Wykład 1- Biochemia kliniczna 16.02.2011r.

`Biologia a medycyna'

Biochemia kliniczna-bada procesy chemiczne związane z życiem komórki (w zdrowiu i w chorobie)

1953 - ustalenie budowy podwójnej helisy DNA przez Watsona i Cricka

Organizacja komórkowa:
człowiek → skóra → tkanka nabłonkowa → homogenizatory- izolacja komórek → pojedyncze elementy składowe (np. frakcja jądrowa, mitochondrialna)- wyizolowanie mitochondriom → frakcja błonowa mitochondriom → konglomerat lipidów i białek → cytochrom c → hem i żelazo (składniki cytochromu)

* Mitochondrium jest dobrym materiałem do badań, ponieważ ma podwójną błonę, własny genom mitochondrialny

Cytochrom c:
- składnik łańcucha oddechowego
- warunkuje rozpoczęcie apoptozy na szlaku mitochondrialnym programowanej śmierci
- składnik błony mitochondrialnej

Model błony komórkowej:
- konglomerat lipidów i białek
- elementy błony mogą się przemieszczać (lipidy mogą przechodzić pomiędzy warstwami błony, a białka mogą wirować wokół własnej osi i migrować w poprzek błony)

Nasz organizm składa się z 60 bilionów komórek, a typów komórek jest ok. 250.
Komórka- jest to podstawowa jednostka struktury i funkcjonowania organizmu.

Model budowy komórki zwierzęcej:

Komórka zwierzęca zawiera:
- błonę komórkową
- siateczkę śródplazmatyczną
- rybosomy
- mitochondriom
- cytoplazmę
- jadro komórkowe

*znać też budowę tych organelli

Funkcje poszczególnych organelli:
Błona komórkowa:
-oddziela komórkę od otoczenia
-umożliwia kontakt ze środowiskiem
-transport substancji z i do komórki
Cytoplazma
-wypełnia wnętrze komórki
-jest środowiskiem reakcji chemicznych
-zawiera cytoszkielet
Jądro komórkowe
-zawiera materiał genetyczny
-steruje metabolizmem komórki
-umożliwia prawidłowy podział komórki
Mitochondriom: dostarcza komórce energii
Siateczka sródplazmatyczna
-rozdziela wnętrze komórki na obszary
-umożliwia transport niektórych substancji
szorstka: synteza białek
gładka: produkcja lipidów, metabolizm tłuszczów
Aparat golgiego: uczestniczy w przetwarzaniu białek i lipidów
Rybosomy: synteza białek
Lizosom:
-zawiera enzymy trawienne
-uczestniczy w likwidacji uszkodzonego elementów komórek
Wodniczki
tętniąca- odpowiadają za wydalanie i osmoregulacje
pokarmowe- przebiegają w nich procesy trawienne
-jest magazynem różnych substancji

Skład chemiczny komórek:

Przybliżony skład chemiczny organizmu ludzkiego
( w przeliczeniu na suchą masę organizmu)

Pierwiastek	Zawartość %
Węgiel	50
Tlen	20
Wodór	10
Azot	8,5
Wapń	4
Fosfor	2,5
Potas	1
Siarka	0,8
Sód	0,4
Chlor	0,4
Magnez	0,1
Żelazo	0,01
Mangan	0,001
Jod	0,00005

Prawidłowy skład chemiczny człowieka o masie ciała 65 kg:

Składnik	Zawartość kg	Zawartość %
Białka	11	17
Tłuszcze	9	13,8
Węglowodany	1	1,5
Woda	40	61,5
Składniki mineralne	4	6,1

*Zawartość wody może różnić się między różnymi tkankami, występując w małej ilości 22,5% w kościach bezszpikowych. Zawartość procentowa wody wykazuje tendencje zmniejszania, gdy zwiększa się odsetek lipidów w organizmie.

Składnik komórki	Marker	Funkcje
Jądro	DNA	Miejsce chromosomów Miejsce syntezy RNA zal od DNA
Mitochondriom	Dehydrogenaza bursztynowa	Cykl kwasu cytrynowego, Oksydacja,fosforylacja
Cytozol	Dehydrogenaza mleczanowa	Enzymy glikolizy, syntezy kwasów tłuszczowych Miejsce biosyntezy białek (translacja mRNA w białka)
Cytoszkielet	Brak swoistych znaczników	Mikrofilamenty, mikrotubule, fi lamenty pośrednie
Peroksysom	Katalaza, oksydaza mleczanowa
Aparat Golgiego	Galaktozylotransferaza	Wewnątrzkomórkowy rozdział białek, reakcje glikozylacji, reakcje powstawania siarczanów
Błona cytoplazmatyczna	Na+/K+-ATPaza, 5'nukleotydaza	Transport cząsteczek do i z komórki
Lizosom	Fosfataza kwaśna	Wewnątrzkomórkowy rozdział białek Reakcje glikozylacji Reakcje powstawania siarczanów
Siateczka śródplazmatyczna	Glukozo-6-fosfataza
Rybosom	Duża zawartość RNA

Przyczyny chorób wpływające na procesy biochemiczne komórek i organizmu:

1.Czynniki fizyczne

2.Czynniki chemiczne

3.Czynniki biologiczne

4. brak tlenu
5. Czynniki genetyczne
6. Reakcje immunologiczne
7. Zaburzenia w odżywianiu
8. Zachwianie równowagi wewnątrzwydzielniczej

Ad. 1 i 5

UV→ H₂O → →
→ 8-oksyGua

Fe 2+

H₂O₂ SOD APP- białko prekursorowi dla β-amyloidu

β-amyloid → choroba Alzheimera trisomia→ zespół Downa

UVA- 3,9% (głębiej penetruje tkankę)
UVB- 0,4%
Światło widzialne- 54,8%
Podczerwień- 43,9%

Ad. 7 Fenyloketonuria

Para genów → Produkcja enzymu → Metabolizm aminokwasów → Fenyloketonuria (PKU)
normalne/zmutowane normalna/zaburzona normalny/zaburzony

Wielocukier	Kości (wzrost)	Choroba spichrzania glikogenu	Mutacja genu kodującego enzym rozkładający glikogen (fosforylaza)
GAG	Kości (wzrost)	Zespół Hunter
Chlorki		Mukowiscydoza
niedokrwistość	Niedobór witamin i pierwiastków śladowych	Niedokrwistość syderopeniczna	Żelazo
Zmiany nowotworowe	Naświetlanie promieniowaniem X	Różne białaczki	Uszkodzenie DNA przez prom. X
Obumarcie komórek	Niedostateczna podaż krwi	Zawał mięśnia sercowego	Brak tlenu
włóknienie	Często występuje po obumarciu komórki

BIOCZĄSTECZKA	ZMIANA DOTYCZY	CHOROBA	PODSTAWOWA PRZYCZYNA
DNA	Struktury	Hemoglobinopatia HbS	Mutacja
RNA	Struktury	Określone typy talasemii	Mutacja będąca przyczyną szkodliwego splicingu mRNA

ETANOL ADH

ADH

MEDS

2

*OH

Synteza aminokwasów nie przebiega normalnie, nagromadzają się szkodliwe produkty przemiany materii

terapia

Uszkodzenia komórek nerwowych

Upośledzenie umysłowe

Wnika do błon komórkowych

Wzrost stosunku mleczan-pirogronian

Stłuszczenie wątroby

Wzrost syntezy kw.tłuszczowych

Do acetylo-CoA

Konwersja do kwasu octowego

Tworzy addukty z białkami i kwasami nukleinowymi

Aldehyd octowy

Zwiększa płynność błon

Pojawienie się objawów toksycznego działania, głównie ze strony mózgu

---