Prednášky: 1. Chemický pohľad na živý systém: Úvod do štúdia chémie, vzťah k teoretickým, predklinickým a klinickým disciplínam. Medzinárodné názvoslovie anorganických zlúčenín. Kvalitatívne a kvantitatívne zloženie roztokov. Názvoslovie koordinačných zlúčenín. 2. Štruktúra a formy výskytu biogénnych látok v organizme I: Chemické väzby vo vzťahu k štruktúre, vlastnostiam a biologickej funkcii látok. Iónové zlúčeniny v organizme - polarizačný účinok iónov, výskyt, vplyv na funkciu organizmu. Kovalentné zlúčeniny v živých systémoch, vplyv na reaktivitu a funkciu molekúl. Komplexné zlúčeniny vo vzťahu k rozpustnosti, reaktivite, transportu a toxicite. Cheláty a ich biologický význam. 3. Štruktúra a formy výskytu biogénnych látok v organizme II: Vodíková väzba a Van der Waalsove sily podmieňujúce štruktúru a funkciu molekúl. Vzájomný vzťah štruktúry molekúl a ich biologickej funkcie. Úvod do analytickej chémie: Odmerná analýza, základné pojmy, metódy a základné výpočty. 4. Chemické deje v biologických systémoch I: Termodynamické aspekty chemických dejov v biologickom systéme. Termodynamická rovnováha, vnútorná energia, entalpia. Reverzibilita a uskutočniteľnosť chemických dejov, entrópia. Termochemické zákony. Gibbsova a Helmholtzova energia. Spriahnuté reakcie, makroergické zlúčeniny, premena voľnej energie v biologických systémoch. 5. Vybrané kapitoly z analytickej chémie – inštrumentálna analýza I: Inštrumentálna analýza vo veterinárnej medicíne. Elektrochemické inštrumentálne metódy. Význam oxidačno–redukčných reakcií pre organizmus. Potenciometria. Potenciometrické titrácie. Elektrochemické meranie pH. Konduktometria. Konduktometrické titrácie. 6. Vybrané kapitoly z analytickej chémie – inštrumentálna analýza II: Metódy spracovania biologického materiálu. Chromatografické metódy, ich význam pri analýze biologického materiálu. Chemické deje v biologických systémoch II: Kinetické aspekty chemických dejov v biologickom systéme. Poriadok a molekulovosť reakcií. Polčas reakcie. Reakčný mechanizmus. Katalýza. Chemická rovnováha, rovnovážna konštanta. 7. Disperzné systémy vo vzťahu k organizmu: Voda ako disperzné prostredie organizmu. Koligatívne vlastnosti roztokov – difúzia, osmóza. Význam dialýzy. Biochemický význam protolytických reakcií. Kyseliny a zásady v živom systéme, ionizácia vody, pH. Teória tlmivých systémov. Henderson–Hasselbachova rovnica. Tlmivá kapacita. Biologicky významné tlmivé systémy. Acidobázická rovnováha vnútorného prostredia organizmu a jej poruchy (acidóza, alkalóza). Koloidné disperzné systémy - štruktúra a biologický význam. 8. Štruktúra organických zlúčenín a biochemicky významné reakcie: Vzťah štruktúry k vlastnostiam a biologickej funkcii jednotlivých skupín organických zlúčenín. Reaktívne miesto v molekule organickej zlúčeniny. Charakteristika, vlastnosti a biochemicky významné reakcie hydroxyderivátov. Estery alkoholov a kyseliny fosforečnej (AMP, ADP, ATP). Biochemicky významné reakcie oxozlúčenín (oxidácia, redukcia, adičné a kondenzačné reakcie). Významné zlúčeniny, toxicita. 9. Vlastnosti, štruktúra, izoméria monosacharidov. Biochemické reakcie – oxidácia, redukcia, esterifikácia, tvorba poloacetálov, acetálov, epimerizácia, izomerizácia, oxidačná dekarboxylácia. Významné monosacharidy a ich deriváty (estery s kyselinou fosforečnou, kyseliny urónové, detoxikačný účinok kyseliny glukurónovej, deoxysacharidy, aminosacharidy – glukozamín, N–acetylglukozamín, kyselina neuramínová, kyselina N–acetylneuramínová). Oligosacharidy, polysacharidy – klasifikácia, štruktúra, charakteristika, biologické funkcie. Homoglykány (škrob, glykogén, celulóza, dextrán, chitín) a heteroglykány (kyselina hyalurónová, kyselina chondroitínsírová, heparín). 10. Karboxylové kyseliny, ich biologický význam. Deriváty karboxylových kyselín (tvorba solí - vplyv na rozpustnosť, amidy, anhydridy - anhydridový systém ako zdroj energie, estery). Biochemicky významné reakcie. Lipidy - štruktúra, vlastnosti a biologická funkcia. Glykolipidy – štruktúra a biologická funkcia (cerebrozidy, sulfatidy, gangliozidy). Fosfolipidy – rozdelenie, štruktúra a vlastnosti (fosfatidylcholíny, fosfatidyletanolamíny, fosfatidylseríny, fosfatidylinozitoly). Amfotérny charakter fosfolipidov. Hydrofóbne a hydrofilné časti fosfolipidov – význam pre stavbu membrán. 11. Štruktúra, vlastnosti a biochemicky významné reakcie hydroxykyselín a oxokyselín. Aminokyseliny, peptidy, bielkoviny. Biochemicky významné reakcie aminokyselín (oxidačná deaminácia, transaminácia, dekarboxylácia, vznik amidov, polymerizácia, reakcie s ninhydrínom). Vznik biogénnych amínov a ich význam v organizme. Vznik, štruktúra a biologicky významné peptidy (peptidové hormóny, antibiotiká, jedy). Štruktúra, zloženie, rozdelenie a biologická funkcia bielkovín. Koloidný charakter, elektrické vlastnosti, izoelektrický bod, rozpustnosť, vysoľovanie, konformačné zmeny, denaturácia. 12. Močovina a jej deriváty. Guanidín a jeho biologicky významné deriváty. Ureidy. Tioly, sulfidy - biologická oxidácia organických zlúčenín síry. Úloha sírnych zlúčenín pri antioxidačnej ochrane organizmu. Sulfónové kyseliny a ich deriváty, význam sulfónamidov vo veterinárnej medicíne. 13. Amíny, biogénne amíny, aminokyseliny, syntetické liečivá, aminohydroxyderiváty organických zlúčenín. Heterocyklické amíny. 5 – článkové heterocykly a ich deriváty (pyrol, furán, tiofén). Biologicky dôležité zlúčeniny (aminokyseliny, pyrolové farbivá, žlčové farbivá, enzýmy, vitamíny). 6 – článkové heterocykly a ich deriváty. Biologicky významné zlúčeniny (pyrimidínové bázy, purínové zlúčeniny, kyselina barbiturová, vitamíny, kyselina listová, nukleotidy, nukleozidy, nukleové kyseliny). Praktické cvičenia: 1. Úvod - práca v chemickom laboratóriu. Laboratórny poriadok, bezpečnosť práce. Vybavenie chemického laboratória. Základné operácie v chemickom laboratóriu. Vstupný test. 2. Základné výpočty a medzinárodné názvoslovie anorganických zlúčenín. 3. Vyjadrenie zloženia roztokov, výpočty. Riedenie roztokov. Praktická príprava roztokov s rôznym zložením. Meranie hustoty roztokov hustomerom a stanovenie hustoty pyknometricky. 4. Základy odmernej analýzy (titrácia). Rozdelenie metód odmernej analýzy. Výpočty v odmernej analýze. Štandardizácia odmerných roztokov. Stanovenie koncentrácie kyselín a zásad - alkalimetria, acidimetria. Stanovenie obsahu kyseliny vo vzorke. 5. Oxidácia a redukcia v živom organizme. Manganometrické stanovenie. Štandardizácia odmerných roztokov pre manganometrické stanovenie. Manganometrické stanovenie Fe2+. 6. Cheláty v biologickom systéme. Komlexometrická odmerná analýza. Stanovenie vápnika komplexometricky. 7. Meranie a výpočet pH roztokov. Stanovenie pH vzoriek potravín. 8. Vodivosť roztokov, konduktometria, konduktometrická titrácia. Konduktometrické stanovenie koncentrácie kyseliny chlorovodíkovej. 9. Potenciometria, potenciometrická titrácia. Princíp, výpočty. Potenciometrické stanovenie HCl vo vzorke. 10. Optické metódy. Lambert – Beerov zákon. Absorpčná spektrálna analýza derivátov hemoglobínu. Stanovenie koncentrácie KMnO4 metódou kalibračnej čiary. 11. Iónovýmenná chromatografia. Rozdelenie, princíp, význam pri analýze biologického materiálu - využitie vlastnosti disperzných systémov. Stanovenie koncentrácie NaCl v neznámej vzorke. 12. Chromatografia na molekulových sitách. Odsoľovanie bielkovín. 13. Záverečná laboratórna práca. Zápočtová písomná práca. |