Pathological Biochemistry - GAF232

• Anglický název: Pathological Biochemistry
• Zajišťuje: Katedra biochemických věd (16-16160)
• Fakulta: Farmaceutická fakulta v Hradci Králové
• Platnost: od 2023
• Semestr: letní
• Body: 0
• E-Kredity: 3
• Způsob provedení zkoušky: letní s.:ústní
• Rozsah, examinace: letní s.:28/0, Zk [HS]
• Počet míst: neomezen / neurčen (neurčen)
• Minimální obsazenost: neomezen
• 4EU+: ne
• Virtuální mobilita / počet míst pro virtuální mobilitu: ne
• Stav předmětu: vyučován
• Jazyk výuky: angličtina
• Způsob výuky: prezenční
• Vysvětlení: (F 3.r.)
• Poznámka: odhlásit z termínu zkoušky při nesplněné rekvizitě; povolen pro zápis po webu
• Garant: doc. PharmDr. Iva Boušová, Ph.D.
• Patří mezi: 2.ročník 2024/25 Pharmacy (EN19)
• Korekvizity : GAF141
• Je prerekvizitou pro: GAF339

Anotace

čeština

Patobiochemie se zabývá poruchami biochemických dějů v organismu, biochemickými změnami v průběhu chorobných stavů a snaží se o jejich vysvětlení na molekulární úrovni. Při výuce předmětu jsou též probírány některé aspekty fyziologické biochemie člověka, které do patobiochemie uvádějí (např. biochemie trávení a vstřebávání, syntéza a odbourávání hemoglobinu, metabolismus lipoproteinů apod). Patobiochemie tak přispívá k přípravě studentů studijního programu Farmacie pro budoucí pochopení významu a mechanismu farmakoterapeutických zásahů v organismu, tedy zejména pro farmakologii, zároveň též přispívat k prohloubení zdravotnického vzdělání farmaceuta. <br> Témata: Oxidační stres a antioxidační ochrana, biochemie zánětu, biochemie novotvarů, dědičné metabolické poruchy, fyziologická a patologická biochemie lipidů, fyziologická a patologická biochemie sacharidů, fyziologická a patologická biochemie látek obsahujících dusík, patobiochemie nervového systému, fyziologická a patologická biochemie purinů a pyrimidinů, biochemie porfyrinů, patobiochemie hormonálních regulací

Poslední úprava: Boušová Iva, doc. PharmDr., Ph.D. (20.01.2025)

angličtina

Pathological biochemistry (pathobiochemistry) deals with disorders of biochemical pathways and biochemical changes in human organism under pathological situations. The discipline aims to explain diseases at the molecular level. Some aspects of human physiological biochemistry (e.g. the biochemistry of digestion and absorption, synthesis and degradation of hemoglobin, and metabolism of lipoproteins), are also discussed in the course. The major goal of Pathobiochemistry in the Pharmacy program is to prepare students for future understanding molecular targetting of modern pharmacotherapeutics, taught in Pharmacology. This subject also contributes to the deepening of the medical education of the pharmacist. Topics: Oxidative stres and antioxidant defense, biochemistry of inflammation, biochemistry of tumors, inherited errors of metabolism, physiological and pathological biochemistry of lipids, physiological and pathological biochemistry of saccharides, physiological and pathological biochemistry of nitrogen-containing compounds, pathological biochemistry of nervous systém, physiological and pathological biochemistry of purines and pyrimidines, biochemistry of porphyrines, pathological biochemistry of hormonal regulations

Poslední úprava: Boušová Iva, doc. PharmDr., Ph.D. (20.01.2025)

Podmínky zakončení předmětu

1) Passing the exam of General biochemistry shall be the condition for registration for the exam

2) Combined exam - written and oral part. Conditions are published in the Study materials on the faculty website

3) Registration for an examination shall be done electronically through Internet in the Student Information System (SIS). The student may not be registered for more terms of the same exam concurrently.

5) Teachers might ask additional questions from different areas of Pathological Biochemistry

6) All drawn and asked questions are equal with respect to validity of exam and exam results (exam mark)

7) The student may take the examination from the registered subject a maximum of three times, i.e. he/she has the right to two corrective dates; an extraordinary corrective date is not allowed.

Poslední úprava: Boušová Iva, doc. PharmDr., Ph.D. (20.01.2025)

Literatura

čeština

Povinná:

• Murray, Robert K. Granner, Daryl K., Rodwell, Victor W.. Harper's illustrated biochemistry. New York: Lange Medical Books/McGraw-Hill, 2006, 692 s. ISBN 978-0-07-125300-0.
• Newsholme, E. A. Leech, A. R.. Functional biochemistry in health and disease. Chichester, UK ; Hoboken, N.J.: Wiley-Blackwell, 2009, 543 s. ISBN 978-0-471-98820-5.
• Champe, Pamela C., Harvey, Richard A. Ferrier, Denise R.. Lippincott's illustrated reviews: Biochemistry. Baltimore, MD: Lippincott Williams & Wilkins, 2008, 520 s. ISBN 978-0-7817-6960-0.
• Silbernagl, Stefan, Lang, Florian. Color atlas of pathophysiology. null: null, 2010, 433 s. ISBN 978-3-13-116552-7.

Doporučená:

• Litwack, Gerald. Human biochemistry and disease. Burlington: Elsevier Inc., Academic Press, 2008, 1254 s. ISBN 978-0-12-452815-4.
• Halliwell, Barry Gutteridge, John M. C.. Free radicals in biology and medicine. Oxford: Oxford University Press, 2015, 905 s. ISBN 978-0-19-871748-5.

Poslední úprava: Boušová Iva, doc. PharmDr., Ph.D. (20.01.2025)

angličtina

Obligatory:

• Newsholme, E. A., Leech, A. R.. Biochemistry for the medical sciences - metabolic regulation in health and disease. Chichester: Wiley-Blackwell, 2010, 543 s. ISBN 978-0-471-98820-5.
• Murray, Robert K. Granner, Daryl K., Rodwell, Victor W.. Harper's illustrated biochemistry. New York: Lange Medical Books/McGraw-Hill, 2006, 692 s. ISBN 978-0-07-125300-0.
• Champe, Pamela C., Harvey, Richard A. Ferrier, Denise R.. Lippincott's illustrated reviews: Biochemistry. Baltimore, MD: Lippincott Williams & Wilkins, 2008, 520 s. ISBN 978-0-7817-6960-0.
• Silbernagl, Stefan, Lang, Florian. Color atlas of pathophysiology. null: null, 2010, 433 s. ISBN 978-3-13-116552-7.

Recommended:

• Halliwell, Barry Gutteridge, John M. C.. Free radicals in biology and medicine. Oxford: Oxford University Press, 2015, 905 s. ISBN 978-0-19-871748-5.
• Litwack, Gerald. Human biochemistry and disease. Burlington: Elsevier Inc., Academic Press, 2008, 1254 s. ISBN 978-0-12-452815-4.

Poslední úprava: Boušová Iva, doc. PharmDr., Ph.D. (20.01.2025)

Metody výuky

čeština

Přednášky

Poslední úprava: Boušová Iva, doc. PharmDr., Ph.D. (20.01.2025)

angličtina

Lectures

Poslední úprava: Boušová Iva, doc. PharmDr., Ph.D. (20.01.2025)

Požadavky ke zkoušce

čeština

Zkoušku z Patobiochemie lze konat až po absolvování předmětu Obecná biochemie.

Poslední úprava: Boušová Iva, doc. PharmDr., Ph.D. (20.01.2025)

angličtina

Exam in Pathological Biochemistry shall be taken after completing the course of General Biochemistry.

Poslední úprava: Boušová Iva, doc. PharmDr., Ph.D. (20.01.2025)

Sylabus

čeština

Úvod, mechanismy poškození buňky

• Obecné mechanismy vedoucí k poškození či smrti buňky
• Hlavní biochemické mechanismy buněčného poškození
• Sled biochemických a morfologických změny při akutním ischemickém/hypoxickém poškození
• Chemické poškození

Oxidační stres a antioxidační ochrana

• Volné radikály, reaktivní formy dusíku a kyslíku (RONS)
• Vznik volných radikálů a RONS
• Fyziologické funkce RONS
• Antioxidační systém organismu
• Prolomení antioxidační ochrany organismu, oxidační stres
• RONS v patologických procesech

Biochemie zánětu

• Fáze zánětlivé odpovědi, lokální znaky zánětu, postup akutní zánětlivé odpovědi
• Mediátory zánětu - biogenní aminy, kininy, lipidové mediátory, komplement, cytokiny, exogenní mediátory
• Fagocytóza - mechanismy nitrobuněčného zabíjení
• Systémové účinky zánětu - reaktanty akutní fáze, horečka, leukocytóza, hormonální změny, kachexie, bolest
• Farmakoterapeutické zásahy do metabolismu mediátorů zánětu

Biochemie novotvarů

• Nádorová onemocnění - základní pojmy, klasifikace
• Nádorová transformace, metastázování, angiogeneze
• Apoptóza
• Faktory vyvolávající nádorovou transformaci - fyzikální, chemické a biologické příčiny vzniku nádorů.
• Virové nádory. Virové a buněčné onkogeny, růstové faktory, telomery a telomerasa
• Klinickobiochemické aspekty nádorů

Dědičné metabolické poruchy

• Charakteristika, patogeneze a následky, dědičnost
• Klinické projevy, léčba
• Diagnostika dědičných metabolických poruch - celopopulační a selektivní screening

Fyziologická a patologická biochemie lipidů

• Trávení a vstřebávání z GIT, poruchy
• Lipoproteiny - složení, metabolismus
• Dyslipoproteinémie
• Biochemie aterosklerózy
• Poruchy metabolismu složených lipidů – lipidózy

Fyziologická a patologická biochemie sacharidů

• Trávení a vstřebávání sacharidů, poruchy těchto dějů
• Základní metabolické cesty sacharidů a jejich poruchy - poruchy metabolismu fruktosy a galaktosy, glykogenózy
• Složené cukry - poruchy glykosylace, mukopolysacharidózy
• Regulace glykémie a její poruchy
• Diabetes mellitus jako komplexní metabolická choroba - biochemie diabetu, molekulární výklad pozdních následků diabetu
• Metabolický syndrom

Fyziologická a patologická biochemie látek obsahujících dusík

• Bílkoviny, peptidy, látky nebílkovinného dusíku
• Trávení bílkovin v GIT, vstřebávání aminokyselin z GIT, poruchy těchto dějů. Intracelulární degradace bílkovin, poruchy.
• Tvorba a odstraňování amoniaku - biochemický výklad poruch ornithinového cyklu, hepatogenní encefalopatie
• Dědičné poruchy metabolismu aminokyselin - fenylketonurie, leucinóza, poruchy metabolismu sirných aminokyselin

Patobiochemie nervového systému

• Poruchy skládání proteinů, následky
• Degenerativní onemocnění nervového systému - Alzheimerova choroba, Parkinsonova choroba, Huntingtonova chorea, prionová onemocnění

Nukleové kyseliny, metabolismus purinů a pyrimidinů

• Regulace metabolismu purinů, poruchy, hyperurikémie, dna
• Regulace metabolismu pyrimidinů, poruchy

Biochemie porfyrinů

• Syntéza a metabolismus porfyrinů, regulace a jejich poruchy
• Porfyrie, Hemoglobinopatie
• Ikterus

Patobiochemie hormonálních regulací

• Molekulární mechanismy signalizace - hormony, jejich povaha a transport, receptory
• Endokrinní poruchy - hypofunkce, hyperfunkce
• Poruchy syntézy a sekrece hormonů kůry nadledvin, poruchy sekrece hormonů štítné žlázy

Poslední úprava: Boušová Iva, doc. PharmDr., Ph.D. (20.01.2025)

angličtina

Introduction, mechanism of cell injury

• General mechanisms leading to cell damage or death
• Major biochemical mechanisms of cellular damage
• Course of biochemical and morphological changes in acute ischemic/hypoxic damage
• Chemical injury

Oxidation stress, radical diseases

• Free radicals, reactive forms of nitrogen and oxygen (RONS)
• Formation of free radicals and RONS
• Physiological functions of RONS
• Antioxidant system of the organism
• Disruption of antioxidant protection, oxidative stress
• RONS in pathological processes

Biochemistry of inflammation

• Phases of inflammatory response, local signs of inflammation, course of acute inflammatory response
• MMediators of inflammation - biogenic amines, kinins, lipid mediators, complement, cytokines, exogenous mediators
• Phagocytosis - mechanisms of intracellular killing
• Systemic effects of inflammation - acute phase reaction, acute phase reactants, fever, leukocytosis, hormonal changes, cachexia, pain
• Pharmacotherapeutic interventions in the metabolism of inflammatory mediators

Biochemistry of tumors

• Tumor diseases - introduction, classification
• Tumorigenic transformation, metastasis, angiogenesis
• Apoptosis
• Factors inducing tumorigenic transformation - physical, chemical and biological factors in carcinogenesis
• Viral tumors. Viral and cellular oncogenes, growth factors, telomeres and telomerases
• Laboratory diagnostics of tumors
  

Hereditary metabolic disorders

• Characteristics, pathogenesis and consequences, inheritance
• Clinical manifestations, treatment
• Diagnosis of hereditary metabolic disorders - non-selective and selective screening

Physiological and pathological biochemistry of lipids

• Digestion and absorption from GIT, disorders
• Lipoproteins, structure, metabolism
• Dyslipoproteinaemias
• Biochemistry of atherosclerosis
• Lipidoses

Physiological and pathological biochemistry of carbohydrates

• Digestion and absorptionof saccharides, disorders
• Disorders of main metabolic pathways of carbohydrates - disorders of fructose and galactose metabolism, glycogenoses
• Complex carbohydrates - disorders of glycosylation, mucopolysaccharidoses
• Regulation of blood glucose and its disorders
• Diabetes mellitus as a complex metabolic disorder - biochemistry of acute diabetes, molecular basis of late consequences of diabetes
• Metabolic syndrome

Physiological and pathological biochemistry of proteins and amino acids

• Proteins, peptides, non-protein nitrogen-containing compounds
• Digestion of proteins in GIT, absorption of amino acids from GIT, disorders. Intracellular protein degradation, disorders.
• Formation and metabolism of ammonia - biochemical basis of disorders of ornithine cycle, hepatogenic encephalopathy
• Inborn errors of amino acids metabolism - phenylketonuria, leucinosis, errors of sulfur-containing amino acids

Pathological biochemistry of nervous system

• Protein misfolding, consequences
• Neurodegenerative diseases - Alzheimer's dementia, Parkinson's disease, Huntington's disease, prion disorders

Nucleic acids, metabolism of purines and pyrimidines

• Regulation of purine metabolism, hyperuricaemia, gout
• Regulation of pyrimidine metabolism, orotaciduria

Physiological and pathological biochemistry of porphyrines

• Synthesis and metabolism of porphyrines, regulation and disorders
• Porphyrias, hemoglobinopathies
• Jaundice (icterus)

Pathological biochemistry of hormones

• General aspects of hormonal signalization
• Endocrine disorders - hypofunction, hyperfunction
• Disorders of adrenal steroid hormones synthesisand secretion, disorders of thyroid hormones secretion

Poslední úprava: Boušová Iva, doc. PharmDr., Ph.D. (20.01.2025)

Výsledky učení

   

The subject Pathological Biochemistry builds on the knowledge and skills acquired in the subjects: General Biochemistry, Human Morphology and Physiology, and Immunology.

After completing the course, the student will be able to use the following terms (including their commonly used abbreviations) in the correct context towards biochemical characteristics and pathobiochemical changes in selected diseases: oxidative stress, reactive oxygen species, antioxidant, inflammation, mediator of inflammation, carcinogenesis, (pro)carcinogen, (proto)oncogene, antioncogene, lipoprotein, dyslipoproteinemia, lipidosis, steatosis and steatohepatitis, GLUT, SGLT, glucokinase, glycogenosis, mucopolysaccharidosis, hypoglycemia, hyperglycemia, insulin resistance, non-enzymatic glycation, glycated hemoglobin, macrophage scavenger receptors, atherosclerosis, abdominal obesity, adipokine, β-amyloid, α-synuclein, parkin, huntingtin, prion protein, ubiquitin, proteasome, hyperammonemia, phenylketonuria, newborn screening, inherited metabolic disorders, photosensitivity, icterus, hemoglobinopathy, hyperuricemia, endocrinopathy.

Learning Outcomes:

Students based on the knowledge and skills acquired:

Ø  define the importance of pathological biochemistry as a discipline;

Ø  orient themselves to the biochemical pathways associated with selected metabolic disorders;

Ø  explain how changes at the molecular or cellular level contribute to disease development and progression;

Ø  explain the role of genetic changes in biochemical pathways and their impact on pathological conditions;

Ø  describe biochemical changes in civilization diseases (e.g., diabetes mellitus, obesity, dyslipoproteinemia, or cancer);

Ø  explain how changes in enzyme (and/or transporter) activity affect metabolite levels in the body and demonstrate these changes in an example;

Ø  identify key biochemical markers used in laboratory diagnostics and monitoring of disease progression and treatment;

Ø  interpret the results of basic biochemical laboratory tests (e.g., liver function tests, blood glucose levels, blood lipid, and lipoprotein levels) and compare them to disease states;

Ø  describe the biochemical basis for rational drug therapy of disease.

 

Poslední úprava: Boušová Iva, doc. PharmDr., Ph.D. (28.03.2025)