320-400nm) – pouze nepřímé poškození DNA (tvorbou ROS)

20. Melanin • kožní a oční pigment • absorbuje UV záření a přeměňuje ho na teplo • jde o nerozpustný biopolymer, obsahující redukující (fenolové) a oxidující (chinonové) skupiny (zneškodňuje ROS) • = směs eumelaninů(hnědočerné) a feomelaninů(rezavé)vznikajících v melanosomech melanocytů → pak jsou transportovány do keratinocytů (uloženy kolem jádra) • syntéza (tyrozináza):Tyr → DOPA → dopachinon → polymerace na eumelanin DOPA + GSH → feomelanin • po překročení kapacity melaninu přeměňovat energii a detoxikovat radikály jsou hlavně feomelaniny (hojné v pihách a dysplastických névech) náchylnější produkovat po ozáření volné radikály, což může vést k následnému poškození okolní tkáně

21. TROMBOCYTY se podílejí na hemostáze • adheze: glykosaminoglykany a glykoproteiny (hyalomera) • aktivace: obnažený kolagen, trombin, ADP, TxA2, serotonin • kontrakce trombu: Ca2+, glykogen, ATP Obrázek převzat z http://www.biosbcc.net/doohan/sample/htm/Hemostasis.htm (březen 2007)

22. Srážení krve (ot.č.17) • rovnováha mezi srážecími a antikoagulačními faktory • významné protikoagulační působky endotelu (NO, PGI2, trombomodulin, tPA) • poškození cévy: vnitřní nebo vnější cesta aktivace koagulační kaskády • první reakcí je aktivace trombocytů (kolagen, trombin): agregace a tvorba primárního trombu; vazokonstrikce • aktivace koagulační kaskády (vnitřní – XII nebo vnější - VII) vedek aktivaci trombinu (IIa), který polymeruje fibrinogen (I) → zpevnění trombu (vnitřní a vnější kaskáda se schází u faktoru X) • amplifikace signálu: aktivace proenzymu na aktivní enzym (koagulační faktory – proteázy) • inhibitory srážení: antiproteázy (antitrombin III – jeho účinek zesiluje heparin, 2-makroglobulin) • Ca2+ důležitý pro vazbu některých faktorů na fosfolipidy membrány trombocytů • faktory II, VII, IX, X obsahují -karboxyglutamát: syntéza pomocí aktivovaného vit. K – kumariny inhibují aktivaci tohoto vitamínu = strukturní analoga) • acetylsalicylová kyselina inhibuje COX trombocytů ( TXA2) • fibrinolýza: aktivace plazminogenu (tPA, urokináza; streptokináza)

23. Obrázek převzat z učebnice: J.Koolman, K.H.Röhm / Color Atlas of Biochemistry, 2nd edition, Thieme 2005

24. Obrázek převzat z učebnice: J.Koolman, K.H.Röhm / Color Atlas of Biochemistry, 2nd edition, Thieme 2005

25. Obrázek převzat z učebnice: J.Koolman, K.H.Röhm / Color Atlas of Biochemistry, 2nd edition, Thieme 2005

26. Eikosanoidy („eikosa“ = 20 odvozeny od 20-uhlíkatých FA) • číslo v názvu udává počet dvojných vazeb v lineárním řetězci molekuly; protože při cyklizaci dochází ke „ztrátě“ dvou dvojných vazeb, je např. derivát kys. arachidonové (20:4) označen TXA2 nebo LTA4 (leukotrieny neobsahují v molekule žádný cyklus) Obrázek převzat z učebnice: J.Koolman, K.H.Röhm / Color Atlas of Biochemistry, 2nd edition, Thieme 2005

27. 3 typy eikosanoidů - odvozené od esenciálních FA: • kys. linolová (18:2, -6) → kys. dihomo--linolenová (20:3, -6) • kys. linolová (18:2, -6) → kys. arachidonová (20:4, -6) • kys. -linolenová (18:3, -3) →kys.eikosapentaenová = EPA (20:5,-3) • vícenásobně nenasycené FA (= PUFA) jsou vázány ve fosfolipidech buněčné membrány na prostředním uhlíku glycerolu  odštěpuje je fosfolipáza A2(inhibují ji protizánětlivé glukokortikoidy) • esenciální FA jsou prodlužovány na C20 (elongace) a jsou do nich vnášeny další dvojné vazby (desaturace) • cyklické eikosanoidy (syntetizovány cyklooxygenázou – (COX – inhibuje ji acylpyrin): prostaglandiny (PGNn), prostacykliny (PGIn) a tromboxany (TXNn); • lineární eikosanoidy (syntetizovány lipoxygenázou + GSH): leukotrieny (LTNn) – produkovány leukocyty N = typ podle funkčních skupin v molekule n = počet dvojných vazeb v lineárním řetězci

28. Mtb mozku

29. PET = positron emission tomography

30. Obrázek převzat z učebnice: J.Koolman, K.H.Röhm / Color Atlas of Biochemistry, 2nd edition, Thieme 2005

31. Obrázek převzat z učebnice: J.Koolman, K.H.Röhm / Color Atlas of Biochemistry, 2nd edition, Thieme 2005

32. 1-2) napěťově-řízené Na+_kanály depolarizace 3-4) napěťově řízené K+_kanály hyperpolarizace Na+/K+-ATPáza  návrat k normálu Obrázek převzat z učebnice: J.Koolman, K.H.Röhm / Color Atlas of Biochemistry, 2nd edition, Thieme 2005

33. Obrázek převzat z učebnice: J.Koolman, K.H.Röhm / Color Atlas of Biochemistry, 2nd edition, Thieme 2005

35. Obrázek převzat z učebnice: J.Koolman, K.H.Röhm / Color Atlas of Biochemistry, 2nd edition, Thieme 2005

36. AGONISTÉ acetylcholinu  stimulace receptoru: nikotin (alkaloid z tabáku) se váže na nikotinový ACH receptor muskarin (jed mochomůrky) se váže na muskarinový ACH receptor Obrázek převzat z učebnice: J.Koolman, K.H.Röhm / Color Atlas of Biochemistry, 2nd edition, Thieme 2005

38. Obrázek převzat z učebnice: J.Koolman, K.H.Röhm / Color Atlas of Biochemistry, 2nd edition, Thieme 2005

42. Obrázek převzat z učebnice: J.Koolman, K.H.Röhm / Color Atlas of Biochemistry, 2nd edition, Thieme 2005

47. Syntéza endogenních opioidů • endogenní opioidy jsou peptidy syntetizované z proopiomelanokortinu (POMC) • POMC byl izolován z • hypothalamu, hypofýzy, • nadledvin a placenty • sekrece opioidů je kolísaváa individuální (stoupá při tělesné práci a sportu) Obrázek převzat z http://www.porodnici.cz/endogenni-opioidy-a-modulace-porodni-bolesti

48. Výskyt endogenních opioidů v CNS • endorfiny se nacházejí především v periakveduktálním traktu, v hypothalamu a v předním laloku hypofýzy • enkefaliny se vyskytují v bazálních gangliích av limbickém systému • dynorfiny byly prokázány v substantia nigra av zadním laloku hypofýzy

50. Obrázek převzat z učebnice: J.Koolman, K.H.Röhm / Color Atlas of Biochemistry, 2nd edition, Thieme 2005