Přednáška seznamuje studenty s fyzikálně-chemickými vlastnostmi lipidů a jejich klíčovou úlohou ve struktuře a dynamice buněčných membrán. Pozornost je věnována biosyntéze a metabolismu lipidů, jejich subcelulární lokalizaci v buňce a regulačním mechanismům. Dále jsou diskutovány principy lipidomiky a role lipidů v buněčné signalizaci, včetně jejich zapojení do fyziologických i patologických procesů. Přednáška rovněž zdůrazňuje klinické souvislosti poruch lipidového metabolismu a význam lipidů v regulaci buněčných funkcí. Kurz předpokládá znalosti základní biochemie.
Poslední úprava: Hlaváčková Markéta, RNDr., Ph.D. (29.01.2026)
Please note, the lectures are given in czech language only.
The course introduces students to the physicochemical properties of lipids and their key roles in the structure and dynamics of biological membranes. Attention is given to lipid biosynthesis and metabolism, their subcellular localization, and regulatory mechanisms. The principles of lipidomics and the role of lipids in cellular signaling are discussed, including their involvement in physiological and pathological processes. The course also emphasizes the clinical relevance of disorders of lipid metabolism and the importance of lipids in the regulation of cellular functions. Basic knowledge of biochemistry is assumed.
Poslední úprava: Hlaváčková Markéta, RNDr., Ph.D. (29.01.2026)
Literatura
Biochemistry of Lipids, Lipoproteins and Membranes (Seventh Edition), Elsevier, 2021, Editor(s): Neale D. Ridgway, Roger S. McLeod, ISBN 9780128240489, https://doi.org/10.1016/B978-0-12-824048-9.12001-2
Membrane dynamics and domains, ed. Quinn P. J., 37, 2004, Springer, ISBN: 0-306-48425-0
Poslední úprava: Hlaváčková Markéta, RNDr., Ph.D. (29.01.2026)
Požadavky ke zkoušce -
Předmět je ukončen písemným testem ověřujícím základní znalosti a ústní zkouškou.
Poslední úprava: Hlaváčková Markéta, RNDr., Ph.D. (29.01.2026)
The course is concluded with a written test assessing basic knowledge and an oral examination.
Poslední úprava: Hlaváčková Markéta, RNDr., Ph.D. (29.01.2026)
Sylabus
Fyzikálně-chemické vlastnosti lipidů Struktura lipidů, amfipatická povaha, lipidový polymorfismus. Asymetrická distribuce lipidů v biologických membránách. Interakce lipidů s proteiny. Dynamika membrán, fúze membrán. Modely biologických membrán, membránové mikrodomény (lipidové rafty) a jejich funkční význam.
Polynenasycené mastné kyseliny (PUFA) Struktura a vlastnosti PUFA. Biosyntéza – desaturační a elongační reakce. Úloha PUFA v regulaci transkripčních faktorů a genové exprese enzymů lipidového metabolismu. Význam PUFA v buněčné signalizaci.
Biosyntéza lipidů a její regulace Biosyntetické dráhy hlavních tříd lipidů. Subcelulární lokalizace syntézy (endoplazmatické retikulum, Golgiho aparát, mitochondrie). Regulační mechanismy lipidového metabolismu. Kompartmentace meziproduktů biosyntézy membránových lipidů.
Úloha lipidů v buněčné signalizaci Fosfolipázy a jejich regulační role. Fosfolipidy jako prekurzory druhých poslů. Lipidové signální molekuly a jejich zapojení do přenosu signálu v buňce.
Etherové glycerolipidy Glycerolipidy s etherovou vazbou – struktura, biosyntéza a biologické funkce. Biologicky aktivní etherové lipidy. Destičky aktivující faktor (PAF) jako regulátor patofyziologických procesů (zánět, alergie, anafylaxe).
Eikosanoidy Struktura a biosyntéza eikosanoidů. Metabolické dráhy cyklooxygenázy, lipoxygenázy a epoxygenázy. Biologická aktivita vznikajících mediátorů. Mechanismus účinku nesteroidních a steroidních protizánětlivých léčiv.
Sfingolipidy Struktura a metabolismus sfingolipidů. Bioaktivní sfingoidní báze jako signální molekuly. Glykosfingolipidy jako modulátory růstu, diferenciace a adheze buněk. Vrozené poruchy metabolismu sfingolipidů.
Cholesterol Biosyntéza cholesterolu a její regulace. Funkce cholesterolu v biologických membránách – vliv na fluiditu, organizaci membrán a tvorbu lipidových raftů. Transport cholesterolu v organismu.
Transport lipidů v buňce Intramembránový a intermembránový transport lipidů. Mechanismy přenosu lipidů mezi buněčnými kompartmenty. Lipid transfer proteiny a jejich funkce.
Modulace funkce proteinů lipidy Vliv lipidů na katalytickou aktivitu a vazebné vlastnosti proteinů. Lipidové kotvy proteinů a jejich význam pro lokalizaci proteinů a buněčnou signalizaci.
Trávení, vstřebávání a transport lipidů v organismu Trávení lipidů, vstřebávání ve střevě. Transport lipidů v plasmě. Lipoproteinové komplexy – struktura, metabolismus a fyziologický význam.
Poruchy lipidového metabolismu a jejich klinické důsledky Vrozené poruchy metabolismu lipidů (lipidózy). Získané poruchy – hyperlipidemie, dyslipidemie. Vztah poruch lipidového metabolismu k rozvoji aterosklerózy a ischemické choroby srdeční.
Lipidy a oxidační stres Oxidační stres a lipidová peroxidace. Mechanismy poškození biologických membrán. Biologické a patologické důsledky oxidativních změn lipidů.
Poslední úprava: Hlaváčková Markéta, RNDr., Ph.D. (29.01.2026)
Výsledky učení
Po absolvování předmětu student:
Definuje a správně používá základní pojmy lipidové biochemie, včetně tříd lipidů, jejich strukturálních znaků a fyzikálně-chemických vlastností relevantních pro biologické membrány.
Popíše strukturu a dynamiku biologických membrán a vysvětlí vztah mezi složením lipidů, membránovou fluiditou, asymetrií a funkčními vlastnostmi buněčných membrán.
Vysvětlí princip lipidového polymorfismu, tvorby membránových mikrodomén (lipidových raftů) a fúze membrán a uvede jejich biologický význam.
Popíše biosyntetické dráhy hlavních tříd lipidů, určí jejich subcelulární lokalizaci a vysvětlí regulační mechanismy lipidového metabolismu.
Vysvětlí roli polynenasycených mastných kyselin (PUFA) v buněčném metabolismu a signalizaci a popíše jejich vliv na regulaci transkripčních faktorů a genové exprese.
Analyzuje úlohu lipidů v buněčné signalizaci, zejména funkci fosfolipáz, lipidových druhých poslů a bioaktivních lipidových mediátorů.
Popíše strukturu, biosyntézu a biologické účinky etherových glycerolipidů, včetně destičky aktivujícího faktoru (PAF), a vysvětlí jejich zapojení do patofyziologických procesů.
Vysvětlí vznik, metabolismus a biologickou aktivitu eikosanoidů a analyzuje mechanismus účinku nesteroidních a steroidních protizánětlivých léčiv.
Popíše strukturu a metabolismus sfingolipidů a vysvětlí roli bioaktivních sfingoidních bází a glykosfingolipidů v regulaci růstu, diferenciace a buněčné komunikace.
Vysvětlí biosyntézu, regulaci a funkce cholesterolu, včetně jeho role v organizaci biologických membrán a transportu v organismu.
Popíše mechanismy intracelulárního a intercelulárního transportu lipidů, včetně role lipid transfer proteinů a lipoproteinových komplexů.
Analyzuje způsoby, jimiž lipidy modulují funkci proteinů, včetně vlivu na katalytickou aktivitu, vazebné vlastnosti a význam lipidových kotev.
Popíše trávení, vstřebávání a transport lipidů v organismu a vysvětlí strukturu a funkci plazmatických lipoproteinů.
Rozlišuje vrozené a získané poruchy lipidového metabolismu, vysvětlí jejich molekulární podstatu a diskutuje jejich klinické důsledky.
Vysvětlí vztah mezi poruchami lipidového metabolismu a rozvojem civilizačních onemocnění, zejména aterosklerózy a ischemické choroby srdeční.
Vysvětlí pojem oxidační stres v kontextu lipidů, popíše mechanismy lipidové peroxidace a analyzuje její biologické a patologické důsledky.
Propojí znalosti o lipidech, membránách a signalizaci do uceleného pohledu na funkci buňky a dokáže diskutovat význam lipidů ve fyziologických i patologických procesech.
Poslední úprava: Hlaváčková Markéta, RNDr., Ph.D. (29.01.2026)
