Zagadnienia do egzaminu z biochemii (kierunek fizjoterapia)

Aminokwasy, białka, cukry i ich metabolizm
1.

Aminokwasy, wzór ogólny i charakterystyczne grupy.

2.

Wiązanie peptydowe.

3.

Białka, ich struktura.

4.

Białka pokarmowe jako źródło aminokwasów. Aminokwasy endo i egzogenne.

5.

Hydroliza białek w przewodzie pokarmowym człowieka. Enzymy przewodu
pokarmowego uczestniczące w hydrolizie białek.

6.

Przemiany aminokwasów (dekarboksylacja, transaminacja, oksydacyjna dezaminacja
glutaminianu) - i ich znaczenie w metabolizmie.

7.

Przemiana azotu amonowego w mocznik.

8.

Budowa hemoglobiny i mioglobiny, ich rola w zaopatrzeniu tkanek w tlen, krzywa
dysocjacji oksyhemoglobiny i mioglobiny.

9.

Podstawowe pojęcia przyjęte w enzymologii.

10.

Klasyfikacja enzymów.

11.

Mechanizm działania enzymów.

12.

Kinetyka

reakcji

enzymatycznej

Michaelisa-Menten,

hamowanie

reakcji

enzymatycznych.

13.

Wpływ temperatury i pH na aktywność enzymatyczną.

14.

Witaminy a koenzymy.

15.

Enzymy regulatorowe.

16.

Pojęcie związków wysokoenergetycznych.

17.

ATP jako uniwersalny nośnik energii.

18.

Kwas 1,3-dwufosfoglicerynowy, kwas fosfoenolopirogronowy, fosfokreatyna jako
związki wysokoenergetyczne- ich rola biologiczna.

19.

Cukry -ich budowa i własności fizyczne i chemiczne.

20.

Budowa glukozy, laktozy, sacharozy, maltozy, skrobi i glikogenu.

21.

Hydroliza wielocukrów i dwucukrów w przewodzie pokarmowym człowieka.

22.

Nietolerancja laktozy.

23.

Rola insuliny w transporcie glukozy do komórek mięśniowych.

24.

Rola rezerwy glikogenowej w wątrobie i mięśniach szkieletowych.

25.

Fosforoliza glikogenu. Aktywna i nieaktywna forma fosforylazy glikogenu. Mechanizmy
zabezpieczające przejście formy nieaktywnej tego enzymu w formę aktywną.

26.

Udział cyklicznego AMP i kinazy białkowej w aktywacji fosforylazy glikogenu. Rola
hormonów w tym procesie.

27.

Choroby genetyczne związane z patologią w wykorzystaniu rezerwy glikogenowej w
mięśniach (choroba McArdle’a) i w wątrobie (choroba von Gierke’go)

28.

Wątroba jako magazyn glukozy wyrzucanej do krwioobiegu w trakcie wysiłku.

29.

Glikoliza w warunkach beztlenowych i tlenowych. Fosforylacje substratowe towarzyszące
tej przemianie.

30.

Bilanse energetyczne utlenienia glukozy do mleczanu oraz pełnego utlenienia glukozy w
mięśniach szkieletowych.

31.

Przemiana pirogronianu w acetylo-CoA i regulacja tej przemiany.

32.

Utlenienie acetylo-CoA w cyklu Krebsa. Cykl Krebsa jako źródło wodorów
dostarczanych na łańcuch oddechowy. Reakcje cyklu Krebsa uwalniające CO2. Transport
CO2 do płuc.

33.

Łańcuch oddechowy i fosforylacja oksydacyjna. Zasada organizacji łańcucha
oddechowego. Chemiosmotyczna teoria sprzężenia łańcucha oddechowego z fosforylacją
oksydacyjną.

34.

Glukoneogeneza - jej mechanizm i komórkowa lokalizacja przemian.

35.

.Cykl Corich.

36.

Substraty zużywane przez wątrobę w procesie glukoneogenezy.

37.

Reakcje syntezy glikogenu z glukozy w mięśniach i wątrobie. Hormonalna regulacja
przebiegu tego ciągu metabolicznego na poziomie syntetazy glikogenu.

38.

Cykl pentozowy i jego znaczenie w metabolizmie.

39.

Fizjologiczne skutki wrodzonego deficytu dehydrogenazy glukozo-6-fosforanu.

Tłuszcze i ich metabolizm
1.

Tłuszcze właściwe, ich struktura i własności fizyczne. Kwasy tłuszczowe:stearynowy,

palmitynowy, mirystynowy i ich aktywne formy acylo-CoA.

2.

Trawienie tłuszczów.

3.

Lipoliza w komórce tłuszczowej i wyrzucanie wolnych kwasów tłuszczowych (FFA) i

glicerolu do krwi. Losy glicerolu uwolnionego w trakcie lipolizy.

4.

Cholesterol, lipidy i lipoproteiny krwi, ich funkcja w transporcie kwasów tłuszczowych

oraz ich diagnostyczne znaczenie w chorobach wywołanych miażdżycą.

5.

Aktywacja kwasów tłuszczowych w cytoplazmie komórki mięśniowej. Dwa źródła

kwasów tłuszczowych: lipoliza tłuszczów w komórce tłuszczowej oraz lipoliza tłuszczów
wewnątrzmięśniowych.

6.

Rola karnityny w transporcie AcyloCoA do mitochondrium

7.

β

- oksydacja kwasów tłuszczowych jako proces dostarczający acetylo CoA do cyklu

Krebsa oraz pary wodorów na łańcuch oddechowy.

8.

Ciała ketonowe i ich powstawanie w wysiłku i cukrzycy.

9.

Bilanse energetyczne

β

-oksydacji.

10.

Synteza ATP i zużycie tlenu przez łańcuch oddechowy w trakcie przebiegu tego procesu.

II Integracja i regulacja metabolizmu
1.

Integracja metabolizmu- możliwości wzajemnej konwersji węglowodanów, tłuszczy i
białek.

2.

Mechanizmy regulacji tempa metabolizmu poprzez zmiany aktywności układów
enzymatycznych.

3.

Hormony, ich podział pod względem budowy chemicznej i mechanizmów oddziaływania.

4.

Mechanizm hormonalnego oddziaływania glukagonu i hormonów katecholowych na
metabolizm glikogenu. Cykliczny AMP i jego rola w regulacji hormonalnej.

5.

Mechanizm działania hormonów steroidowych.

6.

Mechanizm działania insuliny.

III. Metabolizm wysiłkowy
1.

Pojęcie energii swobodnej. Fosforany wysokoenergetyczne i ich pula komórkowa.

2.

Bioenergetyka skurczu mięśnia. Układ białek mięśnia szkieletowego w skurczu i
rozkurczu. ATP jako bezpośrednie źródło energii do pracy mięśnia. Hydroliza ATP i
regulacja tego procesu poprzez zmiany stężeń jonów wapnia. Resynteza ATP jako
warunek kontynuacji pracy mięśnia.

3.

Fosfokreatyna jako rezerwa wiązań wysokoenergetycznych. Synteza kreatyny i jej
przemiana w kreatyninę. Przemiana kreatyny w fosfokreatynę.

4.

Cztery mechanizmy resyntezy (odbudowy) ATP pozwalające na kontynuowanie pracy.

5.

Podział wysiłków na tlenowe i beztlenowe w zależności od zaangażowania
poszczególnych systemów resyntezy ATP.

6.

Zaangażowanie poszczególnych systemów resyntezy ATP w zależności od intensywności
pracy. Wyrażenie intensywności pracy jako % zaangażowania pułapu tlenowego (VO2
max). Pojęcie pułapu tlenowego . Klasyfikacja intensywności wysiłku fizycznego

7.

Udział poszczególnych systemów resyntezy ATP w wysiłkach o różnych
intensywnościach.

8.

Udział poszczególnych systemów resyntezy ATP w wysiłkach o różnym czasie trwania.

9.

Dyscypliny sportowe wykorzystujące ATP i fosfokreatynę jako główne źródło energii.
Zmiany w poziomie ATP i fosfokreatyny w mięśniach w zależności od rodzaju i
intensywności wysiłku.

10.

Zmiana aktywności enzymów cyklu Krebsa i łańcucha oddechowego w wyniku treningu
wytrzymałościowego. Konsekwencje metaboliczne tego zjawiska.

11.

Pojęcie pH, wartości pH komórki mięśniowej i krwi w warunkach spoczynku, oraz po
intensywnej pracy.

12.

Bufory krwi. Równowaga kwasowo-zasadowa. Obrona ustroju przed zakwaszeniem.

13.

Udział utleniania kwasów tłuszczowych jako pośredniego źródła energii w warunkach
spoczynku oraz przy pracy o różnych intensywnościach.

14.

Różnice w aktywności enzymów

β

-oksydacji w mięśniu nie trenowanym lub

zaadaptowanym do wysiłku wytrzymałościowego.

15.

Biochemiczne podstawy adaptacji do treningu o charakterze beztlenowym.

Zagadnienia do zaliczenia kursu 2 z biochemii

Tlenowa przemiana pirogronianu, jej lokalizacja komórkowa i bilans energetyczny
Cykl Krebsa (substraty, ilość CO2, bilans energetyczny, fosforylacja na poziomie substratu w
cyklu Krebsa),
Łańcuch oddechowy, lokalizacja komórkowa cyklu, zasady organizacji przemian w łańcuchu
oddechowym, fosforylacja oksydacyjna
Mechanizm sprzężenia fosforylacji oksydacyjnej z łańcuchem oddechowym
Wydajność łańcucha oddechowego i jego znaczenie w metabolizmie energetycznym
człowieka
Glukoneogeneza, lokalizacja komórkowa cyklu
Biosynteza glikogenu
Cykl pentozofosforanów, lokalizacja tkankowa, znaczenie tego cyklu.

Tłuszcze
Budowa, własności fizyczne
Trawienie tłuszczów – enzymy lipolityczne. Lipoproteiny

β

-oksydacja, etapy cyklu, koenzymy. Rola karnityny w transporcie AcyloCoA do

mitochondrium.
BILANS energetyczny

β

oksydacji (jeden obrót cyklu oraz pełny bilans degradacji kwasu

palmitynowego C16, stearynowego C18, mirystynowego C14, arachidonowego C20.
Biosynteza kwasów tłuszczowych, źródła NADPH do biosyntezy.
Różnice pomiędzy

β

-oksydacją a biosyntezą (lokalizacja, enzymy, koenzymy).

Bioenergetyka
Związki wysokoenergetyczne, ATP jako uniwersalny nośnik energii

Mechanizm działania hormonów
Podział hormonów ze względu na ich budowę chemiczną.
Podział hormonów ze względu na mechanizm ich działania.
Mechanizm hormonalnego oddziaływania glukagonu i adrenaliny na degradację glikogenu
(hormony działające na receptory błonowe).
Cykliczny AMP – jego rola w regulacji hormonalnej metabolizmu węglowodanów,
mechanizm działania hormonów steroidowych (na co oddziaływują i w jaki sposób)
mechanizm działania insuliny

Mechanizm wysiłkowy
Energetyka skurczu mięśnia
Mechanizm resyntezy ATP
Zmiany powysiłkowe w moczu
Zmiany powysiłkowe we krwi
Zmiany powysiłkowe w mięśniu
Metaboliczne skutki treningu wytrzymałościowego
Metaboliczne skutki treningu o charakterze beztlenowym

Zagadnienia do zaliczenia kursu 1 z biochemii

Podstawowe pojęcia z chemii nieorganicznej i organicznej
Dysocjacja wody. Iloczyn jonowy wody. Pojęcie pH
Bufory, mechanizm działania buforów, bufory krwi
Sposoby wyrażania stężeń roztworów
Aminokwasy. Izomeria optyczna aminokwasów. Jony obojnacze aminokwasów. Punkt
izoelektryczny. Wiązanie peptydowe. Peptydy, białka. Struktura przestrzenna białek
(pierwszo-, drugo-, trzecio- i czwartorzędowa). Wiązania stabilizujące strukturę białek.
Budowa i funkcja hemoglobiny i mioglobiny. Krzywa dysocjacji hemoglobiny.
Efekt Bohra.

Białka i aminokwasy
Enzymy proteolityczne
Przemiany aminokwasów: dekarboksylacja, transaminacja oksydacyjna dezaminacja
aminokwasów – znaczenie tych przemian w metabolizmie aminokwasów
Cykl mocznikowy – przebieg, bilans energetyczny cyklu i lokalizacja komórkowa

Enzymy, witaminy
Budowa enzymów
Modele działania enzymów – Fishera „klucz do zamka” i Koshlanda – indukowanego
dopasowania
Teoria Michaelisa (równanie reakcji enzymatycznej, wykres v – S), równanie Michaelisa
Znaczenie Vmax i Km
Hamowanie kompetycyjne i niekompetycyjne reakcji enzymatycznej
Klasyfikacja enzymów
Koenzymy oksydoreduktaz
Podział witamin – przykład witamin rozpuszczalnych w wodzie, w tłuszczach, awitaminozy
witaminy i koenzymy

Cukry
Izomeria cukrów: epimery, ketozy-aldozy (przykład), struktury cykliczne (piranozy,
furanozy), własności fizyczne i chemiczne cukrów
Wiązania glikozydowe
Polisacharady zapasowe (skrobia, glikogen, ich budowa)
Enzymy rozkładające wiązania glikozydowe
Dwa tory rozkładu glikogenu (trawienny i endogenny)
Glikoliza beztlenowa – lokalizacja w komórce
Fosforylacja na poziomie substratu w glikolizie
Beztlenowa przemiana pirogronianu
Bilans energetyczny glikolizy beztlenowej
Cykl Cori