patobiochemie - ukázka · 2017. 2. 20. · marta kalousová a kolektiv patobiochemie ve...

U k á z k a k n i h y z i n t e r n e t o v é h o k n i h k u p e c t v í w w w . k o s m a s . c z , U I D : K O S 1 8 1 1 8 8

��

��

��

��

��

��

��

��

Ukázka knihy z internetového knihkupectví www.kosmas.cz

http://www.kosmas.cz/knihy/181188/patobiochemie/

��

��

��

��


Marta Kalousová a kolektiv

PATOBIOCHEMIE ve schématechPořadatelka díla:Marta Kalousová

Autorský kolektiv:Lenka Fialová, Marta Kalousová, Jiří Kraml, Evžen Křepela, Kateřina Mrázová, Jan Pačes, Jan Pláteník, Ivan Šebesta, Jan Štěpán, Stanislav Štípek, Martin Vejražka, Miroslav Zeman, Tomáš Zima, Aleš Žák

Recenze:Doc. MUDr. Ivan Matouš-Malbohan, CSc.

© Grada Publishing, a.s., 2006Cover Photo © profimedia.cz/CORBIS, 2006

Vydala Grada Publishing, a.s.U Průhonu 22, Praha 7jako svou 2410. publikaciOdpovědná redaktorka PhDr. Anna Monika PokornáFotografie na obálce profimedia.cz/CORBISObrázky dodali autoři.Sazba a zlom Martin HanslianPočet stran 264První vydání, Praha 2006

Vytiskly Tiskárny Havlíčkův Brod, a.s.Husova ulice 1881, Havlíčkův Brod

Názvy produktů, firem apod. použité ve skriptech mohou být ochrannými známkami nebo registrovanými ochranný-mi známkami příslušných vlastníků, což není zvláštním způsobem vyznačeno.

Postupy a příklady v těchto skriptech, rovněž tak informace o lécích, jejich formách, dávkování a aplikaci jsou sesta-veny s nejlepším vědomím autorů. Z jejich praktického uplatnění ale nevyplývají pro autory ani pro nakladatelství žádné právní důsledky.

Všechna práva vyhrazena. Tato skripta ani jejich část nesmějí být žádným způsobem reprodukovány, ukládány či rozšiřovány bez písemného souhlasu nakladatelství.

ISBN 80-247-1522-8


(elektronická verze ve formátu PDF)(tištěná verze)© Grada Publishing, a.s. 2011ISBN 978-80-247-6352-8

ZJAText napsaný psacím strojem



ZJAText napsaný psacím strojem(elektronická verze ve formátu PDF)


ZJAText napsaný psacím strojem(tištěná verze)



ZJAText napsaný psacím strojem© Grada Publishing, a.s. 2011





ZJAText napsaný psacím strojemISBN 978-80-247-6352-8

ObsahSeznam autorů .......................................................................................................................... 7

Předmluva .................................................................................................................................. 8

1 Patobiochemie volných radikálů (Jan Pláteník) ........................................................ 9

2 Antioxidační systém a jeho insuficience, stárnutí (Stanislav Štípek) ................... 22

3 Biochemie zánětu (Marta Kalousová) ....................................................................... 37

4 Enzymopatie (Jiří Kraml) ........................................................................................... 43

5 Poruchy metabolizmu tetrapyrolů, iktery (Evžen Křepela) ................................... 51

6 Poruchy metabolizmu purinů a pyrimidinů (Ivan Šebesta) .................................. 69

7 Patobiochemie metabolizmu vápníku a kostní hmoty (Jan Štěpán) .................... 79

8 Patobiochemie hyperlipoproteinemie a dyslipoproteinemie (Aleš Žák) ................. 93

9 Ateroskleróza – patobiochemické aspekty (Aleš Žák) ......................................... 115

10 Ateroskleróza – úloha cholesterolu v aterosklerotickém procesu (Lenka Fialová) ............................................................................................ 126

11 Diabetes mellitus (Miroslav Zeman) ....................................................................... 141

12 Oxidační a karbonylový stres v patobiochemii diabetes mellitus a chronického selhání ledvin (Marta Kalousová) ...................................................158

13 Metabolizmus alkoholu a jeho důsledky na člověka (Tomáš Zima) ................... 175

14 Molekulární podklady apoptózy (Evžen Křepela) ................................................. 185

15 Patobiochemie nádorového bujení – nádorové markery (Marta Kalousová) ... 204

16 Patobiochemie likvoru (Kateřina Mrázová) .......................................................... 212

17 Patobiochemie vybraných neurologických onemocnění (Marta Kalousová) ... 221

18 Poruchy acidobazické rovnováhy – patobiochemie a diagnostika poruch ABR a iontového hospodářství (Martin Vejražka) .................................. 226

19 Parenterální výživa (Marta Kalousová) .................................................................. 243

20 Bioinformatika a proteomika (Jan Pačes) .............................................................. 252

Doporučená literatura .......................................................................................................... 263


Seznam autorůMUDr. Lenka Fialová, CSc.Univerzita Karlova v Praze, 1. lékařská fakulta, Ústav lékařské biochemie

Doc. MUDr. Marta Kalousová, Ph.D.Univerzita Karlova v Praze, 1. lékařská fakulta a Všeobecná fakultní nemocnice v Praze, Ústav klinické biochemie a laboratorní diagnostiky, Ústav lékařské biochemie

Prof. MUDr. Jiří Kraml, DrSc.Univerzita Karlova v Praze, 1. lékařská fakulta, Ústav lékařské biochemie

MUDr. Evžen Křepela, CSc.Univerzita Karlova v Praze, 1. lékařská fakulta, Ústav lékařské biochemie; Fakultní nemocnice Na Bulovce a 3. lékařská fakulta, Klinika pneumologie a hrudní chirurgie, Laboratoře molekulární a buněčné biologie

MUDr. Kateřina MrázováUniverzita Karlova v Praze, 1. lékařská fakulta a Všeobecná fakultní nemocnice v Praze, Ústav klinické biochemie a laboratorní diagnostiky

Mgr. Jan Pačes, Ph.D.Univerzita Karlova v Praze, 1. lékařská fakulta, Ústav lékařské biochemie; Akademie věd České republiky, Ústav molekulární genetiky

MUDr. Jan Pláteník, Ph.D.Univerzita Karlova v Praze, 1. lékařská fakulta, Ústav lékařské biochemie

MUDr. Ivan Šebesta, CSc.Univerzita Karlova v Praze, 1. lékařská fakulta a Všeobecná fakultní nemocnice v Praze, Ústav klinické biochemie a laboratorní diagnostiky

Prof. MUDr. Jan Štěpán, DrSc.Univerzita Karlova v Praze, 1. lékařská fakulta a Všeobecná fakultní nemocnice v Praze, III. interní klinika – klinika endokrinologie a metabolizmu, Osteocentrum

Prof. MUDr. Stanislav Štípek, DrSc.Univerzita Karlova v Praze, 1. lékařská fakulta, Ústav lékařské biochemie

MUDr. Martin VejražkaUniverzita Karlova v Praze, 1. lékařská fakulta a Všeobecná fakultní nemocnice v Praze, Ústav lékařské biochemie, Ústav klinické biochemie a laboratorní diagnostiky

MUDr. Miroslav Zeman, CSc.Univerzita Karlova v Praze, 1. lékařská fakulta a Všeobecná fakultní nemocnice v Praze, IV. interní klinika – klinika hepatologie a gastroenterologie

Prof. MUDr. Tomáš Zima, DrSc.Univerzita Karlova v Praze, 1. lékařská fakulta a Všeobecná fakultní nemocnice v Praze, Ústav klinické biochemie a laboratorní diagnostiky

Doc. MUDr. Aleš Žák, DrSc.Univerzita Karlova v Praze, 1. lékařská fakulta a Všeobecná fakultní nemocnice v Praze, IV. interní klinika – klinika hepatologie a gastroenterologie

7


Předmluva„Patobiochemie ve schématech“ je určena především studentům lékařských fakult a dalších biomedi-cínských oborů. Autorský kolektiv připravil učební pomůcku ke studiu patobiochemie nejčastějších klinických stavů. Obsahuje teze a schémata přednášek a seminářů o obecných mechanizmech vzniku nemocí jako jsou oxidační stres, zánět, změny vnitřního prostředí a apoptóza. V dalších kapitolách je pojednáno o příčinách a monitoraci diabetes mellitus, o mechanizmu vzniku aterosklerózy, dyslipopro-teinemiích, dědičných poruchách metabolizmu či nádorových markerech. Skriptum má sloužit k pří-pravě na výuku a po doplnění vlastními poznámkami k přípravě na zkoušku. Má pomoci studentům nalézt vztahy mezi biochemií a klinickou medicínou. Může být prospěšné i studentům nelékařských oborů k přiblížení problematiky vzniku nejčastějších onemocnění. Autorský kolektiv zahrnuje nejen zkušené biochemiky, ale také klinické pracovníky, kteří promítají poznatky teoretického studia do každodenní lékařské praxe a ukazují studentům význam kvalitních teoretických základů pro pochopení chorobných stavů.

Tomáš ZimaStanislav Štípek

8



Co je volný radikál?molekula, atom, nebo ion schopný samostatnéexistence, který obsahuje alespoň jeden nepárový elektron

O2·–radikál ion

molekula

Spinová restrikce kyslíku• Normální (triplet) O2 je

biradikál, s vysokou afinitouk elektronům.

• Ale příjem elektronu vyžaduje,aby jeden ze stávajícíchnepárových elektronů změnilsvůj spin, což je relativněpomalý proces.

• Bez této restrikce bychomv kyslíkové atmosféře planety okamžitě shořeli.

• Singletový O2 je excitovaná,vysoce reaktivní forma kyslíku.

Patobiochemie volných radikálů 9

1 Patobiochemie volných radikálů Jan Pláteník


(Green, MJ, Hill HAO;Meth. Enzymol. 1984, 105, 3–22. Upraveno.)

Superoxid• Zdroje v těle:

– Únik elektronů na kyslík– dýchací řetězec v mitochondriích– jiné podobné redoxní systémy, např. mikrozomální

cytochrom P450 monooxygenáza– NAD(P)H oxidáza:

– fagocyty („respiratory burst”)– nefagocytární buňky

– Některé enzymy:– xantinoxidáza– cyklooxygenáza– lipooxygenáza

– Reakce FeII-hemoglobinu s kyslíkem– Autooxidace (reakce s kyslíkem) různých látek (askorbát,

glutathion a jiné thioly, katecholaminy)

O2·–

10 Patobiochemie volných radikálů


Vznik superoxidu z oxyhemoglobinu

Štípek, S. et al.: Antioxidanty a volné radikály ve zdraví a nemoci.Grada Publishing, Praha, 2000.

hemoglobin kyslík oxyhemoglobin

dixorepusnibolgomehtem

Respirační vzplanutí fagocytu

NADPH

iNOS

NADPHoxidáza

NO

O2 H2O2 HClO

OONO–O2

. –

NADP+

arginin citrulin

myeloperoxidáza

proteázy

Superoxid vzniká v dýchacímřetězci mitochondrií

• 1–2 % z celkové tělesné spotřeby kyslíku

• Únik elektronů z redoxních center komplexů Ia III, nejvíce ze semichinonu



Superoxid• Vlastnosti:

– Nepříliš reaktivní, oxidační i redukční činidlo– Omezená možnost průchodu přes membrány (jen

skrz aniontové kanály nebo ve své protonovanéformě)

– Uvolňuje železo z Fe-S clusterů

• Osud:– Dismutace:

– Reakce s oxidem dusnatým:

O2·–

O2·– + O2·– + 2 H+ → O2 + H2O2

NO· + O2·– → OONO– (peroxynitrit)

Peroxid vodíku

• Tvorba v těle:– Dismutace superoxidu (spontánní nebo

katalyzovaná superoxiddismutázou):

– Přímo činností některých enzymů:• xantinoxidáza• monoaminooxidáza (MAO)

H2O2

O2·– + O2·– + 2 H+ → O2 + H2O2

Peroxid vodíku• Vlastnosti:

– Není radikál– Volně prochází skrz biologické membrány– Sám o sobě celkem nereaktivní– Ale rychle reaguje s redukovanými přechodnými kovy

jako železo a měď (Fentonova reakce)• Osud:

– Fentonova reakce:

– Bezpečné odstranění glutathionperoxidázou nebo katalázou

H2O2

H2O2 + Fe2+ → OH– + OH· + Fe3+hydroxylový radikál

12 Patobiochemie volných radikálů


Hydroxylový radikál• Vznik v těle:

– Ionizační záření:

– Fentonova reakce:

• Vlastnosti:– Extrémně reaktivní. Poškozuje biomolekuly blízko

místa svého vzniku.

OH ·

H2O2 + Fe2+ → OH– + OH· + Fe3+

H2O → H· + OH·

Oxid dusnatý• Vznik v těle:

– NO syntázová reakce:

– Tři různé NO syntázy:– NOS I (neuronální, konstitutivní)– NOS II (fagocyty, inducibilní)– NOS III (endoteliální, konstitutivní)

NO ·

L-arginin + O2 + NADPH → L-citrulin + NADP+ + NO·

Oxid dusnatý• Vlastnosti:

NO ·

– Plynný radikál– Reakce s kyslíkem na dusitan (pomalá in vivo):

– Reakce s hemovým železem hemoglobinu(…fyziologická inaktivace):

– Reakce s hemovým železem guanylátcyklázy(…fyziologické účinky, relaxace hladkého svalstva atd.):

4 NO· + O2 + 2 H2O → 4 NO2– + 4 H+

Hb-Fe2+-O2 + NO· →Hb-Fe2+-OONO → Hb-Fe3+ +NO3–

GC-hem-Fe2+ + NO· → GC-hem-Fe2+-NO



Oxid dusnatý• Vlastnosti (pokračování):

NO ·

– Reakce se sulfhydrylovou skupinou glutathionu atd. na nitrosothiol (…transport NO):

– Reakce se superoxidem na peroxynitrit a konečněhydroxylový radikál (…toxicita):

NO· + GSH → GSNO + H+ + e–

NO· + O2·– → OONO–peroxynitrit

OONO– + H+ → HOONO → OH· + NO2·kyselina peroxydusitá hydroxylový radikál

Reaktivní formy kyslíku(Reactive Oxygen Species, ROS)

• Radikály:– superoxid, O2 ·–– hydroperoxyl, HO2·– hydroxylový radikál, OH·– peroxyl, ROO·– alkoxyl, RO·

• Ne-radikály:– peroxid vodíku, H2O2– kyselina chlorná, HClO– ozón, O3– singletový kyslík, 1O2

Reaktivní formy dusíku(Reactive Nitrogen Species, RNS)

• Radikály:– oxid dusnatý, NO·– oxid dusičitý, NO2·

• Ne-radikály:– nitrosonium, NO+– nitroxyl, NO–– kyselina dusitá, HNO2– oxid dusitý, N2O3– oxid dusičitý, N2O4– nitronium, NO2+– peroxynitrit, ONOO –– alkylperoxynitrit, ROONO

14 Patobiochemie volných radikálů?



Oxidativní poškození lipidů:lipoperoxidace

• Změny fluidity a permeability membrán• Produkce toxických & reaktivních aldehydů

(malondialdehyd, 4-hydroxynonenal):– zesítění (cross-link) proteinů– chemoatraktanty pro makrofágy

Peroxidacelipidů



1 Patobiochemie volných radikálů2 Antioxidační systém a jeho insuficience, stárnutí3 Biochemie zánětu4 Enzymopatie5 Poruchy metabolizmu tetrapyrolů, iktery6 Poruchy metabolizmu purinů a pyrimidinů7 Patobiochemie metabolizmu vápníku a kostní hmoty8 Patobiochemie hyperlipoproteinemie a dyslipoproteinemie9 Ateroskleróza … patobiochemické aspekty10 Ateroskleróza … úloha cholesterolu v aterosklerotickém procesu11 Diabetes mellitus12 Oxidační a karbonylový stres v patobiochemii diabetes mellitus a chronického selhání ledvin13 Metabolizmus alkoholu a jeho důsledky na člověka14 Molekulární podklady apoptózy15 Patobiochemie nádorového bujení … nádorové markery16 Patobiochemie likvoru17 Patobiochemie vybraných neurologických onemocnění18 Poruchy acidobazické rovnováhy – patobiochemie a diagnostika poruch ABR a iontového hospodářství19 Parenterální výživa20 Bioinformatika a proteomika

/ColorImageDict > /JPEG2000ColorACSImageDict > /JPEG2000ColorImageDict > /AntiAliasGrayImages false /DownsampleGrayImages true /GrayImageDownsampleType /Bicubic /GrayImageResolution 300 /GrayImageDepth -1 /GrayImageDownsampleThreshold 1.50000 /EncodeGrayImages true /GrayImageFilter /DCTEncode /AutoFilterGrayImages true /GrayImageAutoFilterStrategy /JPEG /GrayACSImageDict > /GrayImageDict > /JPEG2000GrayACSImageDict > /JPEG2000GrayImageDict > /AntiAliasMonoImages false /DownsampleMonoImages true /MonoImageDownsampleType /Bicubic /MonoImageResolution 1200 /MonoImageDepth -1 /MonoImageDownsampleThreshold 1.50000 /EncodeMonoImages true /MonoImageFilter /CCITTFaxEncode /MonoImageDict > /AllowPSXObjects false /PDFX1aCheck false /PDFX3Check false /PDFXCompliantPDFOnly false /PDFXNoTrimBoxError true /PDFXTrimBoxToMediaBoxOffset [ 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 ] /PDFXSetBleedBoxToMediaBox true /PDFXBleedBoxToTrimBoxOffset [ 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 ] /PDFXOutputIntentProfile () /PDFXOutputCondition () /PDFXRegistryName (http://www.color.org) /PDFXTrapped /Unknown

/Description >>> setdistillerparams> setpagedevice

patobiochemie - ukázka · 2017. 2. 20. · marta kalousová a kolektiv patobiochemie ve...

Documents