Egzamin luty 2017, pytania i odpowiedzi PDF

Preview

Summary

Download Egzamin luty 2017, pytania i odpowiedzi PDF

Description

Definicje: enzymy endogenne, inhibitor, dekarboksylacja Obecność inhibitorów: łączą się z enzymem, blokując lub zmieniając kształt (konformację ) centrum aktywnego, w rezultacie unieczynniając enzym. Inhibicja kompetycyjna: -inhibitor ma strukturę częściowo podobną do substratu - łączy się z centrum aktywnym, unieczynniając enzym - współzawodniczy z właściwym substratem przy wiązaniu do centrum aktywnego - siła inhibicji zależy od względnego stężenia substratu i inhibitora( przy dużym stężeniu substratu efekt inhibitora jest mniejszy ) Inhibicja niekompetycyjna: - inhibitor jest niepodobny do subtratu - łączy się z enzymem poza centrum aktywnym, zmieniając jego kształt i unieczynniając je - nie współzawodniczy z substratem o centrum aktywne - siła inhibicji nie jest zależna od stężenia substratu

Inaktywacja enzymów- obniżenie lub całkowity zanik aktywności substancji biologicznie czynnych, zazwyczaj białek (enzymu, receptora), spowodowany zmianą ich struktury przestrzennej. Do inaktywacji dochodzi najczęściej w wyniku denaturacji, przyłączenia inhibitora lub modyfikacji posttranslacyjnej. Inaktywacja może być odwracalna, gdy nie jest wynikiem zerwania wiązań peptydowych, oraz nieodwracalna, gdy dochodzi do rozerwania łańcucha peptydowego lub gdy jest spowodowana nieodwracalnym przyłączeniem inhibitora. Dekarboksylacja – reakcja chemiczna, w której dochodzi do usunięcia grupy karboksylowej z kwasów karboksylowych lub ich soli i estrów. W wyniku tej reakcji następuje zazwyczaj wydzielenie dwutlenku węgla. W organizmie jest wywoływana najczęściej poprzez działanie enzymów. Aminokwasy endogenne – aminokwasy, które organizm może syntetyzować samodzielnie, w przeciwieństwie do aminokwasów egzogennych, które musi przyjmować systematycznie wraz z pożywieniem. Należą do nich: alanina, asparagina, cysteina, glicyna, glutamina, kwas asparaginowy, glutaminowy, prolina, seryna i tyrozyna

Wyjaśnij istotę cyklu Cori Cykl Corich (cykl kwasu mlekowego) – ciąg przemian metabolicznych, w którym mleczan, powstały na drodze beztlenowej glikolizy w mięśniach szkieletowych i erytrocytach, jest transportowany poprzez krew, do wątroby (a także nerek) i wykorzystywany w procesie glukoneogenezy do syntezy glukozy, która następnie poprzez krew dostaje się do różnych tkanek i jest ponownie wykorzystywana do glikolizy.

Skąd organizm czerpie energie przy wysiłkach powyżej 60 minut Skąd czerpiemy energię do treningu? Podczas ćwiczeń fizycznych organizm potrzebuje dodatkowej energii, w związku ze wzmożoną pracą mięśni szkieletowych - oraz intensywniejszą pracą płuc i serca. Podczas treningu organizm wytwarza znacznie więcej energii niż gdy wykonuje się jedynie podstawowe, codzienne czynności. Powstaje zatem pytanie, w jaki sposób i z czego organizm czerpie energię do treningu? Energia jest wyzwalana dzięki rozpadowi adenozynotrifosforanu (ATP). ATP powstaje z przemian węglowodanów, tłuszczów, białek i alkoholi, które są dostarczone z pożywieniem, a następnie transportowane do komórek i przekształcane w reakcjach biochemicznych. Produkty hydrolizy węglowodanów, białek i tłuszczów są transportowane do komórek mięśniowych i dostarczają energii energii adekwatnej do potrzeb zwiększonej aktywności fizycznej, na drodze syntezy i resyntezy ATP jako jedynego bezpośredniego źródła energii. Węglowodany ulegają rozpadowi na cząsteczki cukrów prostych, tłuszcze – na kwasy tłuszczowe i glicerol, białka natomiast na aminokwasy Rola białek jako źródła energii rośnie w końcowym etapie bardzo intensywnego lub długiego treningu. Gdy zasoby glikogenu ulegają wyczerpaniu, białka mogą pokryć około 1-5% zapotrzebowania energetycznego. Alkohol, niezależnie od intensywności ćwiczeń, nie może być źródłem energii dla pracujących mięśni, ponieważ jedynie w wątrobie występują enzymy zdolne do jego rozkładu. W organizmie istnieją trzy główne szklaki wytwarzania energii, które są wykorzystywane w różnych rodzajach aktywności fizycznej: szlak ATP – PC, glikoliza beztlenowa i przemiana tlenowa. Pierwszy szlak dominuje podczas maksymalnych wysiłków fizycznych, trwających do 6-8 sekund (np. sprint, skok w dal). Wykorzystuje ATP i fosfokreatynę (PC) zgromadzoną w mięśniach. Przemiany te szybko uwalniają energię, jednak jedynie 7-8 kcal, ponieważ zasoby ATP i fosfokreatyny są ograniczone. W dalszym etapie organizm wykorzystuje glikogen i/lub tłuszcze. Szlak glikolizy beztlenowej uruchamiany jest natychmiast, gdy zaczynasz bardzo intensywnie ćwiczyć. Dominuje podczas wysiłku trwającego do 90 sekund (np. trening siłowy). Po 30 sekundach bardzo intensywnego wysiłku udział energii z tego szlaku stanowi ok. 60%, a po 2 minutach spada do ok. 35%. W beztlenowej glikolizie substratem energetycznym są cząsteczki glukozy pochodzące z rozpadu glikogenu mięśniowego, które przy braku tlenu przekształcają się w ATP i kwas mlekowy. Z jednej cząsteczki glukozy w wyniku glikolizy beztlenowej powstają jedynie 2 cząsteczki ATP, dlatego szlak ten przy dłuższych ćwiczeniach jest mało efektywny. Dodatkowo, szybkie wyczerpywanie się zasobów glikogenu i kumulowanie się kwasu mlekowego powoduje narastanie zmęczenia i osłabienie wydolności fizycznej. W przemianach tlenowych, ATP nie powstaje tak szybko jak w wyniku przemian beztlenowych, ale ilość wytwarzanego adenozynotrifosforanu jest większa. Szlak ten obejmuje proces glikolizy i lipolizy w obecności tlenu. Początkowo podczas ćwiczeń fizycznych wykorzystywane są szlaki ATP-PC i glikolizy beztlenowej, a po kilku minutach organizm zaczyna się „przełączać” na szlak tlenowy. Większość metabolizowanych węglowodanów pochodzi z glikogenu mięśniowego. Po około dwóch godzinach bardzo intensywnych ćwiczeń znacząco wyczerpują się zasoby glikogenu. W warunkach tlenowych jedna cząsteczka glukozy dostarcza aż 38 cząsteczek ATP, zatem przemiany tlenowe są około 20 razy efektywniejsze niż szlaki beztlenowe. Z jednej cząsteczki kwasu tłuszczowego możemy uzyskać do 200 cząsteczek ATP, jednak kwasy tłuszczowe mogą być metabolizowane jedynie w warunkach tlenowych, gdy potrzeby energetyczne organizmu są stosunkowo niskie, ponieważ szlak tlenowy trwa znacznie dłużej. Podsumowując, ćwiczenia oparte o przemiany beztlenowe wykorzystują glikogen, a oparte o przemiany tlenowe zarówno glikogen jak i tłuszcze. W związku z tym ćwiczenia aerobowe można wykonywać dłużej.

Wyjaśnij rolę biologiczną pentozo fosforanowego Szlak pentozofosforanowy (szlak heksozomonofosforanowy, szlak fosfoglukonianowy) – ciąg reakcji biochemicznych, podczas których glukozo-6-fosforan jest utleniany do rybulozo-5-fosforanu oraz wytwarzany jest NADPH. Głównym celem jest dostarczanie komórce NADPH niezbędnego do przeprowadzania reakcji redukcji w cytoplazmie oraz synteza pentoz. Reakcje szlaku zachodzą w cytozolu, przede wszystkim tkanki tłuszczowej, gruczołów mlekowych, wątroby, erytrocytów, jąder i kory nadnerczy oraz cytoplazmie i plastydach komórek roślinnych. Opisane poniżej reakcje nazywane są oksydacyjnym szlakiem pentozofosforanowym. Te same enzymy wykorzystywane są w szlaku określanym jako redukcyjny szlak pentozofosforanowy służącego do odtworzenia z aldehydu fosfoglicerynowego rybulozo-1,5-bisfosforanu w fazie regeneracyjnej cyklu Calvina zachodzącego w fotosyntetyzujących komórkach roślinnych. Wykorzystanie tych samych enzymów w cyklach reakcji o różnym efekcie końcowym pokazuje swoistą oszczędność ewolucji.

Opisz strukturę II rzędową białka. Struktura drugorzędowa białka – jeden z poziomów organizacji cząsteczki białka, który opisuje jej budowę. Określa się tu sposób przestrzennego ułożenia łańcuchów polipeptydowych białek na skutek powstawania wewnątrzcząsteczkowych wiązań wodorowych przede wszystkim między atomami tlenu grup amidowych i atomami wodoru innych grup amidowych. Helisa alfa – struktura drugorzędowa białka (tak jak i harmonijka beta), stabilizowana przez wiązania wodorowe. Kształtem przypomina cylinder, tworzony przez ciasno, prawoskrętnie skręconą sprężynę. Ściany cylindra tworzy łańcuch polipeptydowy, a łańcuchy boczne (podstawniki) wystają na zewnątrz. Co cztery aminokwasy w łańcuchu polipeptydowym tworzone jest wiązanie wodorowe pomiędzy grupą karboksylową jednego aminokwasu a grupą aminową drugiego.

Wyjaśnij dlaczego cykl Krebsa nie zachodzi w warunkach beztlenowych mimo, ze tlen nie bierze udziału w reakcji. Poniewaz w warunkach beztlenowych w procesie fermentacji nie powstaje pirogronian bedacy substratem cyklu Krebsa

Opisz wpływ kinazy kreatynowej w diagnostyce sportowej. Kinaza kreatynowa (CK) to białko będące enzymem, znajdujące się wewnątrz komórek mięśnia sercowego, mięśni szkieletowych i mózgu. We krwi zdrowego człowieka krążą niewielkie ilości kinazy kreatynowej, która pochodzi głównie z mięśni szkieletowych. W wyniku uszkodzenia komórek CK wydostaje się na zewnątrz i dostaje do krwiobiegu. Dzięki temu jej zwiększone stężenie może być wykryte podczas badania.

      

Wartość diagnostyczna kinazy kreatynowej w rozpoznawaniu chorób serca jest w dzisiejszych czasach ograniczona, ze względu na to, iż enzym ten jest mało swoisty. Wzrost stężenia CK ma bowiem miejsce w przebiegu wielu jednostek chorobowych. Podwyższoną aktywność CK obserwuje się w przebiegu m.in.: chorób mięśni szkieletowych, mięśnia sercowego, chorób ośrodkowego układu nerwowego, a także: w zatorze płuc, niedoczynności tarczycy, wstrząsie, podczas intensywnej radioterapii. CK oznacza się w przypadku podejrzenia uszkodzenia mięśni szkieletowych, w monitorowaniu leczenia statynami. Leki te mogą wywoływać miopatię (dolegliwości mięśniowe – bolesność, tkliwość mięśni) oraz rabdomiolizę (uszkodzenie tkanki mięśni poprzecznie prążkowanych, zdarza się bardzo rzadko). Dlatego bardzo ważnym elementem terapii zaburzeń gospodarki lipidowej jest kontrola stężenia kinazy kreatynowej. Jej poziom powinien być oznaczony przed rozpoczęciem terapii, a także kontrolowany w trakcie terapii, zwłaszcza jeśli pacjent zgłasza występujący ból mięśni.

Opisz pierwszą grupę enzymów. Reakcja redoks – każda reakcja chemiczna, w której dochodzi zarówno do redukcji, jak i utleniania. Termin redoks jest zbitką wyrazową słów redukcja i oksydacja . W praktyce każda rzeczywista reakcja, w której następuje zmiana stopnia utlenienia atomów lub ich grup, jest reakcją redoks, gdyż każdej reakcji redukcji musi towarzyszyć reakcja utleniania i na odwrót. Każdą reakcję redoks można rozpisać na pojedyncze akty utleniania i redukcji, nazywane reakcjami połówkowymi, przy czym bilans elektronowy i masowy tych aktów musi być zerowy. Takie rozpisanie reakcji redoks pomaga zrozumieć, co się właściwie dzieje w jej trakcie – warto jednak pamiętać, że pojedyncze akty redukcji i utleniania nie są opisem zjawisk, które rzeczywiście zachodzą w jej trakcie, lecz tylko teoretycznym zapisem zmian stopnia utlenienia poszczególnych atomów i grup.

Opisz jak organizm wie kiedy przeprowadzać reakcję anaboliczne i kataboliczne. CZYM RÓŻNIĄ SIĘ PROCESY ANABOLICZNE OD KATABOLICZNYCH Różnica polega na tym, że w przypadku anabolizmu metabolizm dotyczy wzrostu tkanek organizmu, a w przypadku katabolizmu rozpadu związków chemicznych i materii. W reakcjach anabolicznych z substratów niskoenergetycznych powstają wysokoenergetyczne substancje wielkocząsteczkowe. Związki te służą jako źródło energii, materiał budulcowy lub substancje zapasowe. Reakcjami anabolicznymi są wszelkie reakcje syntezy , m.in. białek, tłuszczy , cukrów ( powstałych także w czasie fotosyntezy ). Do przebiegu tych reakcji wymagane są nakłady energii.

Reakcje kataboliczne prowadzą do rozpadu wysokocząsteczkowych substancji na mniejsze z wydzieleniem energii. Reakcjami katabolicznymi są : rozkład tłuszczy, białek ,cukrowców. W każdym organizmie reakcje anaboliczne i kataboliczne występują wspólnie. Z reguły rekcje te się równoważą , lecz w młodych wzrastających organizmach przeważają reakcje anaboliczne , zaś w organizmach starzejących się dominują kataboliczne. W procesach katabolicznych powstała energia kumulowana jest w postaci ATP. Związek ten zbudowany jest z zasady-adeniny , cukru (rybozy ) i reszt fosforanowych. Energia zawarta w ATP uwalniana jest w wyniku odłączania się reszt fosforanowych, które połączone są w cząsteczce za pomocą wysokoenergetycznych wiązań.

Narysuj ogólną strukturę aminokwasów

Wskaż rolę L-karnityny w metabolizmie lipidów L-karnityna spełnia funkcje transportowe wobec kwasów tłuszczowych o długich łańcuchach, które przekazywane są do mitochondriów, gdzie ulegają przemianom, w wyniku których powstaje energia niezbędna do prawidłowego funkcjonowania komórek organizmu. L-Karnityna również bierze udział w usuwaniu z mitochondriów średnio- i krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych, mających w nadmiarze działanie toksyczne. Inne funkcje L-karnityny to:  

transport z peroksysomów produktów utleniania kwasów tłuszczowych o bardzo długim łańcuchu do mitochondriów utrzymanie w komórkach odpowiedniego stosunku acetylo-CoA do CoA

Pojęcia: stała Michalisa, koenzym Powinowactwo enzymów do substratu określa krzywa Michaelisa- Mentena. Stężenie substratu, przy którym szybkość reakcji jest równa połowie szybkości maksymalnej określamy STAŁĄ MICHAELISA Koenzymy – niebiałkowe składniki białek (np. enzymów) niezbędne dla ich aktywności, rodzaj kofaktorów[1]. W przeciwieństwie do grup prostetycznych, są nietrwale (niekowalencyjnie), luźno związane z białkami[1]. Białko bez swojego koenzymu to apobiałko (apoproteina, apoenzym), natomiast wraz z nią holobiałko (holoproteina).

Ile cząsteczek ATP powstanie w wyniku przekształcenia jednej cząsteczki glukozy – w warunkach tlenowych i beztlenowych W wyniku glikolizy powstają 2 cząsteczki ATP Utlenieniu glukozy w warunkach tlenowych towarzyszy wytworzenie 38 moli ATP. Ogólny zysk wynosi więc 36 moli ATP

W jakim celu ssaki przeprowadzają cylk mocznikowy? Czy może dostarczyć energii?

Cykl mocznikowy to szereg metaboliczny, podczas którego toksyczny amoniak ulega przekształceniu i wydaleniu w postaci nietoksycznego mocznika. Źródłem amoniaku jest azot białkowy. Umożliwia usunięcie z organizmu toksycznego jonu amonu, który powstaje podczas deaminacji aminokwasów. Wytwarzanie mocznika zachodzi w komórkach wątroby, gdzie NH4+ ze względu na swoją toksyczność dostarczany jest po jego wcześniejszym związaniu z glutaminianem lub pirogronianem Wymaga 3 cząsteczek ATP do przeprowadzenia

Na czym polega rola 2, 3 –BPG w przekazywaniu tlenu erytrocytów do komórek tkanek obwodowych Przyłączenie tlenu do hemoglobiny w płucach powoduje uwolnienie przez nią jonu wodorowego, który łączy się z jonem wodorowęglanowym osocza z wytworzeniem wody i dwutlenku węgla, który jest wydychany. Odwrotnie, w tkankach odłącza się tlen, a przyłącza jon wodorowy, który powstaje wraz z wodorowęglanem z wydalanego przez tkanki dwutlenku węgla i z wody. Te 2 zjawiska to tzw. efekt Bohra.

Ile cząsteczek ATP powstanie w wyniku całkowitego utleniania nasyconego kwasu tłuszczowego o 18 atomach węgla? Przedstaw stosowane obliczenia Kwas stearynowy ma 18 atomów węgla. To oznacza 8 obrotów beta-oksydacji. W jednym obrocie powstaje 1 cząsteczka zredukowanego NADH i jedna FADH2. Zakładamy, że z 1 cz. NADH powstają w łańcuchu oddechowym 3 cz. ATP, a z 1 cz. FADH2powstają 2 cz. ATP. 8 * (3 cząsteczki ATP + 2 cząsteczki ATP) = 40 cz. ATP W beta-oksydacji powstanie 9 cząsteczek acetylo-CoA utlenianych w cyklu Krebsa. W jednym obrocie powstają 3 cz. NADH, 1 FADH2i 1 GTP (liczymy jakby to było ATP). Tak więc po jednym obrocie można uzyskać 12 cząsteczek ATP (3 * 3 + 2 + 1). 9 * 12 = 108 cz. ATP Razem daje to nam 148 cz. ATP zysku. Od tego trzeba odjąć energię potrzebną do aktywacji kwasu tłuszczowego (chyba 2 cz. ATP, wg innych źródeł 1 cz.). Powstanie więc 146 lub 147 cz. ATP.

Najważniejsze źródła ATP podczas wysiłku Adenozynotrójfosforan (ATP) jest źródłem energii dla wszystkich kurczliwych mięśni. Energia jest uwalniana, gdy ATP rospada się do ADP+P (adenozynodifosforan i grupa fosforowa). Utrzymywanie dostępności energii z ATP dla mięśni jest ograniczone, aż do wyczerpania wszystkich zapasów zgromadzonych w mięśniach szkieletowych. Odbudowa ATP może pochodzić w sposób anaerobowy (beztlenowo) lub aerobowy (tlenowo). Podstawowe źródło energii będzie więc zależało od stopnia skurczu mięśnia. __ Głównymi źródłami ATP w procesach anaerobowych jest Fosfokreatyna i glikoliza. Śródmięśniowa fosfokreatyna jest używana do szybkich i mocnych skurczy lecz wystarcza jej na mniej niż 30 sekund a odbudowa trwa kilka minut. Przykładowo fosfokreatyna dostarcza większość energii dla biegu sprinterskiego na 100m. Dodatkowo, możliwość do powtarzania skurczów w miejscu pracy jest w dużej mierze uzależniona od źródeł fosfokreatyny. Suplementacja kreatyną wpływa na wzrost stężenia fosfokreatyny, co przekłada się na lepszą efektywność wykonywanej pracy (według tłumaczenia byłoby że może wpływać, My jednak wiemy że wpływa).

Glikoliza beztlenowa odnosi się do rospadu glukozy (glikoliza) do pirogronianu, który przy nieobecności tlenu jest przekształcany na kwas mlekowy. We włóknach mięśniowych, glukoza jest otrzymywana z rozpadu glikogenu mięśniowego. Glikoliza beztlenowa nie jest uzależniona od dostepności glikogenu; lecz, od gromadzenia kwasu mlekowego i innych produktów przemiany materii. Wysoko intensywny wysiłek trwajacy 1-3 minuty (np. bieg na 800m) zależy głównie od glikolizy beztlenowej, powodując gromadzenie się kwasu mlekowego w dużych ilościach. __ Glikoliza tlenowa występuje, gdy dostępny jest tlen potrzebny do rozbicia pirogronianu, którego rozbicie oddaje ATP w reakcji chemicznej występującej w Cyklu Krebsa oraz w Systemie Elektrycznego Transportu. Tak jak w beztlenowym metaboliźmie, glukoza może być otrzymywana z glikogenu mięśniowego. Źródło glikogenu jest obfite, dlatego wyczerpania go powinni obawiać się tylko atleci których wysiłki trwają więcej niż 90 minut bądź wykonują ćwiczenia przerywając je przez znacznie dłuższy czas. Dla przykładu, nie jest to niczym niezwykłym dla wytrzymałości atletów, by wyczerpać zapasy glikogenu. W biegach maratońskich oznacza to coś jak "uderzenie w ściane". W kolejności by zredukować ryzyko wyczerpania zapasów glikogenu podczas maratonu, atleci często przez imprezą robią "ładowania węglowodanami". Obejmuje to manipulację zawartością węglowodanów w diecie by wypełnić w pełni źródła glikogenu. Najbardziej obfitym źródłem energii dostepnym dla włókienek mięśniowych jest tłuszcz. Powstawanie ATP z rospadu tłuszczu nazywamy lipolizą. Gdy dostarczanie kwasów tłuszczowych jest w zasadzie niewyczerpywalne, wskaźnik lipolizy który występuje jest czynnikiem ograniczających otrzymywanie ATP. Lipoliza jest odpowiedzialna za odżywianie mięśni w czasie spoczynku, lecz udział w zaopatrywanie całkowitej energii mięśnia będzie obniżać się wraz ze wzrostem siły skurczku mięśnia. Dla przykładu, wyczerpanie glikogenu występuje, gdy wskaźnik lipolizy nie jest w stanie zaspokoić zapotrzebowania mięśni przez wymaganiom wykonywanego ćwiczenia oraz gdy czerpanie energii z glikogenu przez glikolizę jest niemożliwe. Po wyczerpaniu glikogenu, intensywność wykonywanego ćwiczenia dramatycznie spada. Mimo tego, niewielkie obniżenie intensywności ( np zwolnienie tempa) we wczesnej części trwania ćwiczenia oszczędziło by glikogen by uniknąć jego wyczerpania. W kolejności, ważność w ułatwieniu lipolizy podczas biegów wytrzymałościowych nie może być przesadzona.

Krótko o roli biologicznej cholesterolu Rola: Cholesterol odgrywa kluczową rolę w wielu procesach biochemicznych, m.in.: syntezie witaminy D3 oraz hormonów o budowie sterydowej takich jak kortyzon, progesteron, estrogeny i testosteron. Jego obecność w błonach komórek nerwowych mózgu ma duże znaczenie dla funkcjonowania synaps. Istnieją też doniesienia, że odgrywa on dużą rolę w działaniu systemu immunologicznego (odpornościowego). Produkcja Cholesterolu: Wątroba produkuje ok. 1 g cholesterolu dziennie w żółci. Niektóre badania wykazały, że cholesterol może działać jako antyoksydant. Żółć zmagazynowana w pęcherzyku żółciowym i pomagająca trawić tłuszcze jest ważna dla absorbowania witamin rozpuszczalnych w tłuszczach (A,D, E i K)....