Биологическая химия

АННОТАЦИЯ
к рабочей учебной программе по дисциплине
БИОЛОГИЧЕСКАЯ ХИМИЯ
060301 ФАРМАЦИЯ
очная форма обучения
2–3 курсы, 4–5 семестры
1. Трудоемкость дисциплины:
Виды учебной работы
Аудиторные занятия:
лекции
лабораторные занятия
экзамен
Самостоятельная работа:
Освоение теоретического материала по темам дисциплины, включенного в план аудиторных занятий
Подготовка и защита докладов (мини-рефератов) по заданным темам в устной форме или в виде презентаций с
использованием средств мультимедиа
Подготовка таблиц, схем, интеллект-карт, конспектов,
кроссвордов, имитационных моделей, мини-спектаклей
по разделам дисциплины «Биологическая химия»
Поиск современной информации и научных статей по
вопросам биологической химии в справочниках, базах
данных, Интернет-ресурсах
Работа в НПБ РК и в медицинском отделе библиотеки
ПетрГУ
Работа с тренировочными тестами по курсу «Биологическая химия» на специализированном Интернет-сайте
Решение тестовых заданий и задач для самостоятельной
работы студентов (по разделам) при подготовке к соответствующим темам лабораторных занятий
Внеаудиторные занятия: посещение специализированных профильных лабораторий и научно-практических
конференций по направлениям дисциплины
Общая трудоемкость
Трудоемкость (час.)
36
84
5 семестр
60
26
6
8
2
4
2
8
4
180
2. Требования к уровню освоения содержания дисциплины в соответствии с ФГОС
ВПО:
2.1.Перечень формируемых компетенций
Коды
формируемых
компетенций
Общекультурные компетенции
Cпособен и готов анализировать социально значимые проблемы и процес- ОК-1
сы, использовать на практике методы гуманитарных, естественнонаучных, медико-биологических и клинических наук в различных видах
профессиональной и социальной деятельности;
Cпособен и готов к анализу мировоззренческих, социально и личностно ОК-2
значимых философских проблем, основных философских категорий, к самосовершенствованию;
Способен и готов к логическому и аргументированному анализу, к публичной речи, ведению дискуссии и полемики, к редактированию текстов
профессионального содержания, к осуществлению воспитательной и педагогической деятельности, к сотрудничеству и разрешению конфликтов,
к толерантности;
Cпособен и готов овладеть одним из иностранных языков на уровне бытового общения, к письменной и устой коммуникации на государственном
языке;
Cпособен и готов осуществлять свою деятельность с учётом принятых в
обществе моральных и правовых норм; соблюдать законы и нормативные
акты по работе с конфиденциальной информацией.
Профессиональные компетенции
Cпособен и готов применять основные методы, способы и средства получения, хранения, переработки научной и профессиональной информации;
получать информацию из различных источников, в том числе с использованием современных компьютерных средств, сетевых технологий, баз
данных и знаний;
Способен и готов соблюдать основные требования информационной безопасности, в том числе, защиты коммерческой тайны, поддержки единого
информационного пространства, планирования и управления фармацевтическими предприятиями и организациями на всех этапах их деятельности;
Компетенции в области организационно-управленческой деятельности:
Способен и готов к обеспечению деятельности фармацевтических предприятий и организаций по охране труда и техники безопасности;
Компетенции в области контрольно-разрешительной деятельности:
Способен и готов к приготовлению реактивов для анализа лекарственных
средств в соответствии с требованиями Государственной фармакопеи;
Cпособен и готов проводить анализ лекарственных средств с помощью
химических, биологических и физико-химических методов в соответствии
с требованиями Государственной фармакопеи;
Способен и готов интерпретировать и оценивать результаты анализа лекарственных средств;
Компетенции в области научно-исследовательской и информационнопросветительской деятельности:
Способен и готов к информационной работе среди врачей, провизоров по
вопросам применения лекарственных средств, принадлежности их к определенной фармакотерапевтической группе, показаниях и противопоказаниях к применению, возможности замены одного препарата другим и рациональном приеме;
Способен и готов к проведению информационно-просветительской работы по пропаганде здорового образа жизни и безопасности жизнедеятельности;
Способен и готов работать с научной литературой, анализировать информацию, вести поиск, превращать прочитанное в средство для решения
профессиональных задач (выделять основные положения, следствия из
них и предложения);
Способен и готов к участию в постановке научных задач и их экспериментальной реализации;
Компетенции в области оказания первой медицинской помощи:
ОК-5
ОК-6
ОК-8
ПК-1
ПК-2
ПК-21
ПК-34
ПК-35
ПК-36
ПК-43
ПК-47
ПК-48
ПК-49
ПК-50
Способен и готов принимать участие в организации первой доврачебной
медицинской помощи больным и пострадавшим в экстремальных ситуациях.
2.2. В результате изучения дисциплины студент должен:
Знать:
1. правила техники безопасности и работы в биохимических лабораториях с реактивами,
приборами, биологическими жидкостями и лабораторными животными;
2. физико-химические методы анализа биологических веществ (титриметрический, хроматографический, спектрофотометрический, фотоэлектроколориметрический);
3. химическую природу и роль основных биомолекул клетки, химические явления и процессы, протекающие в организме на молекулярном уровне;
4. магистральные пути и регуляцию метаболизма белков, аминокислот, нуклеиновых
кислот, углеводов, липидов, основные нарушения их обмена в организме человека;
5. основы биоэнергетики клетки;
6. сведения о молекулярных механизмах наследственных и других заболеваний;
7. базовые принципы биохимического анализа и клинико-биохимической лабораторной
диагностики заболеваний;
8. теоретические основы ферментативных путей превращения лекарств в организме, основные клеточные мишени для действия лекарственных веществ и их метаболитов,
способы обезвреживания токсических соединений в организме;
9. теоретические основы информатики в медицинских и биологических системах, использование информационных компьютерных систем и технологий.
Уметь:
1. пользоваться учебной, научной, научно-популярной литературой, сетью Интернет и
учебным Интернет-порталом для профессиональной деятельности;
2. использовать измерительное оборудование при выполнении биохимических исследований;
3. классифицировать химические соединения, основываясь на их структурных формулах;
пользоваться номенклатурой IUPAC для составления названий по формулам типичных представителей биологически важных веществ;
4. определять содержание основных компонентов белкового, углеводного и липидного
обменов в крови и других биологических жидкостях;
5. определять количество белковых фракций в крови;
6. оценивать информативность различных биохимических определений для анализа крови и мочи при некоторых патологических состояниях (сахарных диабет, атеросклероз,
патологии печени, почек, сердца);
7. производить расчёты по результатам экспериментов, проводить элементарную статистическую обработку экспериментальных данных;
8. характеризовать по содержанию продуктов метаболизма ксенобиотиков в биологических жидкостях превращения данного лекарственного вещества в организме;
9. выбирать пути введения лекарств в организм, используя знания о процессах пищеварения и всасывания в желудочно-кишечном тракте, о превращении лекарственных
веществ в печени и других органах.
Владеть:
1. навыками химической и биохимической терминологии;
2. навыками работы с биохимическими реактивами и биологическими жидкостями;
3. навыками утилизации химических и биологических отходов;
4. навыками базовых технологий поиска и преобразования информации, в том числе с
использованием учебных образовательных ресурсов, превращения прочитанного в
средство для решения биохимических, а в дальнейшем профессиональных задач;
5. основами понятий ограничения в достоверности и специфике наиболее часто встречающихся биохимических лабораторных тестов;
6. основами мероприятий по оказанию первой медицинской помощи при неотложных и
угрожающих жизни состояниях, в том числе остром отравлении лекарственными
средствами.
3. Краткое содержание дисциплины:
Раздел 1. Введение в биохимию
Знакомит студента с основными целями и задачами биологической химии – науки о структуре химических веществ, входящих в состав живой материи, их превращениях и физикохимических процессах, лежащих в основе жизнедеятельности организма; особенностями
этой науки, этапами становления, базовыми методами и современными фундаментальными и
прикладными направлениями; отличительными особенностями живых организмов, биохимическим единством всех форм жизни, главными биологическими макромолекулами клетки
и их метаболизмом.
Содержание раздела:
1. Предмет и задачи биологической химии. Место биохимии среди других биологических
наук. Структурная организация и функциональность биологических макромолекул; обмен
веществ и энергии; самовоспроизведение как квинтэссенция живого состояния. Уровни
структурной организации живого. Основные этапы развития биохимии. Главные направления современной биохимии. Методологические подходы и уровни биохимических исследований. Прикладные разделы биохимии. Связь биохимии с фармацией, её роль в подготовке
провизоров.
Раздел 2. Аминокислоты, пептиды, белки. Структура, свойства, функции. Выделение,
очистка и идентификация
Знакомит студента с общими свойствами природных (протеиногенных) аминокислот как основных мономеров пептидов и белков; пептидами и белками как важнейшими компонентами
живых организмов, содержанием и распространением белков в клетках и тканях организма;
уровнями структурной организации белков, значением аминокислотной последовательности
для биологической функции белка, последующих уровней его структурной организации; физико-химическими свойствами белков; методами выделения и очистки индивидуальных белков; классификацией белков, характеристикой основных представителей классов; понятием о
полифункциональности белков, изменением белкового состава тканей и органов в онтогенезе
и при развитии болезней.
Содержание раздела:
1. Аминокислоты – мономеры белковых молекул и пептидов. Протеиногенные аминокислоты. Классификация аминокислот. Структура, физико-химические свойства, основные
функции аминокислот. Биологически активные пептиды. Структурное и функциональное
разнообразие белков.
2. Структура белков, уровни организации (первичная, вторичная, третичная, четвертичная
структуры, понятие о супервторичной структуре и доменной организации белков). Мономеры и олигомеры. Фолдинг белка. Роль шаперонов и шаперонинов. Физико-химические свойства белков (амфотерность, высаливание, денатурация, ренатурация, коллоидноосмотические свойства, кристаллизация, электрофоретическая подвижность). Методы изучения белков. Классификация белков (простые и сложные белки). Характеристика основных
групп белков. Связь структуры белков с их функцией. Аминокислоты, пептиды и белки как
фармакопрепараты.
3. Сложные (конъюгированные) белки: нуклеопротеины, хромопротеины, фосфопротеи-
ны, гликопротеины, протеогликаны, липопротеины, металопротеины, ферменты-протеиды.
Особенности их химического строения и биологическая роль. Особенности обмена сложных
белков. Гемоглобин. Структура, функции, механизм функционирования. Центры связывания
лигандов. Полиморфизм белков.
Раздел 3. Ферменты. Витамины
Знакомит студента с основами энзимологии; составом, структурой, базовыми функциями,
историей открытия и изучения ферментов, их использованием в медицине и фармации; основами биокатализа и кинетикой ферментативных реакций; регуляцией активности ферментов; витаминами как коферментами ферментов, нарушениями, возникающими при недостатке или избытке витаминов в организме.
Содержание раздела:
1. Особенности ферментов как биокатализаторов: зависимость от физических и физикохимических условий среды; высокая избирательность действия; чувствительность к ингибиторам и активаторам и другие.
2. Активный центр фермента, его адсорбционный и каталитический участки. Коферменты, кофакторы, простетические группы – понятие об их функциональной роли и химическом
многообразии. Витамины и их производные как коферменты. Водо- и жирорастворимые витамины, биологическая роль. Гипо-, гипер- и авитаминозы.
3. Классификация и номенклатура ферментов.
4. Основы биокатализа. Кинетика ферментативного катализа. Активность ферментов,
единицы ее измерения. Регуляция ферментативной активности. Ингибиторы ферментов: необратимые и обратимые; конкурентные, неконкурентные (аллостерические), бесконкурентные. Применение ингибиторов в медицине. Обратимое ингибирование фермента как механизм действия большинства лекарств.
5. Изоферменты, их роль в энзимодиагностике. Мультиэнзимные комплексы. Аллостерические ферменты. Ферменты как лекарственные препараты (энзимотерапия).
Раздел 4. Нуклеиновые кислоты. Механизмы матричных синтезов
Знакомит студента с составом, структурой, особенностями пространственной организации,
функциями, историей открытия и изучения нуклеиновых кислот, их ролью в хранении и передаче наследственной информации; компонентным составом и биохимическими механизмами основных матричных синтезов в клетке; биохимическими исследованиями в медицине
и фармации, связанными с использованием ДНК-технологий.
Содержание раздела:
1. Биохимия нуклеиновых кислот. Нуклеотиды – структурные мономеры полинуклеотидов, их строение. Нуклеозид-5’-трифосфаты, циклические нуклеотиды, их функции. Строение и уровни организации нуклеиновых кислот. Первичная структура ДНК и РНК. Типы
межнуклеотидных связей в полинуклеотидах, их характеристика. Вторичная структура
ДНК, ее характеристика. Типы связей, стабилизирующих двойную спираль ДНК, комплементарность оснований. Денатурация и ренативация ДНК. Третичная структура ДНК.
Структурная организация ДНК в хроматине. Вторичная и третичная структуры РНК, ее
функциональные виды (м-РНК, т-РНК, р-РНК). Физико-химические свойства нуклеиновых
кислот.
2. Нуклеиновые кислоты, их роль в переносе генетической информации. Хранение, воспроизведение и передача генетической информации. Роль ДНК в этих процессах. Репликация, ее механизм и биологическое значение. Синтез ДНК и фазы клеточного деления. Повреждения и репарация ДНК. Характеристика ферментов ДНК-репарирующего комплекса.
3. Биосинтез РНК (транскрипция). Механизм, биологическая роль, особенности процесса транскрипции в клетках прокариот и эукариот. Посттранскрипционная модификация
РНК. Рибозимы – новый тип биокатализаторов.
4. Биосинтез белка (трансляция). Общая последовательность стадий белкового синтеза.
Необходимые компоненты трансляции. Биологический код и его свойства. Роль т-РНК в
синтезе белков. Образование аминоацил-т-РНК. Кодон-антикодоновое взаимодействие.
Роль м-РНК в биосинтезе белков. Строение и функциональный цикл рибосом. Посттрансляционная модификация белков.
5. Регуляция биосинтеза белков. Адаптивная регуляция экспрессии генов у про- и эукариот.
Теория оперона. Функционирование оперонов, регулируемых по механизму индукции и репрессии. Роль энхансеров (усилителей) и сайленсеров (тушителей), амплификации (увеличение копий) и перестройки генов, процессинга, транспорта из ядра в цитоплазму и изменение
стабильности м-РНК в регуляции синтеза белков у эукариот. Лекарственные вещества как активаторы и ингибиторы синтеза нуклеиновых кислот и белка.
6. Молекулярные механизмы генетической изменчивости. Мутации, их виды, частота, зависимость от условий среды. Рекомбинация как источник генетической изменчивости. Генотипическая гетерогенность – причина полиморфизма белков в популяции человека. Лекарственные вещества как мутагены. Молекулярная патология. Понятие о ферментах и неферментных
протеинопатиях. Принципы лечения и профилактики молекулярных болезней.
7. Генная инженерия. Технология рекомбинантных ДНК, конструирование химерных молекул ДНК и их клонирование. Полимеразная цепная реакция (ПЦР) и полиморфизм длины
рестрикционных фрагментов (ПДРФ) как методы изучения генома диагностики болезней.
Генная терапия. Методы, применение в медицине и фармации.
Раздел 5. Введение в обмен веществ и энергии
Знакомит студента с понятием о метаболизме и его функциях; катаболическими, анаболическими и амфиболическими путями в обмене веществ, их значением и взаимосвязями; энергетическими циклами в живой природе; методами изучения обмена веществ; энергетикой биохимических реакций; понятием о высокоэнергетических и низкоэнергетических биологических
соединениях; АТФ – важнейшим аккумулятором и источником энергии, ролью АТФ в метаболизме клетки, основными биологическими механизмами синтеза АТФ; особенностями микросомального окисления; лекарственными препаратами – донорами метаболической энергии
(амфибион, МАП, рибоксин и др.), их применением в медицине.
Содержание раздела:
1. Биологические мембраны как сложная высокоорганизованная двумерная система, состоящая главным образом из липидов и белков (липопротеиновый комплекс). Строение, свойства, функции, принципы организации мембранных липидов. Белки мембран, их классификация по расположению в мембране и функциям. Свойства мембран – асимметрия, замкнутость, динамичность, избирательная проницаемость. Основные функции мембран. Биогенез
мембран. Трансмембранный перенос веществ. Простая и облегченная диффузия. Активный
транспорт. Эндо- и экзоцитоз. Липосомы как модельная система биомембран, их применение
в фармации и медицине.
2. Биологическое окисление и окислительное фосфорилирование. Характеристика и биологическая роль процессов. История развития учения о биологическом окислении. Современная
теория биологического окисления. Структура митохондрий. Механизм окисления субстратов
ферментами митохондрий. Структурная организация ферментов дыхательной цепи во внутренней мембране митохондрий. Окислительное фосфорилирование, коэффициент Р/О. Механизм сопряжения окисления и фосфорилирования. Гипотезы сопряжения: химическая,
конформационная, хемоосмотическая. Дыхательный контроль как основной механизм регуляции сопряжения окисления и фосфорилирования. Разобщение окисления и фосфорилирования. Лекарственные вещества как разобщающие агенты.
3. Микросомальное окисление и биологические функции. Роль кислорода в этом процессе. Токсичность кислорода. Детоксикация супероксид-анион-радикала и перекиси водорода, функции супероксиддисмутазы, каталазы и пероксидазы. Роль радикальных форм кислорода в регуляции перекисного окисления ненасыщенных липидов в биомембранах.
Цепная реакция перекисного окисления липидов и её значение в физиологии и патологии
клетки. Регуляторы перекисного окисления липидов (перооксиданты и антиоксиданты).
Антиоксиданты как лекарственные препараты.
4. Субстратное фосфорилирование. Понятие о субстратном фосфорилирование, его механизм, роль в биоэнергетике аэробных и анаэробных организмов.
5. Фотосинтетическое фосфорилирование. Виды фотосинтезирующих организмов. Фотосинтез и характеристика фотосинтезирующих структур. Стадии фотосинтеза, их характеристика. Синтез углеводов в цикле Кальвина.
Раздел 6. Функции и обмен углеводов
Знакомит студента с особенностями структурной организации, классификацией, функциями
углеводов, входящих в состав животных и растительных организмов; процессами переваривания-всасывания моно-, ди- и полисахаридов в ЖКТ, механизмами транспорта моносахаридов через клеточные мембраны; основными путями внутриклеточного метаболизма углеводов (синтез, распад) в тканях организма, энергетическим балансом данных процессов в пересчете на глюкозу; основными молекулярными патологиями обмена углеводов.
Содержание раздела:
1. Основные пути катаболизма глюкозы. Гликолиз – центральный путь катаболизма глюкозы, его механизм, энергетический баланс, биологические функции и регуляция. Стадии
гликолиза. Анаэробный и аэробный гликолиз. Аэробное окисление глюкозы как основной
путь катаболизма глюкозы у аэробных организмов. Последовательность этапов этого процесса. Переключение анаэробного пути распада углеводов на аэробный.
2. Окисление пирувата и цикл лимонной кислоты как общие пути катаболизма углеводов, липидов, аминокислот. Механизм окислительного декарбоксилирования пирувата
полиферментным пируватдегидрогеназным комплексом. Структура комплекса, основные
стадии превращения пирувата в ацетил-КоА. Цикл лимонной кислоты: последовательность
реакций, характеристика ферментов, его роль как генератора водорода для дыхательной
цепи ферментов митохондрий. Аллостерические механизмы регуляции цикла лимонной
кислоты. Анаболические функции этого процесса.
3. Пентозофосфатный путь. Окислительный и неокислительный этапы этого пути, последовательность реакций, характеристика ферментов. Взаимосвязь пентозофосфатного пути с гликолизом, его биологические функции, распространение в организме.
4. Анаболизм углеводов. Биосинтез глюкозы (глюконеогенез) из аминокислот, глицерина и молочной кислоты. Обходные реакции необратимых стадий гликолиза. Биологическая роль и регуляция глюконеогенеза. Взаимосвязь гликолиза в мышцах и глюконеогенеза в печени (цикл Кори).
5. Обмен гликогена. Структура и свойства гликогена, роль как резервного полисахарида. Распад гликогена (гликогенолиз), его связь с гликолизом. Синтез гликогена. Взаимоотношения между ферментами синтеза и распада гликогена, механизм их регуляции. Роль
адреналина и глюкагона в регуляции резервирования и мобилизации гликогена. Гликогенозы и агликогенозы. Роль различных путей обмена углеводов в регуляции уровня глюкозы в крови.
Раздел 7. Функции и обмен липидов
Знакомит студента с особенностями структурной организации, классификацией, функциями
липидов, входящих в состав животных и растительных организмов, эссенциальными жирными кислотами; процессами переваривания-всасывания липидов в ЖКТ, механизмами
транспорта через клеточные мембраны; основными путями внутриклеточного метаболизма
различных липидов (синтез, распад) в тканях организма, энергетическим балансом данных
процессов; особенностями метаболизма и транспорта холестерина в организме; незаменимыми пищевыми факторами липидной природы; основными молекулярными патологиями обмена липидов.
Содержание раздела:
1. Катаболизм липидов. Переваривание липидов в желудочно-кишечном тракте. Желчные
кислоты, их структура и биологическая роль в переваривание липидов. Панкреатическая и кишечная липаза, специфичность действия, рН-оптимум, активация. Нарушение переваривания и
всасывания. Ресинтез липидов в кищечной стенке, транспорт ресинтезированных липидов, образование хиломикронов и липопротеинов очень низкой плотности (ЛОНП). Липопротеинлипаза, ее роль. Внутриклеточный метаболизм липидов. Тканевой липолиз, окисление глицерина и жирных кислот. Энергетика и регуляция β-окисление жирных кислот, локализация
процесса. Транспорт ацильной группы в митохондрии, окисление ненасыщенных жирных кислот. Биосинтез и использование кетоновых тел в качестве источников энергии. Катаболизм
фосфолипидов.
2. Анаболизм липидов. Биосинтез жирных кислот. Роль малонил-КоА. Последовательность
реакций синтеза жирных кислот при участии мультиферментного комплекса синтетазы жирных
кислот, регуляция этого процесса. Пальмитиновая кислота как основной продукт действия этого комплекса. Представление о путях образования продуктов с более длинной углеродной цепью, ненасыщенных жирных кислот. Биосинтез ацилглицеринов и глицерофосфолипидов.
Фосфатидная кислота как общий предшественник в синтезе этих групп липидов. Регуляция
обмена липидов. Физиологическая роль резервирования и мобилизации жиров в жировой ткани. Гормональная регуляция активности липазы. Нарушение этих процессов при ожирении.
Липотропные факторы как лекарственные средства.
3. Обмен стероидов. Холестерин, его структура, роль как предшественника других биологически важных стероидов. Биосинтез холестерина. Ацетил-КоА как структурный предшественник холестерина. Включение холестерина в печени в ЛОНП, транспорт кровью. Превращение
холестерина в желчные кислоты, их выведение из организма. Гиперхолестеринемия, её причины. Биохимия атеросклероза, его лечение. Механизм возникновения желчно-каменной болезни.
Применение хенодезоксихолевой кислоты и других соединений для лечения желчно-каменной
болезни.
Раздел 8. Обмен белков и аминокислот
Знакомит студента с ферментативным гидролизом белков в ЖКТ, характеристикой основных
протеолитических ферментов, проферментами протеиназ и механизмом их активации; субстратной специфичностью протеиназ; экзо- и эндопептидазами; аминокислотами как конечными продуктами переваривания белков, механизмом их транспорта через мембраны; свободными аминокислотами, источниками их образования и использования в клетках; ролью тканевых протеиназ в обмене белков и аминокислот; основными патологиями обмена белков и
аминокислот.
Содержание раздела:
1. Катаболизм белков и аминокислот. Общие пути катаболизма аминокислот (по α-амино- и
α-карбоксильной группам), специфические превращения по радикалу. Дезаминирование аминокислот, его типы. Окислительное дезаминирование, его роль, оксидазы L- и Dаминокислот, глутаматдегидрогеназа. Трансамирование: аминотрансферазы, роль фосфопиридоксаля. Химизм реакций и биологическая роль трансаминирования. Непрямое дезаминирование аминокислот. Коллекторная функция глутамата в метаболическом потоке азота
аминокислот. Основные пути нейтрализации аммиака, образующегося при катаболизме аминокислот: восстановительное аминирование α-кетоглутарата, синтез глутамина и аспарагина,
образование солей аммония и мочевины. Биосинтез мочевины как основной путь нейтрализации аммиака, его химизм и регуляция. Глутамин как донор аминогруппы при синтезе ряда
соединений.
2. Декарбоксилирование аминокислот. Образование биогенных аминов (гистамин, тирамин, триптамин, серотонин, гамма-аминомаслянная кислота). Роль биогенных аминов в организме. Аминооксидазы, ингибиторы аминооксидаз как фармакопрепараты. Роль гистамина в
развитии аллергических реакций и воспаления. Антигистаминные препараты. Особенности катаболизма отдельных аминокислот.
3. Трансметилирование. Метионин и S-аденозилметионин. Синтез креатина, адреналина,
фосфатидилхолинов; метилирование ДНК: представление о метилировании чужеродных, в
том числе лекарственных соединений.
4. Тетрагидрофолиевая кислота, синтез и использование одноуглеродных групп. Проявления
недостаточности фолиевой кислоты. Механизм действия сульфаниламидных препаратов.
5. Обмен фенилаланина и тирозина в разных тканях. Фенилкетонурия: биохимический дефект, проявления болезни, диагностика и лечение. Алкаптонурия. Альбинизм. Нарушение синтеза дофамина при паркинсонизме. Глюкогенные и кетогенные аминокислоты.
6. Заменимые аминокислоты. Основные пути биосинтеза заменимых аминокислот в организме человека.
Раздел 9. Обмен нуклеотидов и нуклеиновых кислот
Знакомит студента с ферментативным гидролизом нуклеиновых кислот в ЖКТ и тканях, характеристикой основных гидролитических ферментов, механизмом их активации; конечными
продуктами распада нуклеотидов; свободными нуклеотидами, источниками их образования и
использования в клетках; основными патологиями обмена нуклеотидов и нуклеиновых кислот.
Содержание раздела:
1. Катаболизм нуклеиновых кислот, пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов. Конечные
продукты превращения азотистых оснований, нарушение их обмена. Гиперурикемия и подагра, аллопуринол как конкурентный ингибитор ксантиноксидазы. Ксантинурия. Оротацидурия.
2. Анаболизм нуклеотидов. Биосинтез уридиловой кислоты как общего предшественника
всех пиримидиновых нуклеотидов. Биосинтез пуриновых нуклеотидов de novo; пути реутилизации аденина и гуанина в процессе биосинтеза нуклеотидов, особенности биосинтеза дезоксирибонуклеотидов. Регуляция процессов анаболизма нуклеотидов. Лекарственные препараты, нарушающие синтез нуклеотидов и нуклеиновых кислот.
Раздел 10. Регуляция и интеграция обмена веществ в организме
Знакомит студента с общими принципами и стратегией интеграции метаболизма; основными
метаболическими путями; ключевыми метаболитами, их ролью во взаимном превращении белков, липидов, углеводов; основными механизмами регуляции метаболизма живых систем,
иерархией регуляторных систем; основными группами гормонов и гормоноподобных соединений, использованием гормонов в качестве фармакопрепаратов.
Содержание раздела:
1. Регуляция на молекулярном, клеточном уровнях, на уровне макроорганизма. Гормональная
регуляция как механизм межклеточной и межорганной координации обмена веществ. Основные способы регуляции и координации метаболических процессов путем изменения: активности ферментов (активация и ингибирование); концентрации ферментов в клетке (индукция и
репрессия синтеза, изменение скорости деградации фермента); проницаемости клеточных мембран.
2. Гормоны. Классификация гормонов. Иерархия гормональной регуляции. Гормоны гипоталамуса, их регуляторные функции. Гипофиз, тропные гормоны гипофиза, их значение в регуляции функции периферических желёз. Нейрогормоны, их биологическое действие.
3. Строение, биосинтез и регуляция секреции инсулина, глюкагона, адреналина. Молекулярный механизм действия и роль этих гормонов в регуляции обмена углеводов, липидов, аминокислот. Патогенез сахарного диабета. Препараты инсулина, их получение. Генно-инженерный
метод синтеза инсулина.
4. Регуляция водно-солевого обмена. Строение и функции альдостерона и вазопрессина.
Система ренин-ангиотензин-альдостерон. Биохимические механизмы возникновения почечной гипертонии, отеков, дегидратации.
5. Роль гормонов в регуляции обмена кальция и фосфатов (паратгормон, кальцитонин и
кальцитриол). Строение, биосинтез и механизм действия кальцитриола. Причина и проявления
рахита, гипо- и гиперпаратироидизма.
6. Гормоны коры надпочечников (глюкокортикостероиды и минераллокотикостероиды),
строение, влияние на обмен веществ.
7. Гормоны половых желёз. Андрогены, эстрогены, их биологическая роль. Анаболические
стероиды как высокоэффективные фармакопрепараты.
8. Гормоны щитовидной железы (тироксин, трийодтиронин). Строение и биосинтез. Нарушение обменных процессов при гипо- и гипертиреозе. Молекулярный механизм действия тироксина.
9. Важнейшие представители гормоноидов. Простагландины, их биологическая роль. Применение гормонов и их синтетических аналогов в медицине.
Раздел 11. Биохимия тканей и органов
Знакомит студента с одним из перспективных направлений биохимии – функциональной
биохимией, рассматривающей особенности метаболизма и функционирования отдельных
органов и тканей в пре- и постнатальном онтогенезе организмов; нарушениями магистральных путей обмена веществ на уровне конкретных органов и систем органов; способами коррекции нарушений.
Содержание раздела:
1. Биохимия крови. Состав и функции крови. Гемоглобин. Биосинтез гема, регуляция процесса. Обмен железа. Транспорт кислорода, кооперативный механизм функционирования молекул гемоглобина. Гемоглобинопатии, порфирии, анемии. Транспорт диоксида углерода кровью. Белки сыворотки крови, их функции. Гемостаз. Молекулярные механизмы свертывания
крови. Противосвертывающая система. Активаторы плазминогена и протеолитические ферменты как тромболитические лекарственные средства. Система комплемента. Системы крови,
регулирующие сосудистый тонус. Клиническое значение биохимического анализа крови.
2. Биохимия печени. Роль печени в обмене веществ. Синтез белков плазмы крови и печени.
Обезвреживающая функция печени: реакции окисления, восстановления и конъюгации. Катаболизм гема, образование желчных пигментов (билирубина), обезвреживание в печени. «Прямой» и «непрямой» билирубин. Нарушение обмена билирубина (гепатиты). Диагностическое
значение определения билирубина в крови и моче. Обезвреживание в печени продуктов гниения аминокислот, поступающих из кишечника. Биохимические методы диагностики заболевания печени.
3. Биохимия мышц. Особенности состава мышечной ткани. Важнейшие белки миофибрилл:
миозин, актин, тропомиозин, тропонин. Молекулярные механизмы мышечного сокращения.
Роль градиента одновалентных ионов и ионов кальция в регуляции мышечного сокращения.
Саркоплазматические белки: миоглобин, его строение и функции, экстрактивные вещества
мышц. Особенности энергетического обмена в мышцах; роль креатинфосфата. Биохимические
изменения при дистрофиях и денервации мышц.
4. Биохимия нервной системы. Особенности химического состава нервной ткани. Миелиновые мембраны: особенности состава и структуры. Энергетический обмен нервной ткани. Обмен пирувата и полиневриты. Нервный импульс, механизм. Медиаторы: ацетилхолин, катехоламины, серотонин, гамма-аминомаслянная кислота, глютаминовая кислота, глицин, гистамин.
Нарушения обмена биогенных аминов при психических заболеваниях. Молекулярные механизмы памяти. Физиологические пептиды мозга.
5. Биохимия соединительной ткани. Коллаген: особенности аминокислотного состава,
первичной и пространственной структуры. Особенности строения и функций эластина. Гликозамингликаны и протеогликаны. Роль глюкуроновой кислоты в организации межклеточного
матрикса. Адгезивные белки межклеточного матрикса: фибронектин и ламинин, их строение и
функции. Роль этих белков в межклеточных взаимодействиях и развитии опухолей. Изменения соединительной ткани при старении, коллагенозах.
6. Биохимия почек. Почки как главный орган экскреции конечных метаболитов. Клиренс
(очищение) компонента плазмы крови как показатель эффективности его выведения почками. Процесс образования мочи. Молекулярные механизмы реабсорбции и секреции в почечных канальцах. Нормальные и патологические составные части крови и мочи.
Раздел 12. Фармацевтическая биохимия
Знакомит студента с использованием биохимических принципов, методов и подходов в фармацевтической практике; основными современными разработками в конструировании систем
для биотестирования; реакциями биотрансформации лекарственных веществ в организме;
биохимическими основами индивидуальной вариабельности метаболизма лекарств.
Содержание раздела:
1. Биохимия и фармация. Биохимические методы стандартизации контроля качества лекарств – биорегуляторов (гормонов, ферментов и др.). Основные принципы разработки и
конструирования систем для биотестирования гормонов.
2. Применение ферментов в медицине и фармацевтической промышленности. Ферментативный анализ биологических субстратов. Ферменты как аналитические реагенты. Преимущества иммобилизованных ферментов.
3. Биохимические основы генно-инженерной технологии, её применение для синтеза инсулина, интерферонов и других лекарственных веществ. Биохимические аспекты повышения биодоступности лекарственных препаратов. Липосомы как носители лекарств.
4. Биотрансформация лекарственных веществ в организме. Основные закономерности метаболизма биогенных и синтетических лекарственных средств. Локализация метаболических
превращений лекарств в организме. Структурная организация и функциональная роль эндоплазматического ретикулума печени в биотрансформации лекарств. Основные типы реакций первой фазы метаболизма ксенобиотиков. Характеристика реакций конъюгации.
5. Биохимические основы индивидуальной вариабельности метаболизма лекарств. Иммунитет как функция химического гомеостаза. Методы исследования биотрансформации
лекарств в организме.
4. Формы контроля, оценочные средства:
Формы контроля
Текущий контроль, отслеживание уровня
усвоения материала на лекциях (фронтальный контроль) и лабораторных занятиях (индивидуальный и групповой контроли)
Оценочные средства
 собеседование (устный опрос по вопросам к
соответствующим темам занятий);
 контрольные работы по темам;
 кейс-задачи (комплексные проблемные задания);
 портфолио (подборка выполненных самостоятельных работ по соответствующим темам
занятий (таблицы, схемы, интеллект-карты,
конспекты, кроссворды, имитационные модели и др.);
 доклады, сообщения, мини-рефераты по заданным темам в виде презентаций с использованием средств мультимедиа или в устной
форме;
 задачи и задания репродуктивного, реконструктивного и творческого уровней;
 тесты (обучающие, аттестующие);
 круглые столы, дискуссии
Оценка текущего контроля – система «2−5», зачет – незачет
Модульный контроль по окончании изучения разделов курса
Контроль остаточных знаний (спустя
определенное время после изучения раздела дисциплины)
Промежуточный контроль в конце семестра
Итоговый контроль по дисциплине в виде
экзамена
(5 семестр).
 коллоквиумы;
 контрольные работы по разделам;
 задачи и задания репродуктивного, реконструктивного и творческого уровней;
 тесты (аттестующие)
Оценка модульного контроля – система «2−5»,
зачет – незачет
 тесты (аттестующие)
Оценка контроля остаточных знаний – зачет –
незачет
 коллоквиум или контрольная работа;
 задачи и задания репродуктивного, реконструктивного и творческого уровней;
 тесты (аттестующие)
Оценка промежуточного контроля – система
«2−5», зачет – незачет
 экзамен (экзаменационные билеты);
 задачи и задания репродуктивного и реконструктивного уровней
Оценка итогового контроля (экзамен) – система
«2−5»