Βιοχημεία: Ενδιάμεσος Μεταβολισμός

• Ορισμός και ιστορία της Βιοχημείας.
• Η σημασία της Βιοχημείας στη καθημερινή ζωή.
• Η σημασία της Βιοχημείας για την Ιατρική με παραδείγματα

α. Εργαστηριακών αναλύσεων πλάσματος

β. Διάγνωσης και θεραπείας μεταβολικών ασθενειών

γ. Δράσης φαρμάκων

δ. Αντιμετώπισης του καρκίνου

• βασικές έννοιες του μεταβολισμού, σχέση μεταξύ αναβολισμού και καταβολισμού, κοινά μοτίβα αντιδράσεων.
• ελεύθερη ενέργεια αντίδρασης και η σημασία της για την έννοια της σύζευξης αντιδράσεων.
• ρόλος του ATP και τρόποι παραγωγής του
• ρόλος της φωσφορικής κρεατίνης στους μυς
• ρόλος των οξειδοαναγωγικών συνενζύμων (NAD, νιασίνη, FAD, NADP) και του ακέτυλο-συνένζυμου Α
• τύποι βασικών αντιδράσεων του μεταβολισμού
• τρόποι ρύθμισης μεταβολικών πορειών και ενεργειακό φορτίο του κυττάρου.
• ρύθμιση μεταβολισμού μέσω μεταγωγής κυτταρικών σημάτων
• βασικές πορείες μεταγωγής σήματος – μοριακών κυκλωμάτων
• δομή και λειτουργία υποδοχέων επτά διαμεμβρανικών ελίκων, πρωτεϊνών G και αδενυλικής κυκλάσης
• ρόλος του κυκλικού ΑΜΡ ως ενδοκυττάριου μηνύματος και σημασία του «καταρράκτη αντιδράσεων»
• δομή και λειτουργία φωσφολιπάσης C και κινάσης C
• ασβέστιο ως κυτοσολικός αγγελιοφόρος
• ορισμός και κατηγορίες μεταβολικών νοσημάτων
• εισαγωγή στη διάγνωση, αντιμετώπιση και θεραπεία των κληρονομικών μεταβολικών νόσων.

• βιολογικός ρόλος και χημική φύση της γλυκόζης και των άλλων βασικών υδατανθρακών της διατροφής
• αντιδράσεις και ένζυμα πέψης των υδατανθρακών, μεταφορείς γλυκόζης GLUT
• αντιδράσεις της γλυκόλυσης και τα ένζυμα που τις καταλύουν
• ενεργειακή απόδοση της γλυκόλυσης
• μεταβολικές τύχες πυροσταφυλικού και διατήρηση του ισοζυγίου οξειδοαναγωγής
• σημασία της γλυκόλυσης ως αναερόβιας οδού, σημασία των ισοενζύμων της γαλακτικής δεϋδρογονάσης και διαχείριση του γαλακτικού από τον ανθρώπινο οργανισμό
• μεταβολισμός της φρουκτόζης και γαλακτόζης
• γαλακτοζαιμία και δυσανεξία σε φρουκτόζη και λακτόζη

• γενική ρύθμιση της γλυκόλυσης,
• ορμονική ρύθμιση της φωσφοφρουκτοκινάσης και ρόλος της 2,6, διφωσφορικής φρουκτόζης
• σημασία των ισοενζύμων για την ιστική μεταβολική εξειδίκευση (εξοκινάση/γλυκοκινάση)
• ρύθμιση της κινάσης του πυροσταφυλικού
• ρύθμιση κατά την μυϊκή ηρεμία και την έντονη μυϊκή άσκηση
• πρόδρομα μόρια σύνθεσης της γλυκόζης
• αντιδράσεις τις γλυκονεογένεσης και ενεργειακό της κόστος
• ρύθμιση των μη αντιστρεπτών αντιδράσεων
• αντίρροπη ρύθμιση γλυκόλυσης-γλυκονεογένεσης
• κύκλος του Cori και κύκλος της αλανίνης.

• μετατροπή του πυροσταφυλικού σε ακέτυλο-συνένζυμο Α στα μιτοχόνδρια και ρύθμιση της αντίδρασης
• αντιδράσεις του κύκλου του Krebs και τα ένζυμα που τις καταλύουν, ρύθμιση των κομβικών ενζύμων και ενεργειακή απόδοση
• ρύθμιση του κύκλου από το ενεργειακό φορτίο και τις ορμόνες
• αναπληρωτικές αντιδράσεις του κύκλου
• ενδιάμεσα του κύκλου που είναι βιοσυνθετικά πρόδρομα
• βιοχημική βάση της νόσου Μπέρι-μπέρι και της δηλητηρίαση από υδράργυρο ή αρσενικό

• σύμπλοκα, κινητοί μεταφορείς ηλεκτρονίων της αναπνευστικής αλυσίδας και προσθετικές ομάδες μεταφοράς ηλεκτρονίων, δομή και εξέλιξη του κυτόχρωματος c
• δημιουργία ριζών οξυγόνου (ROS) και καταπολέμηση τους
• χημειοσμωτικό φαινόμενο (υπόθεση Mitchel).
• γενική δομή και λειτουργία της F0F1-ATPάσης
• πρωτονιοκίνητη δύναμη και σύζευξη της αναπνευστικής αλυσίδας με την οξειδωτική φωσφορυλίωση
• τρόποι μεταφοράς των ηλεκτρονίων του κυτταροπλασματικού NADH στο μιτοχόνδριο (συστήματα φωσφορικής γλυκερόλης και μηλικού/ασπαρτικού)
• μεταφορά του ΑΤΡ μέσα και έξω από το μιτοχόνδριο.
• ενεργειακή απόδοση της αναπνευστικής αλυσίδας και της πλήρους καύσης της γλυκόζης
• ρύθμιση της οξειδωτικής φωσφορυλίωσης (αναπνευστικός έλεγχος).
• αναστολή και αποσύζευξη της οξειδωτικής φωσφορυλίωσης (λειτουργία φαιού λιπωδους ιστού)
• μιτοχονδριακές νόσοι και ρόλος των μιτοχονδρίων στην απόπτωση, τον καρκίνο και τη γήρανση

• δομή, φυσικές και χημικές ιδιότητες του γλυκογόνου.
• ρόλος του γλυκογόνου στην ομοιοστασία της γλυκόζης
• αποικοδόμηση του γλυκογόνου και ρύθμιση της φωσφορυλάσης του γλυκογόνου αλλοστερικά και ορμονικά
• σύνθεση γλυκογόνου, γλυκογενίνη και ρύθμιση της συνθάσης του γλυκογόνου.
• σημασία της γλυκογονόλυσης και γλυκογονογένεσης στο ήπαρ και τους μυς
• ρόλος της πρωτεϊνικής φωσφατάσης 1 (PP1) στη ρύθμιση του μεταβολισμού του γλυκογόνου & η φωσφορυλάση a ως αισθητήριο σύστημα της γλυκόζης στο ήπαρ
• νόσοι αποθήκευσης γλυκογόνου (γενικά και ειδικά για τις νόσους Pombe, Von Gierke και McArdle)

• Ποιές αλλαγές συμβαίνουν στον μεταβολισμό των καρκινικών κυττάρων;
• Τι εξυπηρετούν αυτές οι αλλαγές (και πως μπορούμε να τις εκμεταλλευτούμε στην αντιμετώπιση του καρκίνου);
• Πως προκαλούνται αυτές τις αλλαγές (η σχέση της υποξίας και των HIF)

• σημασία της οδού των φωσφορικών πεντοζών στην παραγωγή NADPH και πεντοζών και συντονισμό της με την γλυκόλυση
• σε ποιους ιστούς είναι ενεργή, πότε και γιατί
• γενικές αντιδράσεις οξειδωτικού και μη οξειδωτικού κλάδου.
• επιπτώσεις και βιοχημική βάση της ανεπάρκειας G6PD (φαρμακοεπαγόμενη αιμολυτική αναιμία, φαβισμός)
• ανεπάρκεια θειαμίνης και το σύνδρομο Wernicke-Korsakoff

• δομικά χαρακτηριστικά και ονοματολογία λιπιδίων
• χρήση λιπιδίων ως πηγές ενέργειες και ως δομικά συστατικά μεμβρανών
• σύγκριση της απόδοσης αποθήκευσης ενέργειας σε μορφή τριακυλογλυκερολών ή γλυκογόνου
• πέψη των λιπιδίων της τροφής και κινητοποίηση τους από το λιπώδη ιστό
• αξιοποίηση της γλυκερόλης των λιπιδίων
• ενεργοποίηση των λιπαρών οξέων και μεταφορά τους στο μιτοχόνδριο (ρόλος καρνιτίνης)
• β-οξείδωση των λιπαρών οξέων και ενεργειακής της απόδοση
• αποικοδόμηση λιπαρών οξέων με περιττό αριθμό ατόμων άνθρακα
• σημασία και ρόλος της βιταμίνης Β12 (κοβαλαμίνης)
• γιατί η πλήρης οξείδωση των λιπαρών οξέων στο ήπαρ απαιτεί γλυκόζη
• κετονοσώματα: παραγωγή, ρόλος, μεταβολισμός και σημασία τους στη νηστεία και το διαβήτη, διαβητική κετοξέωση

• βασικές αντιδράσεις και ενεργειακό κόστος της βιοσύνθεσης λιπαρών οξέων (διαφορές με την αποικοδόμηση)
• σημασία και προέλευση του ακετυλο-CoA και του NADPH που απαιτούνται
• ρύθμιση και συντονισμός της αποικοδόμησης και σύνθεσης λιπαρών οξέων σαν απόκριση στη διατροφή μέσω της καρβοξυλάσης του ακέτυλο-CoΑ
• απαραίτητα λιπαρά οξέα, κυκλοοξυγενάση και βιοχημική βάση της δράσης των μη στεροειδών αντιφλεγμονωδών φαρμάκων

• δομικά χαρακτηριστικά, χημική σύσταση και ιδιότητες των βιολογικών μεμβρανών
• ρόλος πρωτεϊνών και λιπιδίων στη δομή και λειτουργία των μεμβρανών.
• παράγοντες που επηρεάζουν τη ρευστότητα των μεμβρανών
• κίνηση λιπιδίων και πρωτεϊνών μέσα στις μεμβράνες
• μεταβολισμός τριακυλογλυκερολών, φωσφολιπιδίων και σφιγγολιπιδίων και ρόλος του φωσφατιδικού και των ενεργοποιημένων αλκοολών

• σύνθεση σφιγγολιπιδίων και γαγγλιοζιτών,
• σφιγγολιπιδώσεις, σύνδρομο αναπνευστικής δυσφορίας και νόσος Tay-Sachs
• βασικές αρχές σύνθεσης της χοληστερόλης
• αναγωγάση του HMG-CoA και ρύθμιση της
• δομή και λειτουργία των χολικών αλάτων
• κατάταξη, σύνθεση, λειτουργία και διαγνωστική σημασία των λιποπρωτεϊνών
• δομή και λειτουργία του υποδοχέα της LDL και η σημασία του στην υπερχοληστερολαιμία και αθηροσκλήρωση
• βιοχημική βάση της φαρμακευτικής αντιμετώπισης της υπερχοληστερολαιμίας

• διαδικασία της πέψης των πρωτεϊνών της τροφής
• διαδικασία ενδοκυττάριας αποικοδόμησης των πρωτεϊνών
• γενικές αρχές και ιστοειδικότητα του καταβολισμού των αμινοξέων
• αντιδράσεις μεταφοράς και απελευθέρωσης αζώτου: τρανσαμίνωση, οξειδωτική και υδρολυτική απαμίνωση, υδρόλυση γλουταμίνης.
• σημασία και ρόλος της βιταμίνης Β6 και της φωσφορικής πυριδοξάλης
• κλινική σημασία των τρανσαμινασών
• ρόλος της αλανίνης και γλουταμίνης στη μεταφορά αμινομάδων στο ήπαρ
• γενικές αρχές της απέκκρισης του αζώτου & αντιδράσεις του κύκλου της ουρίας
• μοριακή βάση, σημασία και αντιμετώπιση των υπεραμμωνιαιμιών

• γενικές αρχές καταβολισμού του ανθρακικού σκελετού των αμινοξέων
• γλυκογενετικά και κετογενετικά αμινοξέα
• γενετικές ασθένειες καταβολισμού των αμινοξέων
• μοριακή βάση, διάγνωση και αντιμετώπιση της φαινυλκετονουρίας
• κύριες οδούς ενσωμάτωσης του αζώτου σε βιομόρια
• απαραίτητα και μη απαραίτητα αμινοξέα
• αντιδράσεις σύνθεσης των μη-απαραίτητων αμινοξέων
• αντιδράσεις μεταφοράς μονοανθρακικών ομάδων και ρόλος του τετραϋδροφολικού οξέος και της S-αδενοσυλμεθειονίνης
• φυσιολογικός και παθολογικό ρόλος της ομοκυστεΐνης

• βιολογικώς σημαντικά παράγωγα των αμινοξέων: βιογενείς αμίνες, κατεχολαμίνες, γλουταθειόνη, μονοξείδιο του αζώτου
• γενικές αρχές βιοσύνθεσης και καταβολισμού της αίμης
• βιολογική σημασία και απέκκριση της χολερυθρίνης
• μοριακή βάση και συμπτώματα των πορφυριών
• δομή, ονοματολογία και βιολογικός ρόλος των νουκλεοτιδίων
• πρόδρομες ενώσεις και βασικές αρχές για την de novo σύνθεση των ριβονουκλεοτιδίων & πορείες περίσωσης
• βιοχημική βάση και συμπτώματα της νόσου Lesch-Nyhan
• σύνθεση των δεοξυριβονουκλεοτιδίων από ριβονουκλεοτίδια
• ρύθμιση της σύνθεσης των νουκλεοτιδίων
• προϊόντα καταβολισμού των νουκλεοτιδίων και βιοχημική βάση της ουρικής αρθρίτιδας
• αντικαρκινικά φάρμακα που στοχεύουν την αναγωγάση του τετραϋδροφολικού και τη συνθάση του θυμιδιλικού

• επαναλαμβανόμενα μοτίβα στη μεταβολική ρύθμιση
• κύριες μεταβολικές πορείες, διασυνδέσεις και θέσεις ελέγχου τους
• μόρια σημαντικοί κόμβοι: 6-φωσφορική γλυκόζη, πυροσταφυλικό και ακέτυλο-CoA
• κύριες μεταβολικές διεργασίες του εγκεφάλου, των μυών (σκελετικών και καρδιακών), του λιπώδους ιστού, των νεφρών και του ήπατος
• κύριες ορμόνες του μεταβολισμού
• μεταβολικές αλλαγές σε επίπεδο οργανισμού κατά τη μεταγευματική κατάσταση και τη κατάσταση νηστείας
• μεταβολικές διαταραχές στον σακχαρώδη διαβήτη
• μεταβολικές αλλαγές κατά την άσκηση και την κατανάλωση αλκοόλ