نام درس:  بيوشيمی متابوليسم  تغذيه                      تعدادواحد: 3 واحد نظری

 

مقطع: کارشناسی پيوسته                                         مدت زمان ارائه: 1 ترم

پيش نياز : بيوشيمی مقدماتی

مسئول برنامه: بخش بيوشيمی دانشکده پزشکی

                                                             

 

اهداف كلي آموزشی: به منظور فهم اسا سي متابوليسم مولكولهاي حياتي ونحوه تنظيم آنها بوسيله هورمونها وآنزيمهاي مختلف درس بيوشيمی متابوليسم آموزش داده مي شود. هدف كلي از ارائه اين درس آشنائي وآگاهي دانشجويان نسبت به موارد ذيل مي باشد.

 

1)  اصول بيوانرژيتيک، قوانين ترموديناميک و کاربردآنها در واکنشهای حياتیو              سيستم ها ی زنده، انرژی آزاد، ا نتالپی و انتروپیو رابطه بين آنها و انرژی واکنشهای بيولوژيک، محاسبه    ΔGº ،  تعريف و خواص   uncoupler ،   اصول واکنشهای اکسيداسيون و احياء، واکنشهای فسفريلاسيون اکسيداتيو، سيستم انتقا ل ا لكترون درميتوکندری و نحوه توليد ATPو سموم زنجيره تنفسی

 

2) مكانيسم هضم وجذب كربوهيدراتها، آنزيمهاي تجزيه كننده دي ساكاريدها وپلي ساكاريد ها درروده، واكنشهاي مسير گليكوليز هوازي وغير هوازي، آنزيمها و واكنشهاي گليكوليز وگلوكونئوژنز، واكنشهاي سيكل كوري ونقش بيولوژيكي آن، متابوليسم گليكوژن درسلولهاي كبدي وما هيچه ها وآنزيمهاي مربوطه، سيكل پنتوز فسفات ، متابوليسم گالاكتوز و فروكتوز آنزيمها-كوآنزيمها و واكنشهاي كمپلكس پيروات دهيدروژناز، آنزيمها و واكنشهاي سيكل كربس ونقش چرخه كربس در سلول ،تفسير منحني تحمل گلوكز، محاسبه انرژي توليد  شده از اكسيداسيون گلوكزدرشرايط هوازي وغير هوازي و اثر هورمونهاي انسولين وگلوكاگون رابرروي متابوليسم گلوكز وگليكوژن

 

3) مكانيسم هضم وجذب چربيها ،اكسيداسيون  چربيها وتنظيم آن،واكنشهاي بتا اكسيداسيون ، اكسيداسيون اسيدهاي چرب با تعداد فرد كربن، اكسيداسيون اسيدهاي چرب غير اشباع ، واكنشهاي مربوط به تشكيل كتون باديها ومصرف آنها ، كتون باديها وبيماري ديابت، واكنشهاي

بيوسنتز اسيدهاي چرب اشباع وغيراشباع ، پروستاگلندينها،  ترومبوكسانهاو لوكو تري اين ها، بيوسنتز تري گليسريدها و انواع فسفوليپيدها(ليستين سفالين فسفاتيديل گليسرول و .....)و تنظيم آنها، بيوسنتزانواع اسفنگوليپيدها وكلسترول و تنظيم آن ، بيوسنتزنمكهاي صفراوي و اثر هورمونهاي انسولين وگلوكاگون برروي متابوليسم چربيها

4) مكانيسم هضم وجذب پروتئينها،  نقش هورمونها ونوروترانسميترهاوآنزيمهاي معده روده وپانكراس در تجزيه پروتئينها، انواع مكانيسمهاي جذب اسيدهاي آمينه، اختلالات مربوط به جذب و انتقال پروتئينها و اسيدهاي آمينه،آنزيمها وواكنشهاي مربوط به سنتز وكاتابوليسم انواع اسيدهاي آمينه،واكنشهاي دآميناسيون وترانس آميناسيون ونقش آنزيمها وكوآنزيمهاي مربوط به اين نوع واكنشها، كاربرد  آنزيمهاي ترانس آميناز درتشخيص بيماريهاي قلبي وكبدي، اسيد هاي آمينه گلوكوژنيك وكتوژنيك، تركيبات حد واسط متابوليكي مهمي كه ازبعضي از اسيدهاي آمينه مشتق مي شوند، تركيبات نيتروژن دارمهم،  بيماريهاي ارثي مربوط به اختلالات ژنتيكي متابوليسم بعضي از اسيدهاي آمينه مانند, Albinism, Alkaptonuria,Tyrosinemia, Homocysteinuria, Phenylketonuria      disease, syrup urine  Maple

آنزيمها وواكنشهاي مربوط به سنتز اسيدهاي آمينه غيرضروري،  سميت آمونياك براي سيستم مغزي وراههاي سم زدا ئي آن،  متابوليسم اسيدهاي آمينه گوگرددار ونقش آنها در پاتوژنز چند نوع از بيماريها، سيكل گلوكز-آلانين، آنزيمها وواكنشهاي مربوط به سيكل اوره واختلالات ژنتيكي مربوط  به كمبود بعضي از آنزيمهاي اين سيكل، نقشهاي مختلف گلوتاتيون در انتقال اسيدهاي آمينه(سيكل گاماگلوتاميل) و بعنوان يك تركيب احياء كننده درسم زدائي داروها وراديكالهاي آزاد.

 

5) واكنشها وآنزيمهاي مسيرهاي بيوسنتز نوكلئوتيدهاي پوريني وپيريميديني بصورت         DenovoوSalwage pathway  ونحوه تنظيم واختلالات مربوط به هر كدام از اين دو مسير، تجزيه وكاتابوليسم نوكلئوتيدهاي پوريني وپيريميديني و اختلالات مربوط به آنها، بيماري نقرس وانواع آن، واكنشها وآنزيمهاي مربوط                                                به مراحل   مختلف زونويسي ژني     (DNA Replication ) ,   نسخه برداري              (RNA Transcription),  وسنتز پروتئين(Protein translation) ونحوه تنظيم هر كدام ا ز اين مراحل،  DNA polymerases& RNA polymerases  وانواع آنها ونقش هر كداميك از آنها،تغييرات پس از زونويسي                                                           ژنــــــــي    (Posttranscriptional modification)  و تغييرات پس ازترجمه               (Posttranslational modification)، نقش داروها وآنتي بيو تيكها درمراحل مختلف مربوط به زونويسي ژني، نسخه برداري و سنتز پر وتئين.

                                       

  

 

6)  ساختمان پورفيرين وHeme،  واكنشها وآنزيمهاي مسيرهاي بيوسنتز  انواع پورفيرين هاوHeme ، انواع  Porphyrias ناشي از كمبودهاي آنزيمي ونحوه درمان آنها، كاتابوليسم  Heme وايجاد بيليروبين، متابوليسم و  uptake بيليروبين توسط كبد، انواع بيليروبين كانژوگه (Direct) وآزاد (Indirect)، روش ا ندازه گيري آنها واهمييت آنها درتشخيص باليني انواع بيماريهاي يرقان(Jaundice)، انواع بيماريهاي يرقان در رابطه با نقائص آنزيمي مربوطه، مكانيسم جذب ودفع آهن وبررسي عوامل موثردرآنها، مكانيسم انتقال وذخيره آهن وبررسي عوامل موثردرآنها، فرمهاي ذخيره آهن، كم خوني ناشي ازفقر آهن وعلائم ونحوه درمان آن.

7) تعريف هورمون ودسثه بندي هورمونها بر اساس ساختمان شيميائي -نوع گيرنده ومكانيسم ترشح، سيستم  Cascade ترشح هورمونها از   CNS تا هورمون نهائي، ساختمان شيميائي انواع هورمونهاي مترشحه از Hypotalamus ونفش بيو شيميائي آنها ،  ساختمان شيميائي ونفش بيو شيميائي انواع هورمونهاي مترشحه از                          Anterior  pituitary (  GH  ,ACTH , TSH, FSH, LH و Prolactin) و             Posterior  pituitary ( ADHو Oxytocin)، كم كاري وپر كاري غده هيپوفيز واهمييت باليني آنها، نفش هورمونهاي پلي پپتيدي وپروتئيني - استروئيدي و آميني در مكانيسمهايSignal transduction  وانواع واسطه هاي شيميائي آزاد شده(Calcium,DAG,IP3, CAMP, etc. ) توسط انواع هورمونهاي مذكور، ساختمان شيميائي - نفش بيو شيميائي- بيوسنتز- ساختمان ونوع گيرنده- مكانيسم عمل- ترشح وغيرفعال شدن هورمونهاي مترشحه از پانكراس(انسولين وگلوكاگون ) و قسمت مياني غده فوق كليه (اپي نفرين ونوراپي نفرين )،انواع ديابت(IDDM, NIDDM  ساختمان شيميائي - نفش بيو شيميائي- بيوسنتز- ساختمان ونوع گيرنده - مكانيسم عمل-  ترشح وغيرفعال شدن هورمونهاي آميني مانند (T3, T4)  از   غده تيروئيد - سروتونين و ملاتونين ، كم كاري وپر كاري غده تيروئيد، ساختمان شيميائي - نفش بيو شيميائي- بيوسنتز- ساختمان ونوع گيرنده- مكانيسم عمل-  تنظيم ترشح وغيرفعال شدن هورمونهاي استروئيدي مترشحه از كورتكس غده فوق كليه(كورتيزول وآلدوسترون) وغدد جنسي(پروژسترون، استراديول وتستوسترون)، نقش سيستم رنين- آنژيوتنسين در بيوسنتز وترشح آلدوسترون وتنطيم فشار خون، نقش هورمونهاي جنسي وOral contraceptive در سيستم توليد مثل وباروري،  اختلالات مربوط به افزايش وكاهش هورمونهاي استروئيدي مترشحه از كورتكس غده فوق كليه وهورمونهاي جنسي، ساختمان شيميائي - نفش بيو شيميائي- بيوسنتز- ساختمان ونوع گيرنده- مكانيسم عمل-  تنظيم ترشح وغيرفعال شدن هورمونهائي كه درتنظيم متابوليسم كلسيم وفسفات نقش دارند        (Calcitriol,Calcitonin,Parathyroid hormone) وبررسي  اختلالات مربوطه.

اهداف رفتاری:

 

1) انرژي حياتي

- ترموديناميک  و کاربرد اصول بيوانرژيتيک در واکنشهای حياتی را توضيح دهد.

- قوانين ترموديناميک را تعريف کرده و کاربرد آنها را در سيستم ها ی زنده بيان کند.

- انرژی آزاد را تعريف کرده و اهميت آنها را واکنشهای بيوشيميائی شرح دهد.

- انتالپی و انتروپی را تعريف کند.

- رابطه بين انرژی آزاد ، انتروپی و انتالپی را دانسته و انرژی واکنشهای بيولوژيک را بشناسد.

-                    ΔGº  رامحاسبه کند.

- چربی قهوه ای و uncoupler را تعريف کند و خواص آنها را شرح دهد.

- اصول واکنشهای اکسيداسيون و احياء را دانسته و اهميت فيزيولوژيکی آنها را درک کند.

- واکنشهای فسفريلاسيون اکسيداتيورا بشناسد.

- سيستم انتقا ل ا لكترون درميتوکندری را بشناسد و نحوه توليد ATP در اين را سيستم شرح دهد.

- اکسيدازها ، اکسيژنازها را بشناسد و نقش آنها را در سلول بداند.

- سموم زنجيره تنفسی را بشناسد.

- آنزيمهای محافظت كننده در برابر راديکالهای آزاد  اكسيژني  را بشناسد.

 

 2) متابوليسم كربوهيدراتها

 

   - مكانيسم هضم وجذب كربوهيدراتها را بداند .

- آنزيمهاي تجزيه كننده دي ساكاريدها وپلي ساكاريد ها درروده رابشنا سد .

- آنزيمها و واكنشهاي گليكوليز وگلوكونئوژنز در سلول را بشناسد .

- واكنشهاي مسير گليكوليز هوازي وغير هوازي را بداند .

- محصولات مسير گليكوليز هوازي وغير هوازي را بداند .

- ميزان انرژي توليد شده در مسير گليكوليز هوازي وغير هوازي را بتواند محاسبه كند

- نفش آنزيمهاي واكنشهاي گليكوليز رابتوا ند توضيح دهد .

 - اثر هورمونهاي انسولين وگلوكاگون را برروي متابوليسم گلوكزبداند .

- واكنشهاي سيكل كوري ونقش بيولوژيكي آن را دربدن بيان نمايد .

- متابوليسم گليكوژن اعم از سنتز و تجزيه و تنظيم آن را درسلولهاي كبدي وما هيچه ها دانسته وآنزيمهاي مربوطه را بشناسد .

- سيكل پنتوز فسفات-آنزيمهاي اين مسير و واكنشهائي كه منجر به توليدNADPH وپنتوز واهميت اين سيكل را بداند .

- متابوليسم گالاكتوز و فروكتوز-واكنشهاي سنتز وتجزيه وآنزيمهاي مربوطه را دانسته   وبيمار يهاي ژنتيكي مربوط به كمبود آنزيمهاي ايندو مسير را بشناسد .

- آنزيمها-كوآنزيمها و واكنشهاي كمپلكس پيروات دهيدروژناز را بشناسد .

- آنزيمها و واكنشهاي سيكل كربس رادرسلول بداند .

- نقش چرخه كربس در سلول رابشناسد .

 -انرژي توليد  شده در سيكل كربس را محاسبه نمايد .

- انرژي توليد  شده از اكسيداسيون گلوكز را محاسبه نمايد .

- منحني تحمل گلوكز را تفسيرنمايد .

 

3)متابوليسم چربيها واسيدهاي چرب

- بتواند مراحل جذب چربيها در روده را شرح داده ونقش آنزيمهاوهورمونهاي مربوطه را نام ببرد .

- ليپوپروتئينها وانتقال چربيها را در  خون توضيح دهد .

- سلول چربي و چگونگي كنترل ذخائر چربيآن راشرح دهد

- آنزيمها وواكنشهاي اكسيداسيون اسيد هاي چرب اشباع وغير اشباع وبا تعداد فرد كربن را بشناسد .

- انرژي حاصل ازبتا  اكسيداسيون اسيد چرب را محاسبه نمايد .

- آنزيمهاي مسير كيتوژنز واهميت باليني آن رابداند .

- آنزيمهاي سنتز اسيد چرب در سلول چربي راشناخته و واكنشهاي مربوطه رابداند.

- منشا" استيل كوآ در سيتوپلاسم براي سنتز چربي را بداند و واكنشهاي مربوطه را.توضيح دهد .

- كنترل هورموني روند بيوسنتز وكاتابوليسم اسيد هاي چرب رابيان نمايد .

- واكنشهاي بيو سنتز تري گليسريدها- فسفوليپيدها واسفنگوليپيدها را بداند.

- آنزيمها و واكنشهاي بيوسنتز كلسترول رادانسته و آنزيمهاي مربوطه رابشناسد.

- چگونگي كنترل بيوسنتز كلسترول رابيان كند .

- سنتز املاح صفراوي-كنترل آن ونحوه تشكيل سنگهاي صفراوي را شرح دهد

- متابوليسم پروستاگلندينها ولوكوتري ان ها راتوضيح دهد.

 

 

 

 

 

 

4) متابوليسم اسيدهاي آمينه وپروتئينها

 - متابوليسم ازت ونقش گلوتامين در جمع آوري وانتقال ازت را تعريف كند.

- مراحل هضم پروتئينها درمعده وروده را شرح داده ونقش آنزيمهاي  پروتئوليتيك مربوطه را بداند.

- نقش هورمونهاي گاسترين وسكرتين راتجزيه مواد پروتئيني بداند

- علل بيماريهاي مربوط به اختلال درهضم وجذب پروتئينها                                     (Celiac disease & Acute pancreatitis)  را بداند  

- نحوه وراههاي جذب اسيدهاي آمينه از روده را واختلالات ژنتيكي مربوطه را بداند. - راههاي متابوليكي اسيدهاي آمينه در كبد را شرح دهد .

- تركيبات ازت دار مهم بيولوژيكي را بشناسد .

- آنزيمها و واكنشهاي كاتابوليسم اسيدهاي آمينه را شرح دهد .

- نقش ترانس آمينازها وگلوتامات دهدروژناز را در متابوليسم گروه آميني اسيدهاي آمينه بداند.

- اهمييت باليني اندازه گيري فعاليت  ترانس آمينازهاي    ASTوALT سرم درتشخيص بيماريهاي قلبي وكبدي را بداند.

- اسيدهاي آمينه گلوكوژن وكيتوژن را بشناسد .

- نقائص آنزيمي  مربوط به خطا هاي وراثتي كاتابوليسم اسيدهاي آمينه مانند Albinism Alkaptonuria,Tyrosinemia ,Homocysteinuria, Phenylketonuria      disease, syrup urine  Maple

درمان آنها را بداند .

- آنزيمها و واكنشهاي سنتز  اسيدهاي آمينه غير ضروري را بشناسد .

- واكنشهاي مربوط به    Detoxification آمونياك دربافتهاي محيطي وسيستم اعصاب مركزي را بداند.

- سيكل گلوكز آلا نين ونقش آن در اقتصاد ازت وكربن دربدن را بداند .

- آنزيمها و واكنشهاي سيكل اوره رابشناسد .

- اهميت دفع اوره از بدن را بداند .

- بيماريهاي ژنتيكي مربوط به سيكل اوره را بشناسد .

- واكشهاي وآنزيمهاي مربوط به نقش گلوتاتيون دراحياي راديكالهاي آزاد، دفع داروها و انتقال اسيدهاي آمينه درسيكل گاما گلوتاميل را بداند.

- كمبودهاي آنزيمي  مربوط به سيكل گاما گلوتاميل رابداند.

 

 

 

5 )متابوليسم اسيدهاي نوكلئيك وسنتز پروتئين

- واكنشهاي كاتابوليسم نو كلئوتيدهاي پورينها وپيريميدينها رادانسته و آنزيمهاي مربوطه را بشنا سد. .

- آنزيمها و واكنشهاي بيو سنتز نو كلئوتيدهاي پوريني وپيريميديني به صورت Denovo و Salwage pathway  ونحوه تنظيم آنها رابداند .

- بيماريهاي ژنتيكي مربوط به متابوليسم نوكلئوتيدهاي پوريني  وبيمازي نقرس را بشناسد - واكنشها وآنزيمهاي مربوط به مراحل مختلف زونويسي ژني  (DNA Replication ) ,   نسخه برداري   (RNA Transcription),  وسنتز پروتئين(Protein translation) ونحوه تنظيم هر كدام ا ز اين مراحل را بداند

- انواع DNA polymerases& RNA polymerases  را شناخته ونقش هر كداميك از آنها رابداند.

- تغييرات پس از زونويسي ژني (Posttranscriptional modification)  و تغييرات پس ازترجمه   (Posttranslational modification)رابداند.

- نقش داروها وآنتي بيو تيكها درمراحل مختلف مربوط به زونويسي ژني، نسخه برداري و سنتز پر وتئين را بداند.

 

6)متابوليسم Heme وپورفيرينها

ساختمان پورفيرين وHeme،  واكنشها وآنزيمهاي مسيرهاي بيوسنتز  انواع پورفيرين هاوHeme- ساختمان Heme  ، پورفيرين وانواع آنرا بشناسد.

- آنزيمها و واكنشهاي مسير بيوسنتز  Heme، پورفيرينها وانواع آنرا  را بداند

- انواع  Porphyrias ناشي از كمبودهاي آنزيمي راشناخته ونحوه درمان آنها آنهارا بداند.

- آنزيمها و واكنشهاي مسير كاتابوليسمHemeوتوليد بيليروبين را بداند.

- هيپر بيليروبينمي ويرقان انسدادي را تعريف نمايد

- بيماريهاي ژنتيك متابوليسمHemeرا بيان كند .

- بيماريهاي حاصل از تجمع بيلي روبين كانژوگه را بيان كند.

- مكانيسم جذب ودفع وانتقال آهن را دانسته و عوامل موثردرآنها رابشناسد.

- فرمهاي ذخيره آهن رانام ببرد.

- بيماريهاي كم خوني ناشي ازفقر آهن را شناخته و نيزعلائم و نحوه درمان آنها رابداند

 

 

 

 

7)  هورمونها

- مكانيسم عمل هورمونها شامل: گيرنده هاي داراي خاصيت آنزيمي- گيرنده هاي  كانال يوني - گيرنده هاي وابسته به پروتئينهاي  Gوگيرنده هاي هورمونهاي استروئيدي رابداند .

- بيوشيمي سيستم هورموني پستانداران شامل:

- هورمونهاي پلي پپتيدي هيپو تالاموس وهيپوفيز وآثار متابوليك انسولين وگلوكاگون راتوضيح دهد .

- ساختمان هورمونهاي مشتق از اسيدهاي آمينه ( هورمونهاي تيروئيد-كتكولامين ها –هيستامين وغيره)  - بيو سنتز-آثار متابوليك و نحوه غير فعال شدن آنها را بداند .

- ساختمان هورمونهاي استروئيدي(هورمونهاي جنسي وهورمونهاي كورتكس غده فوق كليه) - بيو سنتز-آثار متابوليك و نحوه غير فعال شدن آنها را بداند. 

- ساختمان هورمونهاي تنظيم كننده متابوليسم كلسيم وفسفات(كولكلسيفرول-كلسيتونين –پاراتورمون)- بيو سنتز-آثار متابوليك و نحوه غير فعال شدن آنها را بداند.

 

روش آموزشی

آموزش به صورت ارائه سخنراني توسط اساتيد با استفاده از اورهد همراه با دادن پلی کپی از مباحث مربوطه به دانشجويان.

 

کل ساعات آموزشی: 68  ساعت

منابع درسی

1-Harper ' s Biochemistry, 2003                                                          

-2-Textbook of Biochemistry with Clinical Correlations, 5th Edition  Thomas M. Devlin                                                              

3- پلی کپی های اساتيد

نحوه ارزشيابی

- ارزشيابی بصورت کتبی است

- امتحان کتبی بصورت يک امتحان ميان ترم و يک امتحان نهائی و بصورت چند گزينه ای برگزار می شود.

 

نحوه محاسبه نمره

                          20 * مجموع نمرات کسب شده توسط دانشجو دردو امتحان

                                             مجموع نمرات دو امتحان

 

 

درس بيوشيمی عملی طي 12 جلسه آزمايشگاهی برگزار می گردد.

 

- آزمايش عمومی کربوهيدراتها ( موليش و آنترون )

- آزمايش قندهای احياء کننده ( بنديکت تالن و بارفود)

- آزمايش اختصاصی برای مشخص منوساکاريدها ( سليوا نف- بيال و گلوکز اکسيداز)

- آزمايش يد برای تشخيص پلی ساکاريدها

-  شناسائی قند مجهول

- واکنشهای شيميائی اسيدهای آمينه و پروتئينها ( نين هيدرين + بيوره )

- تشخيص اسيدهای آمينه به روش کروماتوگرافی کاغذی

تعيين نقطه ايزوالکتريک کازئين

- اندازه گيری ميزان پروتئين بر اساس روش فتومتری با استفاده از منحنی استاندارد و فرمول اسپکتروفتومتری

- اندازه گيری گلوکز خون

- اندازه گيری اسيد اوريک و اوره

- اندازه گيری کراتی نين سرم و ادرار و محاسبه رهائی کراتی نين

- اندازه گيری کلسيم سرم

- اندازه گيری فعاليت ترانس آمينازهای تجزيه ادرار

 

 

- نحوه اجرا : سخنرانی

- نحوه ارزيابی   : ارزيابی کار عملی دانشجويان از طريق سئوال و کوئيز + امتحان تئوری از اصول آزمايشات انجام شده .

 

 

تاریخ آخرین بروزرسانی   :  1388-10-16 12:21        برو بالای صفحه نسخه قابل چاپ