Biochemia i medycyna.doc

Biochemia i medycyna

Egzamin na ostatnim wykładzie 12, 13 czerwiec

Biochemia i medycyna

Biochemia- jest nauką badającą przemiany chemiczne i energetyczne procesów życiowych przebiegających w komórce;

-jest nauką dotyczącą chemicznych podstaw życia (gr. Bios-życie)

Biochemia zajmuje się:

Badaniem mechanizmu reakcji chemicznych w komórkach.

Sposobami gromadzenia, magazynowania i użytkowania energii w procesach przebiegających z jej zmianami.

Śledzeniem mechanizmów cząsteczkowych dziedziczenia cech, stanowiących podstawę zachowania gatunku i zmian ewolucyjnych.

Badaniem mechanizmów regulacji przemian komórkowych.

Badaniem transportu metabolitów przez błony komórkowe i cytoplazmatyczne.

Znajomość biochemii jest istotna dla wszystkich nauk przyrodniczych łącznie z medycyną!!!

Biochemia pomaga zrozumieć, jak zachować zdrowie, oraz pomaga w zrozumieniu istoty chorób i ich skutecznego leczenia.

Analizy biochemiczne wyjaśniły wiele aspektów z dziedziny zdrowia i choroby.

Poznanie struktury i funkcji białka było niezbędne dla wyjaśnienia jedynej biochemicznej różnicy między hemoglobiną komórki prawidłowej i sierpowatej.

Z drugiej strony analiza hemoglobiny sierpowatej przyczyniła się znacząco do zrozumienia struktury i funkcji zarówno komórki prawidłowej hemoglobiny jak i innych białek.

Prawidłowe procesy biochemiczne są podstawą zdrowia.

Zdrowie(wg Światowej Organizacji Zdrowia- WHO) to stan „w pełni dobrego samopoczucia fizycznego, umysłowego i socjalnego, a nie tylko brak ciężkiej choroby lub zniedołężnienia”.

Wyniki badań biochemicznych mają wpływ na:

-naukę o odżywianiu

- medycynę prewencyjną.

Głównym warunkiem zachowania zdrowia jest pobieranie w pożywieniu optymalnej ilości związków chemicznych, najważniejszymi z nich są:

-witaminy

-niektóre aminokwasy

- pewne kwasy tłuszczowe

- różne substancje mineralne

-woda

Ze względu na dążenie do obniżenia rosnących kosztów opieki lekarskiej, większy nacisk zostanie położony na systematyczne działania w celu zachowania zdrowia i zapobiegania chorobom tj. medycynę prewencyjną.

Zatem podejście żywieniowe do przeciwdziałania np. miażdżycy tętnic nowotworom uzyska duże poparcie. Zrozumienie znaczenia odżywiania zależy jednak w szerokim zakresie od znajomości biochemii.

Każda choroba ma podłoże biochemiczne.

Choroba jest manifestacją zaburzeń w cząsteczkach, reakcjach chemicznych i procesach zachodzących w organizmie.

Główne czynniki odpowiedzialne za powstanie chorób u ludzi i zwierząt to:

czynniki fizyczne:

-urazy mechaniczne

-ekstremalne temperatury

-nagłe zmiany ciśnienia atmosferycznego

-promieniowanie

-szok elektryczny  

czynniki chemiczne:

-pewne związki toksyczne

-środki terapeutyczne

czynniki biologiczne:

-wirusy

-bakterie

-grzyby

-wyższe formy pasożytów

brak tlenu:

-niedokrwienie

-zmniejszenie pojemności tlenowej krwi

-zatrucie enzymów oksydacyjnych

wady genetyczne

-wrodzone

-molekularne

reakcje immunologiczne:

-anafilaksja

-choroba autoimmunologiczna

zaburzenia w odżywianiu:

-niedobory

-nadmiary

zachowanie równowagi wewnątrzkomórkowej:

-niedobory hormonów

-nadmiary hormonów

Biochemia pomaga w diagnostyce prognozie i leczeniu

Człowiek musi pobrać pewną liczbę złożonych  organicznych, zwanych Witamin aby utrzymać zdrowie.

Przy braku którejś z witamin w pożywieniu pośledzone SA reakcje w których one uczestniczą,

Taka sytuacja może doprowadzić do chorób wywołanych niedoborem Wit np. gnilca lub krzywicy ( spowodowanych odpowiednio brakiem witaminy C i D)

Do 2 roku życia w kropelkach lub tabletkach podaje się dzieciom Wit D

Grenlandzcy Eskimosi ( innuici) spożywają  duże ilości wielonienasycownych kwasów tłuszczowe i maja małe  stężenie cholesterolu w osoczu, a co za tym idzie, rzadko chorują na miażdżyce tętnic.

Te obserwacje wywołały żywe zainteresowanie możliwością stosowania wielonienasycownych kwasów tłuszczowych w celu zmniejszenia stężenia cholesterolu.

Stan znany jako fenyloketonurii , nie leczony prowadzi do ciężkich zaburzeń umysłowych już w dzieciństwie.

Jego podstawa biochemiczna jest znana od 1953 r. jest to zaburzenie uwarunkowane genetycznie , spowodowane brakiem lub małą aktywnością enzymu, który przekształca fenyloalaninę w tyrozynę.

W konsekwencji wpływka to na podwyższony poziom fenyloalaniny we krwi powodując uszkodzenie rozwijającego się on.

Gdy zaczęły być dostępne masowe testy biochemiczne na rozpoznanie fenyloketonurii zaraz po urodzeniu, wówczas stało się możliwe skuteczne leczenie tej wady metabolicznej

Mykotoksyny, aflatoksyny, szybko rozwijają się na orzeszkach ziemnych.

Potem wysiada wątroba nerki trzustka…..

Wykorzystanie niektórych badan biochemicznych i testów laboratoryjnych w odniesieniu do chorób

1 pomoc w diagnozowaniu poszczególnych chorób np. oznaczanie aktywności kinazy keratynowej MB (CK-MB) lub troponiny w diagnostyce zawału serca

2 Zaproponowanie racjonalnego i skutecznego ich leczenie np. zastosowanie diety niskofenyloalaninowej w leczeniu fenyloketonurii

3 umożliwienie masowych testów do wczesnej diagnozy pewnych chorób np. pomiar poziomu tyroksyny lub hormonu ją stymulującego (TSH) u noworodków w rozpoznaniu wrodzonej wady

SKŁAD CHEMICZNY ORGANIZMOW ZYWYCH

1.Organizm składa się z kilkunastu pierwiastków:

Główne pierwiastki to:

-węgiel

-wodór

-tlen

-azot

2.

99% masy ciała człowieka dorosłego stanowią następujące pierwiastki:

C, H, O, N, P, Ca

0,9% to:

3.Pierwiastki śladowe stanowią 0,1%

Fe,Cu,Zn,Co,B,Mo,Mn,Se,J,F

Pierwiastki wysoko toksyczne:

Sb(antymon),As(arsen),Ba(bar),Be,Cd,Pb,Hg,Ag,Ti(tal),Th,tor (arsen, kadm, ołów rtęć-najbardziej toksyczne i są to metale ciężkie, przy nich określa się skażenie żywności)

4.Węgiel,tlen,wodór i azot stanowią główne składniki większości biomolekuł

Cząsteczka(molekuła)

-podstawowa jednostka, która tworzy związek chemiczny

-najmniejsza część związku chemicznego, która może brać udział w reakcji chemicznej

CNOH są pierwiastkami które mogą tworzyć wiązania wielokrotne-dlatego powstają z nich wyjątkowo trwale związki.

Te cztery pierwiastki tworzą niezwykle złożone elementy strukturalne biomaterii. Zawdzięczają te zdolność łatwości w wytwarzaniu ze sobą wiązań kowalencyjnych, polegającym na wspólnym użytkowaniu par elektronów. Spośród pierwiastków zdolnych do wytwarzania takich wiązań te cztery cechują się najniższa masa atomowa. Zapewnia to wysoka trwałość wspomnianych wiązań.

5.Łatwość tworzenia związków chemicznych i wyjątkową stabilność niektórych z nich leży u podstaw nie tylko powstawania z tych pierwiastków życia ale i jego nieprzerwanego trwania

Jedną z najistotniejszych cech życia jest nagromadzenie informacji i zachowania jej przez wiele milionów lat

6.fosfor-jest składnikiem kwasów nukleinowych i innych związków, a w formie zjonizowanej jest również szeroko rozpowszechniony w organizmie człowieka

7.wapń-odgrywa ważną role w licznych procesach biologicznych i znajduje się w centrum wielu aktualnie prowadzonych badan

8.Pierwiastki K,S,Na,Cl,Mg,Fe,Mn,J pełnia różnorakie funkcje

Większość z nich spotyka się  w codziennej praktyce lekarsko- pielęgniarskiej u chorych z

-zaburzeniami równowagi elektrolitowej(K(+),Na(+),Cl(-),Mg(2-)

-niedokrwistością spowodowana niedoborem żelaza(Fe2+)

-chorobami tarczycy(J-)

Pierwiastki te stanowią składniki o istotnym biologicznych i medycznym znaczeniu

9. Główne komponenty organizmu ludzkiego

10.Woda stanowi główny składnik, choć jej ilość waha się w zależności od rodzaju tkanki(70-90%)

11.dipol-czasteczka(np. wody) w której ładunek elektryczny jest rozmieszczony nierównomiernie

12.Asocjacja dwóch di polarnych cząsteczek wody

Asocjacja cząsteczki wody(środkowej) z czterema innymi cząsteczkami wody za pomocą wiązań wodorowych. Struktura ta jest typowa dla lodu i w mniejszym stopniu dla wody w stanie ciekłym

13,wiazanie wodorowe- oddziaływanie elektrostatyczne miedzy jadrem wodoru jednej cząsteczki wody a wolna para elektronów drugiej

14.Dipolarny charakter i zdolność tworzenia wiązań wodorowych czynią wodę idealnym rozpuszczalnikiem o organizmie

15.Dlaczego woda jest ciekła? Bo potrafi tworzyć wiązania wodorowe, co nadaje jej względnie wysoka lepkość i napięcie powierzchniowe

16.Właściwosci wody jako rozpuszczalnika dla jonów i wielu cząsteczek organicznych wynikają z jej di polarnego charakteru i właściwości tworzenia wiązań wodorowych.

Cząsteczki, które są zdolne tworzyć wiązania wodorowe z woda(np. grupy –OH,-SH, aminy, estry, aldehydy i ketony) ulegają łatwo rozpuszczeniu a ich rozpuszczalność w wodzie przez to wzrasta,

Cząsteczki(np. białka) są w środowisku wodnym otaczane tzw. płaszczem wodnym, które umożliwia rozproszenie jonowe lub cząsteczkowe, a wiec utrzymywanie się w postaci roztworu rzeczywistego lub koloidalnego-nawet w przypadku związków odznaczających się duża masa cząsteczkowa(np. białka, kwasy nukleinowe)

Woda modyfikuje właściwości biomolekuł(białek i kwasów nukleinowych),które maja polarne i niepolarne grupy funkcyjne.

Polarne fragmenty oddziałują z woda podczas, gdy niepolarne są okryte wnętrzu biomolekuł.

17. Woda w organizmie występują we wszystkich tkankach i płynach w rożnych ilościach

-we krwi jest jej ok. 80%

-w mięśniach 73%

-w tkance tluszczowej-25%

-w kościach 10%

2/3wody znajduje się wewnątrz Komorek, a 1/3 występuje pozakomórkowo-jest to woda osocza, cieczy śródkomórkowej, przewodu pokarmowego

18.Woda w organizmie człowieka jest w słabym stopniu zdysocjowana  na jony wodorowe H(+) i wodorotlenkowe OH(-)

19.Jest stała przemiana cieczy miedzy przestrzenia naczyń krwionośnych a przestrzenia śródkomórkowa.

Naczynia krwionośne i błony kom są dobrze przepuszczalne dla wody i wielu substancji w niej rozpuszczonych, np. glukozy, aminokwasów...