Pārlekt uz galveno saturu
Studiju programma
Vadītājs
Āris Kaksis

Studiju kursa apraksts

Kursa apraksta statuss:Apstiprināts
Kursa apraksta versija:5.00
Kursa apraksta apstiprināšanas datums:01.07.2019
Par studiju kursu
Kursa kods:CFUBK_062LKI līmenis:6. līmenis
Kredītpunkti:4.00ECTS:6.00
Zinātnes nozare:Ķīmija; Medicīnas ķīmijaMērķauditorija:Ārstniecība
Studiju kursa vadītājs
Kursa vadītājs:Āris Kaksis
Studiju kursa īstenotājs
Struktūrvienība:Cilvēka fizioloģijas un bioķīmijas katedra
Struktūrvienības vadītājs:Pēteris Tretjakovs
Kontaktinformācija:Rīga, Dzirciema iela 16, cfbkatrsu[pnkts]lv, cfbkatrsu[pnkts]lv, +371 67061550
Studiju kursa plānojums
Pilns laiks - 1. semestris
Nodarbības (skaits)6Lekciju ilgums (akadēmiskās stundas)2Kopā lekciju kontaktstundas12
Nodarbības (numurs)17Nodarbību ilgums (akadēmiskās stundas)4Kopā nodarbību kontaktstundas68
Kopā kontaktstundas80
Studiju kursa apraksts
Priekšzināšanas:
Valodas prasmes (rakstiski un mutiski); dabas zinības un matemātika: ķīmija, matemātika (algebra un ģeometrija), bioloģija, fizika un datorzinības vidusskolas programmas līmenī.
Mērķis:
Veicināt mūsdienu priekšstatu veidošanu par dzīvības procesu vieliskajiem pamatiem cilvēka organismā, ietverot vielmaiņas procesus un cilvēka ķermeņa vielisko uzbūvi, tā funkcionēšanu, kā arī izpratni par bioķīmiskiem mehānismiem un biomedicīniskām īpašībām, lai atklātu slimību rašanās iemeslus un zinātniski pareizi realizētu aktuālus medicīnisku problēmu risinājumus.
Tēmu saraksts (pilna laika studijas)
Nr.TēmaĪstenošanas formaSkaitsNorises vieta
1a) Osmolārās koncentrācijas gradienta aprēķini, elektrolīti, osmoze. b) Membrānas potenciāls. Oksidēšana – reducēšana, Nernsta pusreakcijas.Lekcijas1.00auditorija
2Vielas daudzums, koncentrācija, molaritāte, mol daļa, masas daļa %, koncentrācijas gradients uz šūnu membrānām, disociācijas stehiometrija, jonu spēks, disociācijas pakāpe, izotoniskais koeficients, osmolārās koncentrācijas gradients.Nodarbības1.00laboratorija
3a) Prigožina termodinamika, homeostāze un līdzsvaru atraktori Lešateljē principā, kompleksi sadarbīgo reakciju enzīmu reaktivitāte. b) Kinētika, katalīze, enzīmu kompleksu neatgriezeniskums, Prigožina atraktori un destruktīvs anenzimātisks oksidatīvs stress, acidoze.Lekcijas1.00auditorija
4Oksidēšanās – reducēšanās procesu balansēšana ar Nernsta pus reakciju vienādojumiem tabulā. Nernsta standarta potenciāls; oksidatīvais stress, šūnu membrānu potenciāli.Nodarbības1.00laboratorija
5a) Ūdens disociācija, pH, pOH, pKw, Ostvalda atšķaidīšanas likums. b) Trīs veidu Bufera šķīdumi cilvēka organismā. Prigožina atraktora pH=7.36 stabilitāte cilvēka ķermenī.Lekcijas1.00auditorija
6Prigožina termodinamika disipatīvās struktūrās, enerģijas minimuma atraktori līdzsvaram entalpijas H, entropijas S un brīvās Gibsa enerģijas izmaiņas patvaļīgos neatgriezeniskos dzīvības procesos.Nodarbības1.00laboratorija
7a) Atomi, molekulas, ķīmisko saišu veidi. b) starp molekulārās saites: ūdeņraža, hidrofobās, sāls tiltiņi, disulfīdu, koordinatīvās, Vandervālsa Londonas dispersijas spēki.Lekcijas1.00auditorija
8Reakcijas kinētika – reakcijas ātrums (velocity) ir proporcionāls reaģējošo vielu koncentrācijai, ātruma konstantei, aktivācijas enerģija Ea. Darbīgo masu likuma atraktoru studijas. Metabolītu, molekulu pus dzīves laiks. Enzīmu komplekso reakciju Prigožina atraktori cilvēka organismā pH=7,36, reaktivitāte, neatgriezeniskums, ΔG minimums.Nodarbības1.00laboratorija
9a) Ogļhidrāti cilvēka organismā. b) Aminoskābes, polipeptīdi, olbaltumvielas cilvēka organismā.Lekcijas1.00auditorija
10Līdzsvars konstantes Klīdz izteiksme, konstanti Klīdz ietekmējošie faktori: koncentrācija-gradients, T, ΔGr. Kristāliskas vielas mol daļa viens, šķīdības konstante Kšķ, Lešateljē principa virzīti homeostāzes procesi ar O2 ieelpošanas osmozi un ar bikarbonāta HCO3 – koncentrācijas gradientu virzīta CO2 – izelpošanu kā apmaiņa pret O2.Nodarbības1.00laboratorija
11a) Lipīdi un virsmas aktīvas vielas VAV organismā. b) Kompleksās struktūras: gliko-, hromo-, lipo- un nukleo- proteīni cilvēka organismā.Lekcijas1.00auditorija
12I kolokvijs. Osmolārā koncentrācija, gradienta osmose π=iCMR. Konstante Kcr=1,86 osmometrs, w%, cM, masa, molmasa, molu skaits, mol daļa. Oks-Red reakcijas balansēšana ar Nernsta pusreakcijām. I, II termodinamikas likums. Prigožina patvaļīga neatgriezeniska procesa līdzsvara atraktors konstante Klīdz šķīdības konstante Kšķ. aktīvo masu likums. Reakcijas ātrums, konstante. Katalīze, enzīmu kompleksu atraktori pH=7,36, reaktivitāte, neatgriezeniskums, ΔG minimums.Nodarbības1.00laboratorija
13pH aprēķini skābēm, bāzēm, elektrolītiem. Vāju skābju pKa vērtības cilvēka organismā. Ostwalda atšķaidīšanas likums par pH aprēķiniem vājām skābēm un aminoskābēm.Nodarbības1.00laboratorija
14Hendersona – Haselbalha vienādojuma studijas potenciometriskajā titrēšanas grafikā. Bufera viduspunkta pH=pKa un ekvivalences punkta Vekv eksperimentāla noteikšana un analīze.Nodarbības1.00laboratorija
15Bufera vidus punkts pH=pK, maksimālās bufera kapacitātes βmax studijas. Asinīs enzīmu karboanhidrāzes – hemoglobīna H+, HCO3-, O2 atspoles fizioloģiskā pH=7,36 vērtības stabilitāte.Nodarbības1.00laboratorija
16Kompleksu veidošanās un noārdīšanās. Kompleksu ģeometrija un disociācijas konstante Knestab. Gaismas absorbcijas “JunyWay” spektrometrija A=log(Io/I); A=aCl. Oksidētai formai B2 vitamīns ir ūdenī šķīstošs elektronu pārnesējs.Nodarbības1.00laboratorija
17II kolokvijs. Koordinatīvie savienojumi. Ūdens disociācija un jonizācija, pH. Vājo skābju protolītiskie buferšķīdumi. Sāļu hidrolīze. Skābju bāzu protolītiskās reakcijas. Hendersona – ­Haselbalha pH=pKa+lg(nsalt/nacid) bufera kapacitātes maksimums. Oksidētās formas B2 vitamīna ūdenī šķīstošs elektronu pārnesējs un tā gaismas absorbcijas spektrometrija A=log(Io/I); A=aCl.Nodarbības1.00laboratorija
18Mono saharīdi; funkcionālās grupas, hiralitāte – optiskā izomērija. Ogļhidrātu projekciju attēlošana lineārās Fišera un cikliskās Heiverta projekcijās. Mono saharīdu īpašības: oksidēšana, reducēšana, kompleksu veidošanās, esterifikācija, hidrolīze.Nodarbības1.00laboratorija
19Polisaharīdu glikozīdiskās saites veidošanās sintēze (poli kondensēšanās) un pretēji hidrolīze. Di- un poli saharīdu struktūru attēlošana, identificēšana un publicēšana.Nodarbības1.00laboratorija
20Lipīdi un virsmas aktīvas vielas (VAV) cilvēka organismā. Esterifikācija un hidrolīze. Šūnu membrānu kompozītu lipīdi: fosfo-, sfingo- lipīdi; eikosanoīdi; holesterols, steroīdi. Kompozīto lipīdu dubultslāņu studijas šūnu membrānās un fizioloģiskās funkcijas. Kompozītās fosfolipīdu – holesterola membrānas eritrocītos.Nodarbības1.00laboratorija
21Peptīdu un olbaltumvielu pirmējās 1° struktūras sintēze (poli kondensācija) un hidrolīze Olbaltumvielu pirmējās 1° struktūras salocīšanās otrējā 2°, trešējā 3°, ceturtējā 4° struktūrā. Starp molekulārie spēki: ūdeņraža saite, sāls tiltiņš, hidrofobā, disulfīda un koordinatīvā saite. Denaturācija starp molekulāro saišu 2°, 3°, 4° pārraušana olbaltumvielu struktūrās.Nodarbības1.00laboratorija
22Kompleksās olbaltumvielas – gliko proteīni, hromo proteīni, lipo proteīnu lodītes, nukleo proteīni. Lipokalīni, albumīns, hilomikroni, ZBL, ABL, imunoglobulīns (ekstra celulāri) un START, FABP (intracelulāri).Nodarbības1.00laboratorija
23Kolokvijs III. Asins ogļhidrāti, glikoproteīni, asins oligosaharīdu virknes. Hemoglobīns, mioglobīns, karbo anhidrāzes ENZĪMU vadīta skābekļa O2 oglekļa dioksīda CO2 vielmaiņas fizioloģiskā pH=7,36 stabilitāte. Fosfatidil holīns, holesterols, lipīdu dubultslāņu membrāna fizioloģiskās funkcijas. Lipoproteīnu funkcijas. Lipokalini un START ar holesterolu un kompozītiem lipīdiem membrānu metabolismā, Albumīns, hilomikroni, ĻZBL, ZBL & ABL. Nukleoproteīni DNS, tRNS,mRNS-kodoni, Nukleosomas 8 histoniNodarbības1.00laboratorija
Vērtēšana
Patstāvīgais darbs:
Individuālais un studentu darbs pāros – praktisko darbu izstrādē atbilstoši kursa tēmām. Patstāvīga atsevišķu teorētisko kursu tēmu apguve, izmantojot mācību grāmatas vai citus avotus, tai skaitā zinātniskās publikācijas.
Vērtēšanas kritēriji:
Rakstisko risinājumu kvalitātes pārbaude praktisko nodarbību izvirzītajiem uzdevumiem, jautājumiem un problēmu risinājumiem patstāvīgās nodarbības protokolos. Rakstiski kontroldarbi prasmju un iemaņu pārbaudei. Kolokviji – apgūto teorētisko un praktisko zināšanu un prasmju pārbaude, kurā tiek apliecināta mācību materiāla izpratne. Rakstveida noslēguma eksāmens Medicīniskajā ķīmijā.
Gala pārbaudījums (pilna laika studijas):Eksāmens (Rakstisks)
Gala pārbaudījums (nepilna laika studijas):
Studiju rezultāti
Zināšanas:Studiju kursa apguves rezultātā students spēj: • formulēt un izskaidrot medicīniskās ķīmijas un statiskās bioķīmijas jēdzienus; • aprakstīt medicīniski ķīmisko procesu kvantitatīvās un kvalitatīvās sakarības; • novērtēt skābekļa, glikozes, CO2, asins pH, asins osmolārās koncentrācijas nozīmi; • izskaidrot jonu kanālu veidoto membrānu potenciālu darbības principus; • pretstatīt veselīgā uzturā lietojamu dabas vielu un kaitīgo vielu iedarbību uz veselību.
Prasmes:Students pratīs analizēt bioloģiskos vielu maiņas līdzsvarus un homeostāzes stāvokļus. Pratīs novērtēt vielu apmaiņu un pārvērtības ekvivalentos daudzumos, balstoties uz vielas daudzuma un enerģijas nezūdamības likumiem. Spēs analizēt ķīmisko elementu atomu īpašību integrāciju un konvertēšanos molekulāros veidojumos un agregātu īpašības, lai spētu novērtēt mijiedarbību ar vidi un integrēto vielmaiņu dzīvības funkciju uzturēšanā, ko atspoguļos studentu noformētie studiju darba rezultāti laboratorijas darbu protokolu secinājumi, testi un kolokviji.
Kompetences:Students spēs pielietot iegūtās zināšanas par daudzveidīgajiem medicīniskās ķīmijas procesiem un mehānismiem un pamatprasmes novērtēt šo procesu un mehānismu funkcionalitāti, lai izdarītu kompetentus, integrētus slēdzienus par homeostāzes norisēm organismā.
Bibliogrāfija
Nr.Atsauce
Obligātā literatūra
1Medicīniskā ķīmija"2019/20 38 avotu saraksts:http://aris.gusc.lv/2018-19MFLat1LekcLdVK1sem0620.pdf
2RSU Cilvēka fizioloģijas un bioķīmijas katedras metodiskais līdzeklis. . I.Kazuša, Ā.Kaksis. RSU "Vispārīgajā ķīmijā" 173.lpp. © 2017 nodarbībām e-studijās:
3A.Rauhvargers. "Vispārīgā ķīmija", Rīga, Zvaigzne 1996, 353 lpp;
4http://aris.gusc.lv/ARauhVargSatur/Vispariga_kimija-A_Rauh…
5I.Kazuša, "Statiskā bioķīmija", RSU, Rīga , © 2015.
6http://aris.gusc.lv/Gramata_I.Kazusa.u.c_Statiska_biokimija…
Papildus literatūra
1A.Kaksis "Medicīniskā ķīmija" http://aris.gusc.lv/index.html
2Physical Chemistry ATKINS 7Ed P.W.Atkins Oxford © 2006 Oxford University Press 480p ISBN 0-19-928857-7 978-0-19-928857-2.
3Rauhvarger, A. © 1993. General Chemistry for Medical Students. Riga, AML. Part I, II, III, IV. e-education Folder GenChemRauhvarger93 Word documents
4John E. McMurry, Robert C. Fay General Chemistry: Atoms First, Prentice Hall, 2010
5Theodore E. Brown, H. Eugene H LeMay, Bruce E. Bursten, Catherine Murphy, Patrick Woodward Chemistry: The Central Science, Prentice Hall, 2012
Citi informācijas avoti
1Raksti PubMed datu bāzes žurnālos (atbilstīgie kursa tēmām)