Osnova témat

  • Úvod

    Klinická biochemie a patobiochemie GBN002

    Autoři

    Doc. PharmDr. Iva Boušová, Ph.D., Prof. PharmDr. Martin Beránek, Ph.D., Prof. MUDr. Jaroslav Dršata, CSc. a RNDr. Miloslav Macháček, Ph.D.

    (bousova@faf.cuni.cz)

    Katedra biochemických věd

    Farmaceutická fakulta v Hradci Králové

    Cíl kurzu

    Předmět Klinická biochemie a patobiochemie navazuje na předmět Klinická biochemie vyučovaný v bakalářském studijním programu. Student se v patobiochemické části seznámí s vybranými poruchami biochemických dějů v organismu, biochemickými změnami v průběhu chorobných stavů a s jejich vysvětlením na molekulární úrovni. V klinickobiochemické části získá hlubší přehled o současných metodách používaných k diagnostice a monitorování chorobných stavů. Seznámí se s laboratorní dokumentací, systémy externího hodnocení kvality a dalšími požadavky na akreditovanou klinickobiochemickou laboratoř. Cílem předmětu je připravit studenty navazujícího magisterského studia Bioanalytická laboratorní diagnostika ve zdravotnictví pro budoucí kvalifikovanou činnost vysokoškolsky vzdělaného zdravotnického pracovníka v klinickobiochemických laboratořích zdravotnických zařízení. Zároveň má předmět poskytnout přípravu těm, kteří uvažují o budoucí dráze pracovníka biomedicinského výzkumu.

    Seznam témat

    1. Laboratorní markery kostního metabolismu 
    2. Laboratorní data a práce se zvířecími modely
    3. Informovaný souhlas a a formální náležitosti v KBCH
    4. Biobanky v současné medicíně
    5. Nežádoucí účinky léků a možnosti jejich laboratorní diagnostiky
    6. Analýza mozkomíšního moku
    7. Oxidační stres, antioxidační ochrana
    8. Zánět
    9. Patobiochemie nádorů
    10. Dědičné metabolické poruchy – obecná část
    11. Poruchy trávení a vstřebávání lipidů; lipidózy; steatóza jater
    12. Metabolismus lipoproteinů, dyslipoproteinemie
    13. Regulace glykemie a její poruchy; diabetes mellitus
    14. Poruchy trávení, vstřebávání a metabolismu sacharidů; mukopolysacharidosy
    15. Ateroskleróza a metabolický syndrom
    16. Degradace proteinů a její poruchy
    17. Poruchy skládání proteinů – neurodegenerativní onemocnění
    18. Dědičné poruchy metabolismu aminokyselin
    19. Poruchy metabolismu hemu a hemoglobinu
    20. Poruchy metabolismu purinových a pyrimidinových bazí
    21. Poruchy hormonální regulace
  • Oxidační stres, antioxidační systém

    Cíl lekce

    Výzkumu  volných radikálů a reaktivních forem kyslíku/dusíku,  jejich vztahu k patogenezi řady onemocnění a způsobu ochrany proti jejich působení je věnováno značné úsilí a pozornost. Často je zdůrazňován právě nepříznivý účinek volných radikálů. Tyto sloučeniny, které v organismu běžně vznikají (např. při metabolických reakcích), však mají nejen značný patogenetický ale i fyziologický význam. Jsou schopné pohotově reagovat s různými biologickými strukturami (např. aminokyselinami, proteiny, mastnými kyselinami, lipidy, nukleotidy), nízkomolekulárními metabolity, koenzymy a dalšími součástmi živé hmoty. Díky tomu se staly významnými prostředníky přenosu energie a faktory imunitní ochrany. Za určitých okolností však působí jako toxické látky a jako dezinformační agenti, schopní organismus poškodit a dokonce ho i usmrtit. Cílem lekce je představit základní charakteristiku reaktivních forem kyslíku/dusíku, popsat jejich fyziologické funkce v organismu i poškození biomolekul způsobené těmito sloučeninami. Lekce rovněž poskytne stručnou charakteristiku antioxidačního systému organismu, který vytvořené reaktivní formy kyslíku/dusíku vychytává a zháší.  

    Stránky: 6Soubor: 1Test: 1Popisek: 1
  • Zánět

    Cíl lekce

    Zánět je základní obranná reakce organismu na poškození tkáně, která směřuje k eliminaci noxy a následné reparaci poškozené tkáně. Zánětlivá reakce je zprostředkována mediátory zánětu, základním nástrojem nespecifické imunity je fagocytóza. Je-li zánět dostatečně silný, projeví se i systémovou reakcí organismu. Cílem lekce je popsat průběh akutní zánětlivé reakce, charakterizovat nejvýznamnější mediátory zánětu a popsat postup fagocytózy a mechanismy nitrobuněčného zabíjení ve fagocytech. Součástí lekce jsou rovněž informace o celkové reakci organismu, zahrnující charakteristiku reakce akutní fáze a reaktantů akutní fáze.

    Stránky: 4Soubor: 1Test: 1Popisek: 1
  • Patobiochemie nádorů

    Cíl lekce

    Zhoubná nádorová onemocnění představují celospolečenský problém, v ČR jsou druhou nejčastější příčinou úmrtí. Nádor je tvořen nádorovým parenchymem (nádorové buňky) a stromatem (nenádorové buněčné složky a nebuněčné součásti). Nádorové buňky mají na rozdíl od zdravých „nenádorových“ buněk větší schopnost množit se a růst, vyšší odolnost a delší životaschopnost, čímž získávají nad zdravými buňkami převahu. Téměř všechny nenádorové buněčné složky (např. fibroblasty, mezenchymové kmenové buňky, adipocyty, buňky imunitního systému) podporují přežití, růst a šíření nádorového parenchymu díky větší či menší deregulaci. Přeměna zdravé buňky na nádorovou (karcinogeneze) je několikastupňový proces, kdy dochází k postupnému hromadění mutací genů, které kontrolují buněčnou proliferaci, diferenciaci a zánik buňky. Cílem této lekce je přiblížit charakteristické rysy a průběh karcinogeneze, popsat fyzikální, chemické a biologické faktory účastnící se karcinogeneze, popsat růst a metastazování nádorů  a uvést přehled nejvýznamnějších biomarkerů nádorových onemocnění. Součásti lekce jsou i bližší informace o programované buněčné smrti (apoptose).

    Stránky: 5Soubor: 1Test: 1Popisek: 1
  • Dědičné metabolické poruchy - obecná část

    Cíl lekce

    Dědičné metabolické poruchy (DMP) představují geneticky, biochemicky i klinicky velmi heterogenní skupinu několika set onemocnění. Jejich základním společným rysem je přítomnost biochemických či enzymových odchylek, které se dají zjistit pouze speciálním vyšetřením. Příčinou vzniku těchto poruch je mutace jaderné či mitochondriální DNA, která vede ke změně vlastnosti nebo množství translatovaného proteinu (enzymu, transportéru, receptoru). Hromadění substrátu či jeho patologických metabolitů nebo nedostatek produktu reakce následkem enzymového defektu vede k lokálním nebo systémovým projevům nemoci. Cílem této lekce je přiblížit molekulární příčiny dědičných metabolických poruch, objasnit typy dědičnosti, frekvenci výskytu a závažnost poruch, a také popsat laboratorní a klinické následky DMP podle lokalizace v dané metabolické dráze, významu postižené molekuly a stupně defektu. Součástí lekce jsou rovněž možnosti diagnostiky DMP (celopopulační vs. selektivní screening) a léčby těchto onemocnění.

    Stránky: 5Soubor: 1Test: 1Popisek: 1
  • Poruchy trávení a vstřebávání lipidů; lipidózy; steatóza jater

    Cíl lekce

    Lipidy jsou skupinou strukturně heterogenních látek s hydrofobní povahou. Pro organismus představují nejbohatší energetický zdroj a hlavní zásobní formu energie. Tyto sloučeniny jsou nezbytnou součástí biologických membrán, jsou výchozí látkou při syntéze signálních molekul (steroidní hormony, eikosanoidy) a dalších biologicky aktivních látek, ve formě lipoproteinů se podílejí na transportu řady molekul. Trávení lipidů probíhá zejména v duodenu působením pankreatických enzymů za výrazného přispění žluči, která tuky emulguje a umožňuje tak vznik menších micel a tím i lepší přístup trávicích enzymů. Po resorpci do enterocytu dochází k resyntéze triacyglycerolů a vzniku chylomiker, které lipidy získané z potravy transportují do jater. Cílem této části lekce je popsat základní procesy trávení a vstřebávání lipidů a poruchy s nimi spojené. Dalším cílem je popsat příčiny vzniku steatózy jater, která je provázena hromaděním lipidů v hepatocytech. Poslední část lekce je věnována poruchám odbourávání sfingolipidů, které se následně hromadí v lyzozomech buněk organismu a způsobují vznik střádavých onemocnění označovaných jako lipidózy.

    Stránky: 6Soubor: 1Test: 1Popisek: 1
  • Metabolismus lipoproteinů, dyslipoproteinemie

    Cíl lekce

    Transport lipidů, pocházejících z potravy i syntetizovaných v organismu, je mezi jednotlivými tkáně a orgány umožněn díky vzniku lipoproteinových částic. Jedná se o komplexy nepolárních (triacylglyceroly a estery cholesterolu) a amfipatických lipidů (fosfolipidy, cholesterol) s proteiny (tzv. apoproteiny), které umožňují přenos lipofilních látek v hydrofilním prostředí krevní plasmy. Kromě toho, že umožnují transport lipidů, působí apoproteiny jako kofaktory a regulátory enzymů metabolizujících lipoproteiny, umožňují jejich vazbu na specifický receptor na buněčné membráně a jsou potřebné pro tvorbu a sekreci lipoproteinů v buňkách. Lipoproteiny vznikají v jaterních a střevních buňkách a liší se složením, hustotou a funkcí. Klasifikace jednotlivých frakcí je v současnosti založena na jejich hustotě, která závisí na obsahu nepolárních lipidů (zejm. triacylglycerolů) v jádře lipoproteinu. Poruchy tvorby a utilizace lipoproteinů vedou ke vzniku dyslipoproteinemií (hyper- a hypolipoproteinemií), které jsou buď vrozené, nebo získané, doprovázející jiná onemocnění (např. diabetes mellitus). Cílem této lekce je popsat základní procesy vzniku a metabolismu lipoproteinů, jejich funkce a složení. Diskutován je rovněž metabolismus cholesterolu, jako nedílné součásti lipoproteinů, a jeho regulace. V poslední části jsou popsány poruchy metabolismu lipoproteinů – dyslipoproteinemie, jejich klasifikace a klinické projevy.

    Stránky: 4Soubor: 1Test: 1Popisek: 1
  • Regulace glykemie a její poruchy; diabetes mellitus

    Cíl lekce

    Udržení stálé hladiny glukosy v krvi (glykemie) je nezbytné pro zajištění přísunu glukosy do všech buněk a tkání, zejména mozku, za všech okolností. Zároveň díky tomu nedochází k poškozování orgánů, které je vyvoláno dlouhodobým působením vysokých koncentrací glukosy. Na regulaci metabolismu glukosy a udržení stálé glykemie se podílí celá řada hormonů (insulin, glukagon, kortisol, adrenalin a další) a také nervový systém. U řady nemocí není organismus schopen udržet konstantní hladinu glukosy. Při chronickém přejídání a stresu, obezitě, cirhóze jater či chronické nedostatečnosti ledvin dochází ke zhoršení glukosové tolerance, jejímž konečným důsledkem může být vznik diabetu mellitu. Diabetes mellitus je chronické heterogenní onemocnění provázené hyperglykemií v důsledku dlouhodobého absolutního nebo relativního nedostatku insulinu nebo jeho nedostatečného účinku ve tkáních. Jedná se o komplexní metabolickou poruchu, zasahující metabolismus sacharidů a následně i metabolismus lipidů a proteinů a hospodaření s vodou a elektrolyty.  Cílem této lekce je popsat mechanismy regulující glykemii, připomenout fyziologické účinky hlavních hormonů zapojených do regulace glykemie, popsat metabolické změny, které provázejí diabetes mellitus, a přiblížit komplikace tohoto onemocnění na molekulární úrovni.

    Stránky: 3Soubor: 1Test: 1Popisek: 1
  • Poruchy trávení, vstřebávání a metabolismu sacharidů; mukopolysacharidosy

    Cíl lekce

    Sacharidy jsou nedílnou součástí mnoha rostlin a živočichů, kde hrají nezastupitelnou metabolickou i strukturální úlohu. Trávení sacharidů v gastrointestinálním traktu člověka probíhá především v lumen tenkého střeva, kde jsou oligosacharidy a polysacharidy štěpeny hydrolytickými enzymy glykosidasami na monosacharidy (zejm. glukosa, fruktosa a galaktosa). Ty jsou následně absorbovány enterocyty a transportovány do krevního oběhu. Nejdůležitějším sacharidem je glukosa, která je pro většinu savců (kromě přežvýkavců) hlavním zdrojem energie. Glukosa tvoří základ pro syntézu dalších sacharidů potřebných pro organismus, jako jsou glykogen (energetická zásobárna), ribosa a deoxyribosa (součásti nukleových kyselin), galaktosa (součást laktosy v mléce), jako glykolipidy či v kombinaci s proteiny jako glykoproteiny a proteoglykany. Mezi choroby spojené s poruchou metabolismu sacharidů patří esenciální fruktosurie, dědičná intolerance fruktosy, galaktosemie, deficit glukosa-6-fosfátdehydrogenasy, choroby ze střádání glykogenu a nesnášenlivost laktosy. Vrozené poruchy glykosylace jsou spojeny s defektní syntézou glykoproteinů (a glykolipidů), zatímco mukopolysacharidosy jsou onemocnění vyvolaná poruchami degradace glykosaminoglykanů. Cílem této lekce je popsat základní procesy trávení, vstřebávání a metabolismu sacharidů a složených cukrů a poruchy s nimi spojené.

    Stránky: 5Soubor: 1Test: 1Popisek: 1
  • Degradace proteinů a její poruchy

    Cíl lekce

    Proteiny, základní molekuly živého organismu, zastávají celou řadu fyziologických funkcí. Působí jako receptory, enzymy, přenašeče, složky kontraktilních a motilitních systémů, protilátky, faktory krevního srážení či hormony. Biologická funkce proteinu je předurčena jeho přirozenou (nativní) strukturou, která je zakódována v jeho primární struktuře (pořadí aminokyselin). Degradace proteinů je zajištěna činností intracelulárních (lyzosom, cytosol) i extracelulárních (GIT) hydrolytických enzymů označovaných jako peptidasy. Výsledkem rozkladu proteinů je směs volných aminokyselin, které jsou transportovány do buněk těla prostřednictvím specifických transportních systémů a dále využity. S degradací proteinů a transportem aminokyselin souvisí celá řada poruch – např. poruchy žaludeční sekrece, poruchy pankreatické sekrece, malabsorpce aminokyselin (např. Hartnupova nemoc), poruchy lyzosomální degradace či poruchy cytosolické cesty degradace. Cílem této lekce je popsat základní procesy trávení proteinů jak v GIT, tak uvnitř buněk těla, vstřebávání aminokyselin a poruchy s nimi spojené.

    Stránky: 4Soubor: 1Test: 1Popisek: 1
  • Dědičné poruchy metabolismu aminokyselin

    Cíl lekce

    Aminokyseliny jsou základními stavebními prvky proteinů a zároveň produkty jejich degradace, výchozími látkami pro syntézu celé řady biologicky aktivních sloučenin (např. hormonů, neurotransmiterů, purinů, hemu, kreatinu, polyaminů) a zdrojem energie. Amoniak, který vzniká při jejich odbourávání, je toxický a musí být vyloučen v nějaké netoxické formě. Takovou formou je močovina syntetizovaná v močovinovém cyklu, kterou tělo snadno vyloučí močí. Enzymový defekt, defekt přenašeče, nebo poruchy syntézy močoviny jsou příčinou vzniku závažných onemocnění. Cílem této lekce je popsat nejvýznamnější poruchy metabolismus aminokyselin, které jsou součástí novorozeneckého screeningu.

    Stránky: 6Soubor: 1Test: 1Popisek: 1
  • Poruchy metabolismu hemu a hemoglobinu

    Cíl lekce

    Hemoglobin je červené krevní barvivo, zajišťující transport krevních plynů. Tento metaloprotein je tvořen čtyřmi globinovými řetězci s pevně navázanou prostetickou skupinou – hemem. Hem je syntetizován zejména v erytroidních buňkách kostní dřeně a v buňkách jater. Následně je inkorporován do molekul celé řady proteinů (např. cytochromů P450, myoglybinu či katalasy). Jeho syntéza vychází z aminokyseliny glycinu a meziproduktu citrátového cyklu sukcinyl-CoA. V průběhu syntézy hemu vznikají porfyrinogeny a jejich oxidací porfyriny, které jsou schopné fluorescence, čehož se laboratorně využívá. Deficit některého z enzymů biosyntézy hemu vede ke vzniku porfyrií, které jsou charakterizovány hromaděním a masivním vylučováním intermediátů metabolické cesty a jejich oxidovaných produktů. Cílem první části této lekce je popsat syntézu a regulaci hemu a poruchy s touto drahou spojené. Po rozpadu hemoproteinů se uvolňuje hem, který je toxický, a proto musí být degradován na bilirubin. Z místa vzniku je transportován do jater, kde dochází k jeho konjugaci s UDP-glukuronovou kyselinou a následnému vyloučení do žluči. Poruchy degradace hemu a konjugace bilirubinu jsou provázeny hyperbilirubinemií, která může vést až ke žlutému zbarvení sklér a kůže (ikterus). Druhá část lekce je věnována získaným i dědičným poruchám degradace hemu a konjugace bilirubinu, které vedou k hyperbilirubinemii a ikteru. Hemoglobinopatie jsou vrozené poruchy syntézy proteinové části molekuly hemoglobinu, u nichž se na základě genetického defektu tvoří některý z globinových řetězců s abnormální strukturou nebo ve změněném množství ve srovnání se zdravým jedincem. V poslední části lekce je popsána struktura a funkce hemoglobinu a poruchy syntézy globinových řetězců.

    Stránky: 7Soubor: 1Test: 1Popisek: 1