Значението на биохимията. Какво е биохимия и какво изучава. Видове биохимия

Биохимията (от гръцки "bios" - "живот", биологичен или физиологичен) е наука, която изучава химичните процеси в клетката, които влияят върху функционирането на целия организъм или неговите специфични органи. Целта на науката биохимия е да разбере химичните елементи, състава и процеса на метаболизма и методите за неговото регулиране в клетката. Според други дефиниции биохимията е наука за химическата структура на клетките и организмите на живите същества.

За да разберем защо е необходима биохимията, нека си представим науките под формата на елементарна таблица.

Както можете да видите, основата на всички науки са анатомията, хистологията и цитологията, които изучават всички живи същества.На тяхна основа се изграждат биохимията, физиологията и патофизиологията, където се изучават функционирането на организмите и химичните процеси в тях. Без тези науки останалите, които са представени в горния сектор, няма да могат да съществуват.

Съществува и друг подход, според който науките се разделят на 3 вида (нива):

• Тези, които изучават клетъчното, молекулярното и тъканното ниво на живота (науките анатомия, хистология, биохимия, биофизика);
• Изучават патологични процеси и заболявания (патофизиология, патологична анатомия);
• Диагностицирайте външния отговор на тялото към заболяване (клинични науки като медицина и хирургия).

Така разбрахме какво място заема биохимията, или, както я наричат ​​още, медицинската биохимия, сред науките. В крайна сметка всяко ненормално поведение на тялото, процесът на неговия метаболизъм ще повлияе на химическата структура на клетките и ще се прояви по време на LHC.

Защо се правят тестове? Какво показва биохимичен кръвен тест?

Биохимията на кръвта е лабораторен диагностичен метод, който показва заболявания в различни области на медицината (например терапия, гинекология, ендокринология) и помага да се определи функционирането на вътрешните органи и качеството на метаболизма на протеини, липиди и въглехидрати, както и достатъчността на кръвта. микроелементи в организма.

BAC, или биохимичен кръвен тест, е анализ, който предоставя най-широката информация относно различни заболявания. Въз основа на неговите резултати можете да разберете функционалното състояние на тялото и всеки орган в отделен случай, защото всяко заболяване, което атакува човек, по един или друг начин ще се прояви в резултатите от LHC.

Какво е включено в биохимията?

Не е много удобно и не е необходимо да се провеждат биохимични изследвания на абсолютно всички показатели, освен това, колкото повече от тях, толкова повече кръв ви трябва, а също и толкова по-скъпи ще ви струват.Поради това се прави разлика между стандартни и сложни резервоари. Стандартният се предписва в повечето случаи, но разширеният с допълнителни показатели се предписва от лекаря, ако трябва да открие допълнителни нюанси в зависимост от симптомите на заболяването и целта на анализа.

Основни показатели.

1. Общ протеин в кръвта (TP, Total Protein).
2. Билирубин.
3. Глюкоза, липаза.
4. ALT (аланин аминотрансфераза, ALT) и AST (аспартат аминотрансфераза, AST).
5. Креатинин.
6. Урея.
7. Електролити (калий, K/калций, Ca/натрий, Na/хлор, Cl/магнезий, Mg).
8. Общ холестерол.

Разширеният профил включва всеки от тези допълнителни индикатори (както и други, много специфични и тясно фокусирани, които не са посочени в този списък).

Биохимичен общ терапевтичен стандарт: норми за възрастни

Декодиране на биохимия

Декодирането на данните, описани по-горе, се извършва съгласно определени стойности и стандарти.

1. Общ протеине общото количество протеин в човешкото тяло. Превишаването на нормата показва различни възпаления в тялото (проблеми с черния дроб, бъбреците, пикочно-половата система, изгаряне или рак), с дехидратация (дехидратация) по време на повръщане, изпотяване в особено големи количества, чревна обструкция или множествена миелома, дефицит - дисбаланс при хранителна диета, продължително гладуване, чревни заболявания, чернодробни заболявания или при нарушен синтез в резултат на наследствени заболявания.
2. 
   албумин‒ това е висококонцентрирана протеинова фракция, съдържаща се в кръвта. Свързва водата, а ниското му количество води до развитие на отоци – водата не се задържа в кръвта и навлиза в тъканите. Обикновено, ако протеинът намалее, тогава количеството на албумина намалява.
3. Общ анализ на билирубин в плазмата(директен и индиректен) - това е диагнозата на пигмент, който се образува след разпадането на хемоглобина (токсичен е за хората). Хипербилирубинемията (превишаване на нивото на билирубин) се нарича жълтеница, а клиничната жълтеница е субхепатална (включително при новородени), хепатоцелуларна и субхепатална. Това показва анемия, обширни кръвоизливи, последващи хемолитична анемия, хепатит, разрушаване на черния дроб, онкология и други заболявания. Страшно е поради чернодробна патология, но може да се увеличи и при човек, който е претърпял удари и наранявания.
4. Глюкоза.Нивото му определя метаболизма на въглехидратите, тоест енергията в тялото и как работи панкреасът. Ако има много глюкоза, това може да е диабет, физическа активност или ефект от приема на хормонални лекарства; ако има малко, това може да е хиперфункция на панкреаса, заболявания на ендокринната система.
5. Липаза –Това е ензим за разграждане на мазнини, който играе важна роля в метаболизма. Увеличаването му показва заболяване на панкреаса.
6. ALT– „чернодробен маркер” – служи за проследяване на патологични процеси в черния дроб. Повишеният процент показва проблеми със сърцето, черния дроб или хепатит (вирусен).
7. AST– „сърдечен маркер”, показва качеството на сърцето. Превишаването на нормата показва нарушение на сърцето и хепатит.
8. Креатинин– дава информация за функционирането на бъбреците. Той е повишен, ако човек има остро или хронично бъбречно заболяване или има разрушаване на мускулна тъкан или ендокринни нарушения. Увеличава се при хора, които ядат много месни продукти. И следователно креатининът се понижава при вегетарианци, както и при бременни жени, но това няма да повлияе значително на диагнозата.
9. Анализ на урея- Това е изследване на продуктите от белтъчната обмяна, чернодробната и бъбречната функция. Надценяването на индикатора възниква, когато има неизправност на бъбреците, когато те не могат да се справят с отстраняването на течността от тялото, а намаляването е типично за бременни жени, с диета и нарушения, свързани с чернодробната функция.
10. Ggtв биохимичния анализ информира за метаболизма на аминокиселините в организма. Високият му процент е видим при алкохолизъм, както и ако кръвта е засегната от токсини или се подозира дисфункция на черния дроб и жлъчните пътища. Ниска - ако има хронични чернодробни заболявания.
11. LdgИзследването характеризира хода на енергийните процеси на гликолиза и лактат. Високият показател показва отрицателен ефект върху черния дроб, белите дробове, сърцето, панкреаса или бъбреците (пневмония, инфаркт, панкреатит и други). Ниското ниво на лактат дехидрогеназа, подобно на ниския креатинин, няма да повлияе на диагнозата. Ако LDH е повишен, причините при жените могат да бъдат следните: повишена физическа активност и бременност. При новородените тази цифра също е малко по-висока.
12. Електролитен баланспоказва нормалния процес на метаболизъм в клетката и обратно от клетката, включително процеса на сърцето. Хранителните разстройства често са основната причина за електролитен дисбаланс, но това може да бъде и повръщане, диария, хормонален дисбаланс или бъбречна недостатъчност.
13. Холестерол(холестерол) общ - повишава се, ако човек има затлъстяване, атеросклероза, чернодробна дисфункция, щитовидна жлеза и намалява, когато човек преминава на диета с ниско съдържание на мазнини, със септицизъм или друга инфекция.
14. Амилаза- ензим, открит в слюнката и панкреаса. Високото ниво ще покаже дали има холецистит, признаци на захарен диабет, перитонит, паротит и панкреатит. Също така ще се увеличи, ако консумирате алкохолни напитки или лекарства - глюкокортикоиди, което също е типично за бременни жени по време на токсикоза.

Има много биохимични показатели, както основни, така и допълнителни, провежда се и комплексна биохимия, която включва както основни, така и допълнителни показатели по преценка на лекаря.

Да вземете биохимия на празен стомах или не: как да се подготвите за анализа?

Кръвният тест за HD е отговорен процес и трябва да се подготвите за него предварително и с цялата сериозност.

Тези мерки са необходими, за да може анализът да е по-точен и да не му влияят допълнителни фактори.В противен случай ще трябва да повторите тестовете, тъй като най-малките промени в условията ще повлияят значително на метаболитния процес.

Откъде го вземат и как се дарява кръв?

Кръводаряването за биохимия включва вземане на кръв със спринцовка от вена на лакътя, понякога от вена на предмишницата или ръката. Средно 5-10 ml кръв са достатъчни за измерване на основните показатели.Ако е необходим подробен биохимичен анализ, тогава се взема по-голям обем кръв.

Нормата на биохимичните показатели на специализирано оборудване от различни производители може леко да се различава от средните граници. Експресният метод включва получаване на резултати в рамките на един ден.

Процедурата за вземане на кръв е почти безболезнена: сядате, лекуващата медицинска сестра подготвя спринцовка, поставя турникет на ръката ви, третира мястото, където ще се инжектира, с антисептик и взема кръвна проба.

Получената проба се поставя в епруветка и се изпраща в лабораторията за диагностика. Лабораторният лекар поставя плазмената проба в специално устройство, предназначено да определя биохимичните параметри с висока точност. Той също така обработва и съхранява кръв, определя дозировката и процедурата за провеждане на биохимия, диагностицира получените резултати в зависимост от показателите, изисквани от лекуващия лекар, и изготвя формуляр за резултатите от биохимията и лабораторния химичен анализ.

Лабораторният химичен анализ се предава в рамките на един ден на лекуващия лекар, който поставя диагноза и предписва лечение.

LHC, със своите много различни индикатори, дава възможност да се види обширна клинична картина на конкретен човек и конкретно заболяване.

В тази статия ще отговорим на въпроса какво е биохимия. Тук ще разгледаме дефиницията на тази наука, нейната история и методи на изследване, ще обърнем внимание на някои процеси и ще определим нейните раздели.

Въведение

За да отговорим на въпроса какво е биохимията, достатъчно е да кажем, че това е наука, посветена на химичния състав и процесите, протичащи в живата клетка на тялото. Въпреки това, той има много компоненти, след като научите кои, можете да получите по-конкретна представа за него.

В някои временни епизоди от 19 век за първи път започва да се използва терминологичната единица „биохимия“. Въпреки това, той е въведен в научните среди едва през 1903 г. от химик от Германия Карл Нойберг. Тази наука заема междинна позиция между биологията и химията.

Исторически факти

Човечеството успя да отговори ясно на въпроса какво е биохимията само преди около сто години. Въпреки факта, че обществото е използвало биохимични процеси и реакции в древността, то не е осъзнавало наличието на истинската им същност.

Някои от най-далечните примери са хлебопроизводството, винопроизводството, сиренарството и др. Редица въпроси за лечебните свойства на растенията, здравословни проблеми и др. принудиха човек да се задълбочи в основата им и естеството на дейността.

Развитието на общ набор от направления, които в крайна сметка доведоха до създаването на биохимията, може да се наблюдава още в древни времена. Учен-лекар от Персия през десети век написа книга за каноните на медицинската наука, където успя да опише подробно различни лекарствени вещества. През 17-ти век ван Хелмонт предлага термина "ензим" като единица реагент с химическо естество, участващ в храносмилателните процеси.

През 18 век, благодарение на трудовете на A.L. Лавоазие и М.В. Ломоносов е изведен законът за запазване на масата на материята. В края на същия век се определя значението на кислорода в процеса на дишане.

През 1827 г. науката направи възможно създаването на разделяне на биологичните молекули на съединения от мазнини, протеини и въглехидрати. Тези термини се използват и днес. Година по-късно в работата на Ф. Вьолер е доказано, че веществата в живите системи могат да бъдат синтезирани по изкуствен път. Друго важно събитие беше създаването и формулирането на теория за структурата на органичните съединения.

Формирането на основите на биохимията отне много стотици години, но беше ясно дефинирано през 1903 г. Тази наука стана първата биологична дисциплина, която имаше собствена система за математически анализ.

25 години по-късно, през 1928 г., Ф. Грифит провежда експеримент, чиято цел е да изследва механизма на трансформация. Ученият заразил мишки с пневмококи. Той убива бактерии от един щам и ги добавя към бактерии от друг. Проучването установи, че процесът на пречистване на болестотворните агенти води до образуването на нуклеинова киселина, а не на протеин. Списъкът с открития продължава да расте.

Наличие на свързани дисциплини

Биохимията е отделна наука, но нейното създаване е предшествано от активен процес на развитие на органичния клон на химията. Основната разлика е в обектите на изследване. Биохимията разглежда само онези вещества или процеси, които могат да възникнат в условията на живите организми, а не извън тях.

Биохимията в крайна сметка включи концепцията за молекулярна биология. Различават се помежду си най-вече по методите си на действие и предметите, които изучават. Понастоящем терминологичните единици „биохимия“ и „молекулярна биология“ започнаха да се използват като синоними.

Наличие на секции

Днес биохимията включва редица изследователски области, включително:

Клонът на статичната биохимия е наука за химичния състав на живите същества, структурите и молекулярното разнообразие, функции и др.

Има редица раздели, изучаващи биологични полимери на протеинови, липидни, въглехидратни, аминокиселинни молекули, както и нуклеинови киселини и самия нуклеотид.

Биохимия, която изучава витамините, тяхната роля и форма на въздействие върху организма, възможните нарушения в жизнените процеси поради дефицит или прекомерно количество.

Хормоналната биохимия е наука, която изучава хормоните, тяхното биологично действие, причините за дефицит или излишък.

Науката за метаболизма и неговите механизми е динамичен клон на биохимията (включва биоенергетиката).

Изследвания по молекулярна биология.

Функционалният компонент на биохимията изучава феномена на химичните трансформации, отговорни за функционалността на всички компоненти на тялото, започвайки от тъканите и завършвайки с цялото тяло.

Медицинската биохимия е раздел за моделите на метаболизма между структурите на тялото под влияние на болести.

Има и клонове на биохимията на микроорганизмите, хората, животните, растенията, кръвта, тъканите и др.

Инструменти за изследване и решаване на проблеми

Биохимичните методи се основават на фракциониране, анализ, подробно изследване и изследване на структурата както на отделен компонент, така и на целия организъм или неговата субстанция. Повечето от тях са формирани през 20-ти век, като най-широко известен става хроматографията, процесът на центрофугиране и електрофореза.



В края на 20 век биохимичните методи започват да намират все по-широко приложение в молекулярните и клетъчните клонове на биологията. Установена е структурата на целия човешки ДНК геном. Това откритие направи възможно да се научи за съществуването на огромен брой вещества, по-специално различни протеини, които не бяха открити по време на пречистването на биомаса, поради изключително ниското им съдържание в веществото.

Геномиката предизвика огромно количество биохимични знания и доведе до развитието на промени в нейната методология. Появи се концепцията за компютърно виртуално моделиране.

Химичен компонент

Физиологията и биохимията са тясно свързани. Това се обяснява със зависимостта на скоростта на протичане на всички физиологични процеси със съдържанието на различен брой химични елементи.



В природата има 90 компонента на периодичната таблица на химичните елементи, но около една четвърт са необходими за живота. Нашето тяло изобщо не се нуждае от много редки компоненти.

Различните позиции на един таксон в йерархичната таблица на живите същества обуславят различни нужди от присъствие на определени елементи.

99% от човешката маса се състои от шест елемента (C, H, N, O, F, Ca). В допълнение към основното количество от тези видове атоми, които образуват вещества, са ни необходими още 19 елемента, но в малки или микроскопични обеми. Сред тях са: Zn, Ni, Ma, K, Cl, Na и др.

Протеинова биомолекула

Основните молекули, изучавани от биохимията, са въглехидрати, протеини, липиди, нуклеинови киселини, като вниманието на тази наука е насочено към техните хибриди.

Протеините са големи съединения. Те се образуват чрез свързване на вериги от мономери - аминокиселини. Повечето живи същества получават протеини чрез синтеза на двадесет вида от тези съединения.

Тези мономери се различават един от друг в структурата на радикалната група, която играе огромна роля по време на сгъването на протеина. Целта на този процес е да се образува триизмерна структура. Аминокиселините са свързани една с друга чрез образуване на пептидни връзки.

Когато отговаряте на въпроса какво е биохимията, не можете да не споменете такива сложни и многофункционални биологични макромолекули като протеините. Те трябва да изпълняват повече задачи от полизахаридите или нуклеиновите киселини.

Някои протеини са представени от ензими и участват в катализирането на различни реакции от биохимичен характер, което е много важно за метаболизма. Други протеинови молекули могат да действат като сигнални механизми, да образуват цитоскелети, да участват в имунната защита и т.н.

Някои видове протеини са способни да образуват непротеинови биомолекулни комплекси. Веществата, създадени чрез сливане на протеини с олигозахариди, позволяват съществуването на молекули като гликопротеини, а взаимодействието с липидите води до появата на липопротеини.

Молекула нуклеинова киселина

Нуклеиновите киселини са представени от комплекси от макромолекули, състоящи се от полинуклеотиден набор от вериги. Основното им функционално предназначение е да кодират наследствената информация. Синтезът на нуклеинови киселини се осъществява поради наличието на мононуклеозид трифосфатни макроенергетични молекули (ATP, TTP, UTP, GTP, CTP).

Най-разпространените представители на такива киселини са ДНК и РНК. Тези структурни елементи се намират във всяка жива клетка, от археи до еукариоти и дори вируси.

Липидна молекула

Липидите са молекулярни вещества, съставени от глицерол, към който мастни киселини (1 до 3) са прикрепени чрез естерни връзки. Такива вещества се разделят на групи според дължината на въглеводородната верига, като се обръща внимание и на насищането. Биохимията на водата не й позволява да разтваря липидните (мазнините) съединения. По правило такива вещества се разтварят в полярни разтвори.



Основните задачи на липидите са да осигуряват енергия на тялото. Някои са част от хормоните, могат да изпълняват сигнална функция или да транспортират липофилни молекули.

въглехидратна молекула

Въглехидратите са биополимери, образувани чрез комбиниране на мономери, които в този случай са представени от монозахариди, като глюкоза или фруктоза. Изследването на биохимията на растенията позволи на човека да определи, че по-голямата част от въглехидратите се съдържат в тях.

Тези биополимери намират своето приложение в структурна функция и осигуряване на енергийни ресурси на организъм или клетка. При растителните организми основното запасяващо вещество е нишестето, а при животните – гликогенът.

Курсът на цикъла на Кребс

В биохимията съществува цикъл на Кребс - явление, при което преобладаващият брой еукариотни организми получават по-голямата част от енергията, изразходвана за процесите на окисляване на поетата храна.

Може да се наблюдава вътре в клетъчните митохондрии. Образува се чрез няколко реакции, при които се освобождават запаси от „скрита” енергия.

В биохимията цикълът на Кребс е важен фрагмент от общия дихателен процес и материалния метаболизъм в клетките. Цикълът е открит и изследван от Х. Кребс. За това ученият получи Нобелова награда.

Този процес се нарича още система за пренос на електрони. Това се дължи на съпътстващото превръщане на АТФ в АДФ. Първото съединение от своя страна е отговорно за осигуряването на метаболитни реакции чрез освобождаване на енергия.

Биохимия и медицина

Биохимията на медицината ни се представя като наука, която обхваща много области на биологични и химични процеси. В момента в образованието има цяла индустрия, която обучава специалисти за тези изследвания.

Тук се изучава всичко живо: от бактерии и вируси до човешкото тяло. Притежаването на специалност като биохимик дава възможност на субекта да следи диагнозата и да анализира лечението, приложимо за отделното звено, да прави изводи и др.



За да подготвите висококвалифициран експерт в тази област, трябва да го обучите в природни науки, основи на медицината и биотехнологични дисциплини и да проведете много тестове по биохимия. Студентът също така има възможност да приложи на практика знанията си.

В момента университетите по биохимия стават все по-популярни, което се дължи на бързото развитие на тази наука, нейното значение за хората, търсенето и т.н.

Сред най-известните образователни институции, където се обучават специалисти в този клон на науката, най-популярните и значими са: Московският държавен университет. Ломоносов, Пермски държавен педагогически университет на името на. Белински, Московски държавен университет. Огарев, Казански и Красноярски държавни университети и др.

Списъкът с документи, необходими за прием в такива университети, не се различава от списъка за прием в други висши учебни заведения. Биология и химия са основните предмети, които трябва да се вземат при прием.

Болничните пациенти и техните близки често се чудят какво е биохимия. Тази дума може да се използва в две значения: като наука и като обозначение за биохимичен кръвен тест. Нека да разгледаме всеки от тях.

Биохимията като наука

Биологична или физиологична химия - биохимията е наука, която изучава химичния състав на клетките на всеки жив организъм. В хода на неговото изследване се изследват и моделите, в съответствие с които протичат всички химични реакции в живите тъкани, които осигуряват жизнените функции на организмите.

Научните дисциплини, свързани с биохимията, са молекулярна биология, органична химия, клетъчна биология и др. Думата „биохимия“ може да се използва например в изречението: „Биохимията като отделна наука се формира преди около 100 години.“

Но можете да научите повече за подобна наука, ако прочетете нашата статия.

Биохимия на кръвта

Биохимичният кръвен тест включва лабораторно изследване на различни показатели в кръвта, тестовете се вземат от вената (процесът на венепункция). Въз основа на резултатите от изследването е възможно да се оцени състоянието на тялото и по-специално неговите органи и системи. Повече информация за този анализ можете да намерите в нашия раздел.

Благодарение на биохимията на кръвта можете да разберете как работят бъбреците, черния дроб, сърцето, както и да определите ревматичния фактор, водно-солевия баланс и др.

Животни, растения, гъбички, вируси, бактерии. Броят на представителите на всяко царство е толкова голям, че човек може само да се чуди как всички ние се побираме на Земята. Но въпреки такова разнообразие всички живи същества на планетата споделят няколко основни характеристики.

Общото между всички живи същества

Доказателството идва от няколко основни характеристики на живите организми:

• хранителни нужди (консумация на енергия и нейната трансформация в тялото);
• нужди от дишане;
• способност за възпроизвеждане;
• растеж и развитие през целия жизнен цикъл.

Всеки от изброените процеси е представен в тялото от маса химични реакции. Всяка секунда във всяко живо същество и особено в човек протичат стотици реакции на синтез и разлагане на органични молекули. Структурата, характеристиките на химичното действие, взаимодействието помежду си, синтез, разлагане и изграждане на нови структури на молекули с органична и неорганична структура - всичко това е предмет на изучаване на голяма, интересна и разнообразна наука. Биохимията е млада, прогресивна област на знанието, която изучава всичко, което се случва вътре в живите същества.

Предмет

Обект на изучаване на биохимията са само живите организми и всички жизнени процеси, протичащи в тях. По-конкретно, химичните реакции, които се случват по време на усвояването на храната, отделянето на отпадъчни продукти, растежа и развитието. По този начин основите на биохимията са изучаването на:

1. Неклетъчни форми на живот - вируси.
2. Прокариотни бактериални клетки.
3. Висши и низши растения.
4. Животни от всички известни класове.
5. Човешкото тяло.

В същото време самата биохимия е доста млада наука, възникнала едва с натрупването на достатъчно знания за вътрешните процеси в живите същества. Възникването и обособяването му датира от втората половина на 19 век.

Съвременни клонове на биохимията

На съвременния етап на развитие биохимията включва няколко основни раздела, които са представени в таблицата.

По този начин можем да кажем, че биохимията е цял комплекс от малки науки, които обхващат цялото разнообразие от най-сложните вътрешни процеси на живите системи.

Свързани науки

С течение на времето се натрупаха толкова много различни знания и се формираха толкова много научни умения за обработка на резултати от изследвания, размножаване на бактериални колонии и РНК, вмъкване на известни участъци от генома с дадени свойства и т.н., че има нужда от допълнителни науки които са спомагателни за биохимията. Това са науки като:

• молекулярна биология;
• Генното инженерство;
• генна хирургия;
• молекулярна генетика;
• ензимология;
• имунология;
• молекулярна биофизика.

Всяка от изброените области на знанието има много постижения в изучаването на биопроцесите в живите биологични системи и поради това е много важна. Всички те принадлежат към науките на 20 век.

Причини за интензивното развитие на биохимията и свързаните с нея науки

През 1958 г. Корана открива гена и неговата структура, след което през 1961 г. генетичният код е дешифриран. Тогава е установена структурата на молекулата на ДНК - двуверижна структура, способна на редупликация (самовъзпроизвеждане). Описани са всички тънкости на метаболитните процеси (анаболизъм и катаболизъм), изследвана е третичната и кватернерната структура на протеиновата молекула. И това не е пълен списък на най-значимите открития на 20-ти век, които са в основата на биохимията. Всички тези открития принадлежат на биохимиците и на самата наука като такава. Следователно има много предпоставки за неговото развитие. Можем да посочим няколко съвременни причини за неговата динамичност и интензивност при формирането му.

1. Разкрита е основата на повечето химични процеси, протичащи в живите организми.
2. Формулиран е принципът на единство в повечето физиологични и енергийни процеси за всички живи същества (например те са еднакви при бактериите и хората).
3. Медицинската биохимия предоставя ключа към лечението на множество различни сложни и опасни заболявания.
4. С помощта на биохимията стана възможно да се подходи към решаването на най-глобалните проблеми на биологията и медицината.

Оттук и заключението: биохимията е прогресивна, важна и много широкоспектърна наука, която ни позволява да намерим отговори на много въпроси на човечеството.

Биохимия в Русия

У нас биохимията е толкова прогресивна и важна наука, колкото и в целия свят. На територията на Русия има Институт по биохимия на името на. A. N. Bakh RAS, Институт по биохимия и физиология на микроорганизмите на името на. Г. К. Скрябин RAS, Изследователски институт по биохимия SB RAS. Нашите учени имат голяма роля и много заслуги в историята на развитието на науката. Например, открит е методът на имуноелектроферезата, механизмите на гликолизата, формулиран е принципът на нуклеотидната комплементарност в структурата на молекулата на ДНК и са направени редица други важни открития. В края на 19 и началото на 20в. По принцип не бяха създадени цели институти, а катедри по биохимия в някои от университетите. Скоро обаче възникна необходимост от разширяване на пространството за изучаване на тази наука поради интензивното й развитие.

Биохимични процеси в растенията

Биохимията на растенията е неразривно свързана с физиологичните процеси. Като цяло предметът на изучаване на растителната биохимия и физиология е:

• жизнена дейност на растителна клетка;
• фотосинтеза;
• дъх;
• воден режим на растенията;
• минерално хранене;
• качество на реколтата и физиологията на нейното формиране;
• устойчивост на растенията към вредители и неблагоприятни условия на околната среда.

Последици за селското стопанство

Познаването на дълбоките биохимични процеси в растителните клетки и тъкани позволява да се повиши качеството и количеството на реколтата от култивирани селскостопански растения, които са масови производители на важни хранителни продукти за цялото човечество. В допълнение, физиологията и биохимията на растенията позволяват да се намерят начини за решаване на проблемите с нашествието от вредители, устойчивостта на растенията към неблагоприятни условия на околната среда и дават възможност за подобряване на качеството на растителните продукти.

Биологична химия Лелевич Владимир Валерианович

Глава 1. Въведение в биохимията

Глава 1. Въведение в биохимията

Биологична химия- наука, която изучава химическата природа на веществата, които изграждат живите организми, трансформациите на тези вещества (метаболизъм), както и връзката на тези трансформации с дейността на отделните тъкани и на целия организъм като цяло.

Биохимия –е наука за молекулярната основа на живота. Има няколко причини, поради които биохимията привлича много внимание и се развива бързо в наши дни.

1. Първо, биохимиците успяха да изяснят химичните основи на редица важни биохимични процеси.

2. Второ, открити са общи пътища за трансформация на молекули и общи принципи, лежащи в основата на различните прояви на живота.

3. Трето, биохимията оказва все по-дълбоко влияние върху медицината.

4. Четвърто, бързото развитие на биохимията през последните години позволи на изследователите да започнат да изучават най-належащите фундаментални проблеми на биологията и медицината.

История на развитието на биохимията

В историята на развитието на биохимичните знания и биохимията като наука могат да се разграничат 4 периода.

I период - от древността до Ренесанса (XV век). Това е период на практическо използване на биохимичните процеси без познаване на техните теоретични основи и първите, понякога много примитивни, биохимични изследвания. В най-далечните времена хората вече познаваха технологията на такива индустрии, основани на биохимични процеси като печене на хляб, производство на сирене, производство на вино и дъбене на кожа. Използването на растения за хранителни цели, за приготвяне на бои и тъкани предизвика опити за разбиране на свойствата на отделните вещества от растителен произход.

II период - от началото на Възраждането до втората половина на 19 век, когато биохимията се обособява като самостоятелна наука. Великият изследовател от онова време, автор на много шедьоври на изкуството, архитект, инженер, анатом Леонардо да Винчи провежда експерименти и въз основа на техните резултати прави важно за онези години заключение, че жив организъм може да съществува само в атмосфера, в която пламък може да гори.

През този период си струва да се подчертаят произведенията на такива учени като Парацелз, М. В. Ломоносов, Ю. Либих, А. М. Бутлеров, Лавоазие.

III период - от втората половина на 19 век до 50-те години на 20 век. Белязан с рязко увеличаване на интензивността и дълбочината на биохимичните изследвания, обема на получената информация и повишено приложно значение - използването на биохимичните постижения в промишлеността, медицината и селското стопанство. От това време датират трудовете на един от основателите на руската биохимия А. Я. Данилевски (1838–1923), М. В. Ненцки (1847–1901). В началото на 19-ти и 20-ти век работи най-големият немски органичен химик и биохимик Е. Фишер (1862–1919). Той формулира основните принципи на полипептидната теория на протеините, която започва с изследванията на А. Я. Данилевски. От това време датират трудовете на великия руски учен К. А. Тимирязев (1843–1920), основателя на съветската биохимична школа А. Н. Бах и немския биохимик О. Варбург. През 1933 г. Г. Кребс изследва подробно орнитиновия цикъл на образуване на урея, а откритието му за цикъла на трикарбоксилната киселина датира от 1937 г. През 1933 г. Д. Кейлин (Англия) изолира цитохром С и възпроизвежда процеса на пренос на електрони по дихателната верига в препарати от сърдечния мускул. През 1938 г. A.E. Braunstein и M.G. Kritsman за първи път описват реакциите на трансаминиране, които са ключови в азотния метаболизъм.

IV период – от началото на 50-те години на 20 век до наши дни. Характеризира се с широкото използване на физични, физикохимични и математически методи в биохимичните изследвания, активно и успешно изследване на основните биологични процеси (биосинтеза на протеини и нуклеинови киселини) на молекулярно и надмолекулно ниво.

Ето кратка хронология на основните открития в биохимията от този период:

1953 г. – Дж. Уотсън и Ф. Крик предлагат модел на структурата на ДНК с двойна спирала.

1953 г. – F. Sanger първи дешифрира аминокиселинната последователност на инсулиновия протеин.

1961 г. – М. Ниренберг дешифрира първата „буква” от кода на протеиновия синтез – ДНК триплета, съответстващ на фенилаланин.

1966 – П. Мичъл формулира хемиосмотичната теория за свързването на дишането и окислителното фосфорилиране.

1969 – Р. Мерифийлд синтезира химически ензима рибонуклеаза.

1971 г. - в съвместната работа на две лаборатории, ръководени от Ю. А. Овчинников и А. Е. Браунщайн, е установена първичната структура на аспартат аминотрансферазата, протеин от 412 аминокиселини.

1977 г. - Ф. Сангер за първи път напълно дешифрира първичната структура на ДНК молекулата (фаг? X 174).

Развитие на медицинската биохимия в Беларус

След създаването на катедрата по биохимия в Беларуския държавен университет през 1923 г. започва професионалното обучение на национални биохимични кадри. През 1934 г. катедрата по биохимия е организирана във Витебския медицински институт, през 1959 г. - в Гродненския медицински институт, през 1992 г. - в Гомелския медицински институт. Известни учени и големи специалисти в областта на биохимията бяха поканени и избрани да ръководят катедрите: А. П. Бестужев, Г. В. Дервиз, Л. Е. Таранович, Н. Е. Глушакова, В. К. Кухта, В. С. Шапот, Л. Г. Орлова, А. А. Чиркин, Ю. М. Островски, Н. К. Лукашик. Формирането на научни училища в областта на медицинската биохимия е силно повлияно от дейността на такива изключителни учени като М. Ф. Мережински (1906–1970), В. А. Бондарин (1909–1985), Л. С. Черкасова (1909–1998), В. С. Шапот (1909). –1989), Ю. М. Островски (1925–1991), А. Т. Пикулев (1931–1993).

През 1970 г. в Гродно е създаден отделът за регулиране на метаболизма на Академията на науките на БССР, който през 1985 г. е преобразуван в Институт по биохимия на Националната академия на науките на Беларус. Първият ръководител на отдела и директор на института е академик на Академията на науките на БССР Ю. М. Островски. Под негово ръководство започва цялостно изследване на витамините, по-специално на тиамина. Върши работа

Ю. М. Островски е допълнен и продължен в изследванията на неговите ученици: Н. К. Лукашик, А. И. Балаклеевски, А. Н. Разумович, Р. В. Требухина, Ф. С. Ларин, А. Г. Моисеенко.

Най-важните практически резултати от дейността на научните биохимични училища бяха организирането на държавната лабораторна служба на републиката (проф. В. Г. Колб), откриването във Витебския медицински институт на Републиканския липиден център за лечение и диагностика на метаболитната терапия (проф. А. А. Чиркин), създаването в Медицинския институт в Гродно Лаборатория по медико-биологични проблеми на наркологията (проф. В. В. Лелевич).

1. Съставът и структурата на химичните вещества на живия организъм - статична биохимия.

2. Цялата съвкупност от трансформации на веществата в организма (метаболизъм) е динамична биохимия.

3. Биохимични процеси, лежащи в основата на различни прояви на живота - функционална биохимия.

4. Структура и механизъм на действие на ензимите – ензимология.

5. Биоенергия.

6. Молекулярни основи на наследствеността – пренос на генетична информация.

7. Регулаторни механизми на метаболизма.

8. Молекулярни механизми на специфични функционални процеси.

9. Особености на метаболизма в органите и тъканите.

Раздели и направления на биохимията

1. Биохимия на човека и животните.

2. Биохимия на растенията.

3. Биохимия на микроорганизмите.

4. Медицинска биохимия.

5. Техническа биохимия.

6. Еволюционна биохимия.

7. Квантова биохимия.

Обекти на биохимични изследвания

1. Организми.

2. Индивидуални органи и тъкани.

3. Разрези на органи и тъкани.

4. Хомогенати на органи и тъкани.

5. Биологични течности.

6. Клетки.

7. Дрожди, бактерии.

8. Субклетъчни компоненти и органели.

9. Ензими.

10. Химикали (метаболити).

Биохимични методи

1. Хомогенизиране на тъканите.

2. Центрофугиране:

просто

Ултрацентрофугиране

Центрофугиране с градиент на плътност.

3. Диализа.

4. Електрофореза.

5. Хроматография.

6. Изотопен метод.

7. Колориметрия.

8. Спектрофотометрия.

9. Определяне на ензимната активност.

Връзка между биохимията и други дисциплини

1. Биоорганична химия

2. Физична колоидна химия

3. Биофизична химия

4. Молекулярна биология

5. Генетика

6. Нормална физиология

7. Патологична физиология

8. Клинични дисциплини

9. Фармакология

10. Клинична биохимия