2. Зміст програми

Біосинтез нуклеїнових кислот та білків. Основний постулат молекулярної біології. Три основні типи матричних біосинтезів: реплікація, транскрипція, трансляція. Етапи реплікації, ДНК-ініціації, термінації. Напівконсервативний характер реплікації. Синтез праймера. Функція ДНК-лігази в процесі елонгації. Роль білків в процесі реплікації. Післяреплікативні модифікації ДНК. Роль рестриктаз у формуванні генетичної інформації. Рестриктази як інструмент експериментальної молекулярної біології та генної інженерії. Ферментативний матричний синтез - РНК-транскрипція. Особливості ДНК еукаріот. Типи РНК та їх функції. Основні етапи транскрипції. Етапи процесингу РНК. Сплайсинг РНК. Зворотність транскрипції - РНК-залежний синтез РНК як можливий механізм функціону­вання онковірусів та вірусу СПІДу.

Трансляція. Структура та функції рибосом. Принципова відмінність транс­ляції від інших матричних біосинтезів - реплікації та транскрипції. Біологічний код. Структура та функції тРНК. Механізм активації амінокислот. Роль мат­ричної РНК. Основні етапи трансляції. Функціонування рибосом. Фактори ініціації, елонгації, транслокації та термінації. Формування вторинної та тре­тинної структури білків.

Регуляція біосинтезу білків. Принципи індукції та репресії. Генні мутації та їх біологічні наслідки. Генна інженерія та біотехнологія, їх значення для фар­мації. Фармпрепарати - інгібітори матричних біосинтезів.

Загальні принципи регуляції метаболічних процесів в організмі людини. Гормони. Гомеостаз: поняття та значення. Механізми регуляції біохімічних про­це­сів, які забезпечують гомеостаз, та їх рівні - клітинні, гуморальні, нервові. Вну­тріш­ньоклітинні механізми - перший рівень регуляції. Характеристика внутріш­ньоклітинних сигналів змін метаболізму та основні механізми його ре­гуляції. Біохімічні рецептори клітинних мембран та їх роль в регуляції та інтеграції клітинного метаболізму. Аденілатциклаза та гуанілатциклаза - сиг­нальні системи клітинних мембран. Роль ГТФ та іонів Са²⁺ як модуляторів, ак­тивності – циклаза­фосфодиестераза. Активація протеїнкіназ. Фосфорилювання функціональних біл­ків. Роль фосфопротеїнкінази. Фармпрепарати - активатори та інгібітори актив­но­с­ті фосфодиестераз. Цитозольні рецептори, їх функція.

Ендокринна система. Гормони-секрети ендокринних залоз. Принцип зво­ротнього зв'язку в механізмі біосинтезу та секреції гормонів. Транспорт гор­монів. Поняття про клітини-мішені та специфічність рецепторів. Механізм мо­дифікуючої дії гормонів на метаболічні процеси в клітинах. Класифікація гор­монів.

Гормони щитовидної залози. Йодтироніни та тиреокальцитонін. Хімічна природа, біосинтез, секреція та механізм дії йодтиронінів. Основні прояви по­рушень функції щитовидної залози (гіпо- і гіпертиреоз, ендемічний зоб). Ос­новні препарати, які використовуються для лікування захворювань щитовидної залози.

Гормони паращитовидних залоз. Паратгормон, хімічна природа та його взаємозв'язок з кальцитоніном у регуляції фосфорно-кальцієвого обміну. Порушення функцій паращитовидних залоз - основні клінічні прояви. Фармпрепарати.

Гормони підшлункової залози. Хімічна природа, утворення та механізм дії інсуліну та глюкагону на метаболізм. Діабет: порушення обміну речовин та біохімія ускладнень, інсулінозалежний (ІЗД) та інсулінонезалежний (ІНД). Інсулін - фармпрепарат. Фармпрепарати, які використовуються для лікування ІНД.

Гормони надниркових залоз. Гормони мозкової речовини надниркових залоз: адреналін та норадреналін, хімічна природа, біологічна роль. Метаболізм катехоламінів та його значення. Адреналін - фармпрепарат. Використання та зберігання (профілактика утворення адренохрому).

Гормони кори надниркових залоз (глюкокортикоїди та мінералокортикоїди). Будова, біосинтез, вплив на метаболізм. Прояви гіпо- та гіперкортицизму.

Кортикостероїди та їх похідні. Природа ускладнень при тривалому викори­станні в клініці.

Гормони статевих залоз. Андрогени та естрогени, їх хімічна природа, біологічна роль, вплив на метаболізм. Статеві гормони - фармпрепарати.

Гіпоталамус - місце переключення з нервового шляху на гуморальний. Рилізинг-гормони (ліберини та статини), зв'язок гіпоталамуса з гіпофізом. Тропні гормони передньої долі гіпофіза, їх вплив на органи-мішені. Меланоцитстимулюючий гормон середньої долі. Окситоцин та вазопресин, їх секреція із задньої долі. Хімічна природа гормонів гіпофіза, механізм дії. Участь гіпоталамо-гіпофізарних гормонів у регуляції функції центральної нервової системи. Ендорфіни та їх біологічна роль.

Гормони гіпофіза та гіпоталамуса - фармпрепарати.

Антигормони. Молекулярний механізм їх дії. Використання в клініці.

Нервова система - вищий рівень регуляції метаболізму. Механізм трансфор­мації нервового імпульсу в хімічний (гуморальний) сигнал звільнення медіатора та секреція гормона.

Вітаміни. Загальна характеристика вітамінів. Значення в регуляції метабо­лізму - вітаміни як кофактори ферментів. Класифікація та номенклатура. Джерела та шляхи метаболізму вітамінів. Порушення балансу вітамінів в організмі - екзо­генні та ендогенні гіповітамінози. Хімічна структура, біологічна роль жиророз­чинних вітамінів, клінічні прояви недостатності ліповітамінів А, В, Е, К. Вітаміноподібні жиророзчинні речовини, їх біологічне значення. Хімічна структура та біохімічні функції водорозчинних вітамінів, клінічні прояви не­достатності. Вітаміноподібні водорозчинні речовини та їх біологічні функції. Антивітаміни, найважливіші представники, механізм їх дії. Використання вітамінів та антивітамінів у медицині. Вітаміни та їх похідні як фармпрепарати.

Функціональна біохімія деяких тканин та органів. Кров - внутрішнє середовище організму та найважливіша біорідина. Ос­новні функції крові. Клітини крові, склад, особливості обміну, зміни в пато­логії.

Гематокритне число та варіанти його змін. Плазма та сироватка як гетеро­генна колоїднобілкова система. Білковий склад, диспротеїнемії та протеїнемії. Значення електрофоретичних досліджень білків сироватки в клініці. Викори­стання електрофорезу та інших фізико-хімічних методів у промисловій фар­мації. Небілкові речовини плазми крові: азотовмісні та безазотисті. Залишко­вий азот крові, методи визначення, значення. Електроліти та мікроелементи.

Ферменти сироватки крові, причини та характер гіпо- та гіперферментемій. Механізм згортання крові. Фармпрепарати - антикоагулянти та тромболітики. Кров як джерело лікарських препаратів.

Печінка. Структура гепатоцитів. Найважливіші функції печінки в метаболічних перетвореннях та підтримці гомеостазу. Біохімічні механізми знеш­кодження токсичних продуктів ендо- та екзогенного походження (уреогенез, реакції кон’югації, мікросомальне окислення). Клініко-біохімічні показники порушень функціонального стану печінки.

Змішані макромолекули (гетеромакромолекули). Білок-небілкові та інші небілкові змішані макромолекули. Білок-небілкові комплекси або кон'юговані білки, їх класифікація. Нуклеопротеїни, глікопротеїни, металопротеїни, гемопротеїни, фосфопротеїни, ліпопротеїни, флавопротеїни та ін. Основні пред­ставники, хімічна характеристика, розповсюдженість, біологічна роль в ор­ганізмі.

Будова та функції нуклеїнових кислот. Розвиток сучасних уявлень про нук­леїнові кислоти: ДНК (дезоксирибонуклеїнова) та РНК (рибонуклеїнова), їх ло­калізація в клітинах та біологічні функції. Нуклеотиди - структурні мономіри нуклеїнових кислот (полінуклеотидів).

Основні компоненти нуклеотидів: азотисті основи (пурини та піримідини), моносахарид (β-D-рибоза та β-D-2-дезоксирибоза), неорганічний фосфат. Структура пуринових (аденіна та гуаніна) та піримідинових (цитозина, урацила, тиміна) основ, їх номенклатура. Кето-єнольна таутомерія піримідинових азотистих основ. Поняття мінорних азотистих основ. Структура нуклеозидів, принцип утворення, номенклатура. Структура нуклеотидів, принцип утворення, номенклатура. Моно-, ди-, трифосфонуклеотиди. Утворення полінуклеотидів за допомогою 3`, 5`-фосфодиефірнихзв'зків. Циклічні нуклеотиди.

Структура та рівні організації нуклеїнових кислот. Первинна структура нуклеїнових кислот - послідовність основ. Вторинна структура ДНК - подвійна спіраль (дуплекс). Правила Чаргаффа. Сили стабілізації подвійної спіралі ДНК.

Хімічна природа РНК. Види РНК: тРНК, мРНК, рРНК, їх структурна ор­ганізація. Третинна структура нуклеїнових кислот, характеристика.

Хромосоми, гістони та нуклеосоми, склад та біологічна роль.

Фізико-хімічні властивості нуклеїнових кислот.

Ферменти. Вступ до науки про ферменти. Хімічна природа ферментів. Ферменти та небіологічні каталізатори, подібність та відмінність. Ферменти-білки прості та складні. Структурна організація ферментів: активний та алостеричний центри. Рівні структурної організації ферментів (мультиферментні комплекси, фер­ментні ансамблі, ферменти як супердомени). Кофактор (кофермент) - залежні ферменти. Зимогени (проферменти), їх біологічна роль. Кінетика ферментативних реакцій. Залежність швидкості ферментативної реакції від концентрації субстрату.

Константа Міхаеліса (К_m). Рівняння Міхаеліса-Ментен. Залежність швид­кості ферментативної реакції від концентрації фермента, температури, реакції середовища. Ферменти як каталізатори загального кислотного та загального лужного типу. Механізм дії ферментів. Гіпотези механізму дії ферментів. Стадії ферментативного каталізу, їх характеристика. Значення зближення реа­гентів та деформація субстратів у механізмі дії ферментів. Специфічність дії ферментів. Види специфічності та їх характеристика. Регуляція активності ферментів. Модифікатори активності ферментів (активатори та інгібітори). Гальмування активності ферментів: конкурентне та неконкурентне, безконкурентне та субстратне, їх механізм. Алостерична регуляція активності ферментів та її фізіологічне значення. Лікарські препарати - активатори та інгібітори активності ферментів.

Класифікація та номенклатура ферментів. Методи визначення ферментатив­ної активності. Сучасні одиниці виміру активності ферментів (катал, нкатал та ін.).

Виділення та методи очищення ферментів. Ізоферменти (ізозими), їх діагностичне значення. Поліферментні системи.

Іммобілізовані ферменти, їх характеристика і отримання.

Практичне значення ферментів. Використання ферментів у різних галузях народного господарства та медицині. Органоспецифічні ферменти. Ензимопатологія, ензимодіагностика, ензимотерапія. Ферменти-фармпрепарати.

Загальні шляхи метаболізму та молекулярні основи енергетичного обміну в організмі людини. Характеристика обміну речовин в організмі та методи його вивчення. Катаболічні, анаболічні та амфіболічні шляхи, їх значення. Стаціонарна концен­трація метаболітів та їх зміни в патології. Енергетичні ресурси клітин та ме­ханізм вилучення з них енергії. Два типи катаболізму: специфічний та загаль­ний шлях. Біологічна роль біоенергетичних процесів в організмі. Сучасні уяв­лення про загальні принципи біологічної термодинаміки, історія вивчення. За­гальна характеристика макроергічних сполук та шляхи їх використання в ор­ганізмі. Характеристика двох основних біоенергетичних шляхів фосфорилювання - субстратного та окислювального. Зв'язок процесів окислення та сучасні уявлен­ня про механізм тканинного дихання. Характери­стика оксидоредуктаз та їх кофак­торів. Надмолекулярна організація систем тканинного дихання - ланцюг переносу електронів при окислювальному фосфорилюванні в мітохондріях як основний механізм утворення АТФ в організмі людини. Структурна організація мітохонд­рій. Механізм окислення субстратів ферментами мітохондрій. Біохімічна характеристика основних положень хеміосмотичної гіпотези механізму окислювального фосфорилювання Мітчела. Нез'ясовані питання та інші гіпотези цього механізму. Роз'єднання окислення та фосфорилювання в патології, біологічні наслідки. Споживання кисню в ре­акціях біологічного окислення. Мікросомальне окислення, його біологічна роль, характеристика ферментів цієї окислювальної системи - цитохрому Р₄₅₀ та НАД • Н-цитохром Р₄₅₀-редуктази. Перекисне окислення ліпідів та його біоло­гічне значення. Прооксидантна та антиоксидантна системи організму. При­родні та штучні антиоксиданти як лікарські препарати.

Загальний шлях катаболізму та його характеристика. Окислювальне декарбоксилювання піровиноградної кислоти. Структура та функції піруватдегідрогеназного комплексу та послідовність реакцій. Цикл лимонної кислоти (цикл Кребса).

Зв'язок специфічних шляхів катаболізму із загальним шляхом - стадії пірувата та ацетил-КоА. Ферменти та послідовність реакцій в цитратному циклі. Роль загального шляху катаболізму в енергетичному обміні та його регуляція.

Метаболізм та функції вуглеводів. Функції вуглеводів в організмі. Вуглеводи їжі. Механізм травлення вугле­водів у шлунково-кишковому тракті - зміни в ротовій порожнині і в тонкому кишечнику. Механізм всмоктування вуглеводів. Доля глюкози після всмокту­вання. Аліментарна гіперглюкоземія. Глюкоза крові та її транспорт у клітини. Залежність цього процесу від інсуліну. Глікоген печінки. Загальна схема дже­рел та шляхів перетворення глюкози в організмі. Специфічний та загальний шляхи катаболізму глюкози. Цитозольні та мітохондріальні ферменти. Послідовність реакцій гліколізу до утворення піровиноградної кислоти та його біологічне значення. Енергетична цінність аеробного розщеплення глюкози. Сучасні уявлення про човникові механізми передачі водню на дихальний лан­цюг. Анаеробний гліколіз, реакції субстратного фосфорилювання. Енергетична цінність та біологічне значення. Глюконеогенез, джерела, роль лактат­дегідрогенази, принципова послідовність реакцій та сумарний ефект.

Пентозний цикл перетворення глюкози та його біологічне значення. Депо­нування та мобілізація глікогену в печінці та м'язах, регуляторні механізми та біологічне значення.

Гормональна регуляція вуглеводного обміну, механізм гіпо- та гіперглікемії. Порушення вуглеводного обміну при цукровому діабеті. Фармпрепарати, які використовуються для лікування.

Препарати групи інсуліну, негормональні цукрознижуючі фармпрепарати.

Ферменти вуглеводного обміну в ензимодіагностиці. Вуглеводи та їх похідні як лікарські препарати.

Метаболізм та функції ліпідів. Хімічна структура та класифікація. Локалізація та біологічна роль. Механізм травлення ліпідів у шлунково-кишковому тракті. Особливості всмоктування продуктів гідролізу ліпідів. Жовчні кислоти, їх структура та біологічна роль. Ресинтез триацилгліцеринів у клітинах кишечнику. Структура ліпопротеїнових комплексів. Транспорт жирних кислот. Окислення гліцерину. Окислення ви­щих жирних кислот, хімізм β-окислення насичених жирних кислот з парним числом вуглецевих атомів. Локалізація процесу. Енергетичний ефект. Утворен­ня жирів з вуглеводів. Шляхи перетворення ацетил-КоА. Утворення кетонових тіл, їх доля в нормі та патології.

Окислення поліненасичених жирних кислот та утворення внутрішньо­клітинних регуляторів метаболізму. Простагландини, тромбоксани, лейкотрієни, хімічна характеристика та фізіологічні ефекти.

Метаболізм фосфоліпідів та гліколіпідів. Метаболізм стеридів, значення в нормі та при патології. Атеросклероз, жовчнокам’яна хвороба.

Регуляція обміну ліпідів. Фармпрепарати - похідні ліпідів.

Ліпіди та біомембрани. Основні мембранні структури клітин та їх спе­цифічні функції, будова та хімічні структурні компоненти мембран. Ліпіди мембран. Білки мембран. Трансмембранний транспорт речовин. Механізм по­легшеної дифузії та активного транспорту. Ферменти активного транспорту. Іонні насоси, їх види та функції. Сімпорт та антипорт. Мембранні рецептори. Значення в нормі та патології.

Фармпрепарати - активатори та інгібітори трансмембранних переносників.

Метаболізм білків та амінокислот. Білки їжі як джерело амінокислот. Азотистий баланс організму. Повноцінні та неповноцінні білки їжі, їх значення для життєдіяльності організму. Травлен­ня білків у шлунково-кишковому тракті, фізіологічний зміст цього процесу. Травлення білків у шлунку, функції соляної кислоти, характеристика пепсину. Порушення травлення білків у шлунку. Загальна характеристика протеїназ травного каналу, їх структура, механізм дії. Ферменти, які каталізують процеси пристінкового травлення. Біохімічні механізми всмоктування амінокислот. Процеси гниття в товстому кишечнику та утворення токсичних продуктів з амінокислот, хімізм їх знешкодження в печінці. Структура ФАФС та УДФГК. Механізм травлення складних білків. Нуклеази кишечнику та підшлункової за­лози.

Катаболізм тканинних білків. Фонд вільних амінокислот клітини та його джерела. Тканинні пептидгідролази - катепсини та механізм їх дії. Основні шляхи використання вільних амінокислот в організмі.

Трансамінування амінокислот - шлях біосинтезу замінних амінокислот в ор­ганізмі. Хімічна структура амінотрансфераз та механізм трансамінування. Декарбоксилювання амінокислот - шлях утворення біологічно активних сполук. Характеристика декарбоксилаз амінокислот. Ферментативний механізм знеш­кодження надлишку біогенних амінів, характеристика оксидаз амінокислот (МАО та ДАО). Фармпрепарати - інгібітори амінооксидаз. Дезамінування амінокислот, ферменти дезамінування та механізм реакцій, значення. Доля безазотистих залишків амінокислот. Глюконеогенез.

Основні джерела аміаку, його значення та шляхи знешкодження в організмі. Біосинтез сечовини, зв'язок орнітинового циклу з циклом лимонної кислоти. Амоніогенез.

Особливості обміну складних білків. Розпад гемопротеїнів. Утворення жовчних пігментів. Вільний та зв'язаний білірубін. Жовтяниці, клініко-діагностичне значення визначення білірубіну і його фракцій.

Розпад нуклеїнових кислот та нуклеотидів. Кінцеві продукти обміну пури­нових та піримідинових нуклеотидів в організмі людини. Подагра. Препарати, які нормалізують пуриновий обмін.

Фармпрепарати, які регулюють ентеральний та проміжний обмін білків. Білки та амінокислоти як фармпрепарати.

Біосинтез нуклеїнових кислот та білків. Основний постулат молекулярної біології. Три основні типи матричних біосинтезів: реплікація, транскрипція, трансляція. Етапи реплікації, ДНК-ініціації, термінації. Напівконсервативний характер реплікації. Синтез праймера. Функція ДНК-лігази в процесі елонгації. Роль білків у процесі реплікації. Післяреплікативні модифікації ДНК. Роль рестриктаз у формуванні генетичної інформації. Рестриктази як інструмент експериментальної молекулярної біології та генної інженерії. Ферментативний матричний синтез - РНК-транскрипція. Особливості ДНК еукаріот. Типи РНК та їх функції. Основні етапи транскрипції. Етапи процесингу РНК. Сплайсинг РНК. Зворотність транскрипції - РНК-залежний синтез РНК як можливий механізм функціону­вання онковірусів та вірусу СНІДу.

Трансляція. Структура та функції рибосом. Принципова відмінність транс­ляції від інших матричних біосинтезів - реплікації та транскрипції. Біологічний код. Структура та функції тРНК. Механізм активації амінокислот. Роль матричної РНК. Основні етапи трансляції. Функціонування рибосом. Фактори ініціації, елонгації, транслокації та термінації. Формування вторинної та тре­тинної структури білків.

Регуляція біосинтезу білків. Принципи індукції та репресії. Генні мутації та їх біологічні наслідки. Генна інженерія та біотехнологія, їх значення для фар­мації. Фармпрепарати - інгібітори матричних біосинтезів.

Загальні принципи регуляції метаболічних процесів в організмі людини. Гормони. Гомеостаз: поняття та значення. Механізми регуляції біохімічних процесів, які забезпечують гомеостаз, та їх рівні - клітинні, гуморальні, нервові. Внутрішньоклітинні механізми - перший рівень регуляції. Характеристика внутрішньоклітинних сигналів змін метаболізму та основні механізми його ре­гуляції. Біохімічні рецептори клітинних мембран та їх роль в регуляції та інтеграції клітинного метаболізму. Аденілатциклаза та гуанілатциклаза - сиг­нальні системи клітинних мембран. Роль ГТФ та іонів Са²⁺ як модуляторів, ак­тивності - циклазафосфодиестераза. Активація протеїнкіназ. Фосфорилювання функціональних білків. Роль фосфопротеїнкінази. Фармпрепарати - активатори та інгібітори активності фосфодиестераз. Цитозольні рецептори, їх функція.

Прикладна біохімія.

- Фармацевтична біохімія, її значення для теоретичної та практичної фар­мації.

- Біогенні та синтетичні лікарські засоби.

- Фармакокінетика, визначення, характеристика.

- Залежність дії ліків від метаболізму.

- Метаболізм ксенобіотиків: фази, залежність від будови, шляхів уведення в організм.

- Ентеральний метаболізм лікарських речовин та характеристика дії фер­ментів шлунково-кишкового тракту.

- Внутрішньоклітинний метаболізм та характеристика ферментних систем клітинних органел.

- Схема монооксигеназного ланцюга окислення природних речовин та ксе­нобіотиків.

- Характеристика ферментів мікросомального окислення - цитохрома Р₄₅₀ та ін.

- Механізм реакцій кон'югації, їх різновидність, значення.

- Вплив факторів внутрішнього та зовнішнього середовища на метаболізм ліків.

- Клінічна біохімія, її значення для медицини.

- Організація роботи клініко-біохімічних лабораторій.

- Тактика проведення біохімічних досліджень.

- Основні групи біохімічних показників.

- Поняття про уніфіковані методи визначення біохімічних показників.

- Констеляції показників при деяких видах патології.

- Трактування результатів.