Die Bedeutung der Biochemie. Was ist Biochemie und welche Arten der Biochemie werden darin untersucht?

Biochemie (aus dem Griechischen „bios“ – „Leben“, biologisch oder physiologisch) ist eine Wissenschaft, die chemische Prozesse innerhalb einer Zelle untersucht, die die Funktion des gesamten Organismus oder seiner spezifischen Organe beeinflussen. Das Ziel der Wissenschaft der Biochemie besteht darin, die chemischen Elemente, die Zusammensetzung und den Prozess des Stoffwechsels sowie die Methoden seiner Regulation in der Zelle zu verstehen. Nach anderen Definitionen ist Biochemie die Wissenschaft vom chemischen Aufbau von Zellen und Organismen von Lebewesen.

Um zu verstehen, warum Biochemie notwendig ist, stellen wir uns die Wissenschaften in Form einer Grundtabelle vor.

Wie Sie sehen, ist die Grundlage aller Wissenschaften die Anatomie, Histologie und Zytologie, die alle Lebewesen untersuchen. Auf ihrer Grundlage werden Biochemie, Physiologie und Pathophysiologie aufgebaut, in denen die Funktionsweise von Organismen und die chemischen Prozesse in ihnen untersucht werden. Ohne diese Wissenschaften wird der Rest, der im oberen Sektor vertreten ist, nicht existieren können.

Es gibt einen anderen Ansatz, nach dem die Wissenschaften in drei Typen (Ebenen) unterteilt werden:

• Diejenigen, die die zelluläre, molekulare und Gewebeebene des Lebens untersuchen (die Wissenschaften Anatomie, Histologie, Biochemie, Biophysik);
• Untersuchung pathologischer Prozesse und Krankheiten (Pathophysiologie, pathologische Anatomie);
• Diagnostizieren Sie die äußere Reaktion des Körpers auf Krankheiten (klinische Wissenschaften wie Medizin und Chirurgie).

So haben wir herausgefunden, welchen Platz die Biochemie, oder wie sie auch genannt wird, medizinische Biochemie, unter den Wissenschaften einnimmt. Schließlich wirkt sich jedes abnormale Verhalten des Körpers und seines Stoffwechsels auf die chemische Struktur der Zellen aus und manifestiert sich während des LHC.

Warum werden Tests durchgeführt? Was zeigt ein biochemischer Bluttest?

Die Blutbiochemie ist eine labordiagnostische Methode, die Erkrankungen in verschiedenen Bereichen der Medizin (z. B. Therapie, Gynäkologie, Endokrinologie) aufzeigt und dabei hilft, die Funktion innerer Organe und die Qualität des Stoffwechsels von Proteinen, Lipiden und Kohlenhydraten sowie deren Suffizienz zu bestimmen von Mikroelementen im Körper.

BAC oder biochemischer Bluttest ist eine Analyse, die umfassendste Informationen zu einer Vielzahl von Krankheiten liefert. Anhand seiner Ergebnisse können Sie den Funktionszustand des Körpers und jedes Organs in einem separaten Fall ermitteln, da sich jede Krankheit, die eine Person befällt, auf die eine oder andere Weise in den Ergebnissen des LHC manifestiert.

Was gehört zur Biochemie?

Es ist nicht sehr praktisch und auch nicht notwendig, biochemische Studien für absolut alle Indikatoren durchzuführen, und außerdem gilt: Je mehr davon, desto mehr Blut benötigen Sie und desto teurer werden sie Sie kosten. Daher wird zwischen Standard- und Komplextanks unterschieden. In den meisten Fällen wird die Standardmethode verschrieben, die erweiterte Version mit zusätzlichen Indikatoren wird jedoch vom Arzt verschrieben, wenn er abhängig von den Krankheitssymptomen und dem Zweck der Analyse zusätzliche Nuancen herausfinden muss.

Grundlegende Indikatoren.

1. Gesamtprotein im Blut (TP, Total Protein).
2. Bilirubin.
3. Glukose, Lipase.
4. ALT (Alanin-Aminotransferase, ALT) und AST (Aspartat-Aminotransferase, AST).
5. Kreatinin.
6. Harnstoff.
7. Elektrolyte (Kalium, K/Kalzium, Ca/Natrium, Na/Chlor, Cl/Magnesium, Mg).
8. Gesamtcholesterin.

Das erweiterte Profil umfasst alle diese zusätzlichen Indikatoren (sowie andere, sehr spezifische und eng fokussierte, die in dieser Liste nicht aufgeführt sind).

Biochemischer allgemeiner therapeutischer Standard: Erwachsenennormen

Biochemie entschlüsseln

Die oben beschriebene Dekodierung der Daten erfolgt nach bestimmten Werten und Standards.

1. Gesamtprotein ist die Menge an Gesamtprotein, die im menschlichen Körper vorhanden ist. Eine Überschreitung der Norm weist auf verschiedene Entzündungen im Körper hin (Probleme der Leber, der Nieren, des Urogenitalsystems, Verbrennungen oder Krebs), mit Dehydration (Dehydrierung) beim Erbrechen, besonders starkem Schwitzen, Darmverschluss oder multiplem Myelom, Mangel – einem Ungleichgewicht bei nährstoffreicher Ernährung, längerem Fasten, Darmerkrankungen, Lebererkrankungen oder bei Synthesestörungen infolge erblicher Erkrankungen.
2. 
   Eiweiß‒ Hierbei handelt es sich um eine hochkonzentrierte Proteinfraktion, die im Blut enthalten ist. Es bindet Wasser und seine geringe Menge führt zur Entstehung von Ödemen – Wasser wird nicht im Blut zurückgehalten und gelangt in das Gewebe. Wenn das Protein abnimmt, nimmt normalerweise auch die Albuminmenge ab.
3. Allgemeine Analyse von Bilirubin im Plasma(direkt und indirekt) – Dies ist die Diagnose eines Pigments, das nach dem Abbau von Hämoglobin entsteht (es ist giftig für den Menschen). Hyperbilirubinämie (Überschreiten des Bilirubinspiegels) wird als Gelbsucht bezeichnet, und die klinische Gelbsucht ist subhepatisch (auch bei Neugeborenen), hepatozellulär und subhepatisch. Es weist auf Anämie, ausgedehnte Blutungen, anschließend hämolytische Anämie, Hepatitis, Leberzerstörung, Onkologie und andere Krankheiten hin. Es ist aufgrund der Lebererkrankung beängstigend, kann aber auch bei einer Person zunehmen, die Schläge und Verletzungen erlitten hat.
4. Glucose. Sein Gehalt bestimmt den Kohlenhydratstoffwechsel, also die Energie im Körper, und die Funktionsweise der Bauchspeicheldrüse. Wenn viel Glukose vorhanden ist, kann es sich um Diabetes, körperliche Aktivität oder die Wirkung der Einnahme von Hormonpräparaten handeln. Wenn wenig Glukose vorhanden ist, kann es sich um eine Überfunktion der Bauchspeicheldrüse oder Erkrankungen des endokrinen Systems handeln.
5. Lipase – Es ist ein fettspaltendes Enzym, das eine wichtige Rolle im Stoffwechsel spielt. Sein Anstieg weist auf eine Erkrankung der Bauchspeicheldrüse hin.
6. ALT– „Lebermarker“; er dient der Überwachung pathologischer Prozesse in der Leber. Eine erhöhte Rate weist auf Probleme mit dem Herzen, der Leber oder Hepatitis (viral) hin.
7. AST– „Herzmarker“, er zeigt die Qualität des Herzens an. Eine Überschreitung der Norm weist auf eine Herzstörung und eine Hepatitis hin.
8. Kreatinin– gibt Auskunft über die Funktion der Nieren. Er ist erhöht, wenn eine Person an einer akuten oder chronischen Nierenerkrankung, einer Zerstörung von Muskelgewebe oder endokrinen Störungen leidet. Erhöht bei Menschen, die viele Fleischprodukte essen. Daher ist Kreatinin sowohl bei Vegetariern als auch bei schwangeren Frauen erniedrigt, was jedoch keinen großen Einfluss auf die Diagnose hat.
9. Harnstoffanalyse- Dies ist eine Studie über die Produkte des Proteinstoffwechsels sowie der Leber- und Nierenfunktion. Eine Überschätzung des Indikators tritt auf, wenn eine Fehlfunktion der Nieren vorliegt, wenn diese mit der Entfernung von Flüssigkeit aus dem Körper nicht zurechtkommt, und eine Abnahme ist typisch für schwangere Frauen mit Ernährung und Leberfunktionsstörungen.
10. Ggt In der biochemischen Analyse gibt es Auskunft über den Stoffwechsel von Aminosäuren im Körper. Seine hohe Rate zeigt sich bei Alkoholismus, aber auch bei einer Beeinträchtigung des Blutes durch Giftstoffe oder bei Verdacht auf eine Funktionsstörung der Leber und der Gallenwege. Niedrig – wenn chronische Lebererkrankungen vorliegen.
11. Ldg Die Studie charakterisiert den Ablauf der Energieprozesse Glykolyse und Laktat. Ein hoher Indikator weist auf eine negative Auswirkung auf Leber, Lunge, Herz, Bauchspeicheldrüse oder Nieren hin (Lungenentzündung, Herzinfarkt, Pankreatitis und andere). Ein niedriger Laktatdehydrogenasespiegel, wie beispielsweise ein niedriger Kreatininspiegel, hat keinen Einfluss auf die Diagnose. Wenn LDH erhöht ist, können die Gründe bei Frauen folgende sein: erhöhte körperliche Aktivität und Schwangerschaft. Bei Neugeborenen liegt dieser Wert ebenfalls etwas höher.
12. Elektrolythaushalt Zeigt den normalen Prozess des Stoffwechsels in die Zelle und aus der Zelle zurück an, einschließlich des Prozesses des Herzens. Ernährungsstörungen sind oft die Hauptursache für ein Elektrolyt-Ungleichgewicht, es kann aber auch Erbrechen, Durchfall, hormonelles Ungleichgewicht oder Nierenversagen sein.
13. Cholesterin(Cholesterin) insgesamt – steigt, wenn eine Person an Fettleibigkeit, Arteriosklerose, Leberfunktionsstörung oder Schilddrüsenfunktionsstörung leidet, und sinkt, wenn eine Person eine fettarme Diät einhält, an Septikismus oder anderen Infektionen leidet.
14. Amylase- ein Enzym, das im Speichel und in der Bauchspeicheldrüse vorkommt. Ein hoher Wert weist auf Cholezystitis, Anzeichen von Diabetes mellitus, Peritonitis, Mumps und Pankreatitis hin. Sie erhöht sich auch, wenn Sie alkoholische Getränke oder Drogen - Glukokortikoide - konsumieren, was auch für schwangere Frauen während einer Toxikose typisch ist.

Es gibt viele biochemische Indikatoren, sowohl grundlegende als auch zusätzliche; es wird auch eine komplexe Biochemie durchgeführt, die nach Ermessen des Arztes sowohl grundlegende als auch zusätzliche Indikatoren umfasst.

Biochemie auf nüchternen Magen einnehmen oder nicht: Wie bereitet man sich auf die Analyse vor?

Eine Blutuntersuchung auf die Huntington-Krankheit ist ein verantwortungsvoller Prozess, auf den Sie sich im Voraus und mit aller Ernsthaftigkeit vorbereiten müssen.

Diese Maßnahmen sind notwendig, damit die Analyse genauer ist und keine zusätzlichen Faktoren Einfluss darauf haben. Andernfalls müssen Sie die Tests wiederholen, da bereits kleinste Änderungen der Bedingungen den Stoffwechselprozess erheblich beeinträchtigen.

Woher bekommen sie es und wie spendet man Blut?

Bei der Blutspende für die Biochemie wird Blut mit einer Spritze aus einer Vene am Ellenbogen, manchmal auch aus einer Vene am Unterarm oder an der Hand, entnommen. Im Durchschnitt reichen 5-10 ml Blut aus, um grundlegende Indikatoren zu messen. Wenn eine detaillierte biochemische Analyse erforderlich ist, wird eine größere Blutmenge entnommen.

Die Norm biochemischer Indikatoren für Spezialgeräte verschiedener Hersteller kann geringfügig von den durchschnittlichen Grenzwerten abweichen. Bei der Express-Methode werden Ergebnisse innerhalb eines Tages erzielt.

Der Vorgang der Blutentnahme ist nahezu schmerzlos: Sie setzen sich, die Behandlungsschwester bereitet eine Spritze vor, legt Ihnen ein Tourniquet an den Arm, behandelt die Stelle, an der die Injektion erfolgen soll, mit einem Antiseptikum und entnimmt eine Blutprobe.

Die resultierende Probe wird in ein Reagenzglas gegeben und zur Diagnose an das Labor geschickt. Der Laborarzt gibt die Plasmaprobe in ein spezielles Gerät, das biochemische Parameter mit hoher Genauigkeit bestimmen soll. Er verarbeitet und lagert außerdem Blut, legt die Dosierung und das Verfahren zur Durchführung der Biochemie fest, diagnostiziert die erhaltenen Ergebnisse in Abhängigkeit von den vom behandelnden Arzt geforderten Indikatoren und erstellt ein Formular für die Ergebnisse der Biochemie und der laborchemischen Analyse.

Die chemische Laboranalyse wird innerhalb eines Tages an den behandelnden Arzt übermittelt, der eine Diagnose stellt und eine Behandlung verschreibt.

Der LHC ermöglicht mit seinen vielen verschiedenen Indikatoren die Darstellung eines umfassenden Krankheitsbildes einer bestimmten Person und einer bestimmten Krankheit.

In diesem Artikel beantworten wir die Frage, was Biochemie ist. Hier werden wir uns die Definition dieser Wissenschaft, ihre Geschichte und Forschungsmethoden ansehen, auf einige Prozesse achten und ihre Abschnitte definieren.

Einführung

Um die Frage zu beantworten, was Biochemie ist, genügt es zu sagen, dass es sich um eine Wissenschaft handelt, die sich mit der chemischen Zusammensetzung und den Prozessen befasst, die in einer lebenden Zelle des Körpers ablaufen. Es besteht jedoch aus vielen Komponenten. Wenn Sie diese kennengelernt haben, können Sie sich eine genauere Vorstellung davon machen.

In einigen vorübergehenden Episoden des 19. Jahrhunderts wurde erstmals die terminologische Einheit „Biochemie“ verwendet. Es wurde jedoch erst 1903 von einem Chemiker aus Deutschland, Carl Neuberg, in wissenschaftliche Kreise eingeführt. Diese Wissenschaft nimmt eine Zwischenstellung zwischen Biologie und Chemie ein.

Historische Fakten

Die Frage, was Biochemie ist, konnte die Menschheit erst vor etwa hundert Jahren eindeutig beantworten. Obwohl die Gesellschaft in der Antike biochemische Prozesse und Reaktionen nutzte, war sie sich der Anwesenheit ihres wahren Wesens nicht bewusst.

Einige der am weitesten entfernten Beispiele sind Brotbacken, Weinherstellung, Käseherstellung usw. Eine Reihe von Fragen zu den heilenden Eigenschaften von Pflanzen, Gesundheitsproblemen usw. zwangen einen Menschen, sich mit deren Grundlagen und der Art der Tätigkeit zu befassen.

Die Entwicklung einer allgemeinen Richtung, die letztlich zur Entstehung der Biochemie führte, lässt sich bereits in der Antike beobachten. Ein persischer Wissenschaftler-Arzt schrieb im zehnten Jahrhundert ein Buch über die Kanons der medizinischen Wissenschaft, in dem er verschiedene medizinische Substanzen detailliert beschreiben konnte. Im 17. Jahrhundert schlug van Helmont den Begriff „Enzym“ als Einheit eines Reagenzes chemischer Natur vor, das an Verdauungsprozessen beteiligt ist.

Im 18. Jahrhundert dank der Werke von A.L. Lavoisier und M.V. Lomonossow leitete den Massenerhaltungssatz der Materie ab. Am Ende desselben Jahrhunderts wurde die Bedeutung von Sauerstoff für den Atmungsprozess festgestellt.

Im Jahr 1827 ermöglichte die Wissenschaft die Aufteilung biologischer Moleküle in Verbindungen aus Fetten, Proteinen und Kohlenhydraten. Diese Begriffe werden auch heute noch verwendet. Ein Jahr später wurde in der Arbeit von F. Wöhler nachgewiesen, dass Stoffe in lebenden Systemen auf künstlichem Wege synthetisiert werden können. Ein weiteres wichtiges Ereignis war die Erstellung und Formulierung einer Theorie der Struktur organischer Verbindungen.

Es dauerte viele Jahrhunderte, bis die Grundlagen der Biochemie entstanden, doch 1903 wurden sie klar definiert. Diese Wissenschaft war die erste biologische Disziplin, die über ein eigenes System der mathematischen Analyse verfügte.

25 Jahre später, im Jahr 1928, führte F. Griffith ein Experiment durch, dessen Ziel es war, den Transformationsmechanismus zu untersuchen. Der Wissenschaftler infizierte Mäuse mit Pneumokokken. Er tötete Bakterien eines Stammes und fügte sie Bakterien eines anderen Stammes hinzu. Die Studie ergab, dass der Prozess der Reinigung krankheitserregender Stoffe zur Bildung von Nukleinsäuren und nicht von Proteinen führte. Die Liste der Entdeckungen wird immer länger.

Verfügbarkeit verwandter Disziplinen

Die Biochemie ist eine eigenständige Wissenschaft, ihrer Entstehung ging jedoch ein aktiver Entwicklungsprozess des organischen Zweigs der Chemie voraus. Der Hauptunterschied liegt in den Untersuchungsgegenständen. Die Biochemie betrachtet nur solche Stoffe oder Prozesse, die unter den Bedingungen lebender Organismen und nicht außerhalb dieser ablaufen können.

Die Biochemie übernahm schließlich das Konzept der Molekularbiologie. Sie unterscheiden sich vor allem durch ihre Vorgehensweise und die Themen, die sie studieren. Derzeit werden die terminologischen Einheiten „Biochemie“ und „Molekularbiologie“ zunehmend als Synonyme verwendet.

Verfügbarkeit von Abschnitten

Heute umfasst die Biochemie eine Reihe von Forschungsbereichen, darunter:

Der Zweig der statischen Biochemie ist die Wissenschaft von der chemischen Zusammensetzung von Lebewesen, Strukturen und molekularer Vielfalt, Funktionen usw.

Es gibt eine Reihe von Abschnitten, die sich mit biologischen Polymeren aus Proteinen, Lipiden, Kohlenhydraten, Aminosäuremolekülen sowie Nukleinsäuren und dem Nukleotid selbst befassen.

Biochemie, die Vitamine, ihre Rolle und Wirkungsform auf den Körper sowie mögliche Störungen lebenswichtiger Prozesse aufgrund von Mangel oder Überdosierung untersucht.

Die Hormonbiochemie ist eine Wissenschaft, die Hormone, ihre biologische Wirkung und die Ursachen von Mangel oder Überschuss untersucht.

Die Wissenschaft des Stoffwechsels und seiner Mechanismen ist ein dynamischer Zweig der Biochemie (einschließlich Bioenergetik).

Molekularbiologische Forschung.

Die funktionelle Komponente der Biochemie untersucht das Phänomen chemischer Umwandlungen, die für die Funktionalität aller Bestandteile des Körpers verantwortlich sind, angefangen bei den Geweben bis hin zum gesamten Körper.

Die medizinische Biochemie ist ein Abschnitt über die Stoffwechselmuster zwischen den Körperstrukturen unter dem Einfluss von Krankheiten.

Es gibt auch Zweige der Biochemie von Mikroorganismen, Menschen, Tieren, Pflanzen, Blut, Gewebe usw.

Forschungs- und Problemlösungstools

Biochemische Methoden basieren auf Fraktionierung, Analyse, detaillierter Untersuchung und Untersuchung der Struktur sowohl eines einzelnen Bestandteils als auch des gesamten Organismus oder seiner Substanz. Die meisten von ihnen entstanden im 20. Jahrhundert, und die Chromatographie, der Prozess der Zentrifugation und Elektrophorese, erlangte die größte Bekanntheit.



Am Ende des 20. Jahrhunderts begannen biochemische Methoden zunehmend in molekularen und zellulären Bereichen der Biologie Anwendung zu finden. Die Struktur des gesamten menschlichen DNA-Genoms wurde bestimmt. Diese Entdeckung ermöglichte Erkenntnisse über die Existenz einer Vielzahl von Substanzen, insbesondere verschiedener Proteine, die bei der Reinigung von Biomasse aufgrund ihres äußerst geringen Gehalts in der Substanz nicht nachgewiesen wurden.

Die Genomik hat ein enormes Maß an biochemischem Wissen in Frage gestellt und zu Änderungen in ihrer Methodik geführt. Das Konzept der virtuellen Computermodellierung erschien.

Chemische Komponente

Physiologie und Biochemie sind eng miteinander verbunden. Dies wird durch die Abhängigkeit der Häufigkeit aller physiologischen Prozesse vom Gehalt einer unterschiedlichen Anzahl chemischer Elemente erklärt.



Es gibt 90 Komponenten des Periodensystems der chemischen Elemente in der Natur, aber etwa ein Viertel wird für das Leben benötigt. Unser Körper benötigt viele seltene Bestandteile überhaupt nicht.

Die unterschiedlichen Positionen eines Taxons in der hierarchischen Tabelle der Lebewesen bestimmen unterschiedliche Bedürfnisse nach der Anwesenheit bestimmter Elemente.

99 % der menschlichen Masse bestehen aus sechs Elementen (C, H, N, O, F, Ca). Zusätzlich zur Hauptmenge dieser Arten von Atomen, die Substanzen bilden, benötigen wir 19 weitere Elemente, jedoch in kleinen oder mikroskopischen Volumina. Darunter sind: Zn, Ni, Ma, K, Cl, Na und andere.

Proteinbiomolekül

Die wichtigsten von der Biochemie untersuchten Moleküle sind Kohlenhydrate, Proteine, Lipide und Nukleinsäuren, und die Aufmerksamkeit dieser Wissenschaft liegt auf ihren Hybriden.

Proteine ​​sind große Verbindungen. Sie entstehen durch die Verknüpfung von Monomerketten – Aminosäuren. Die meisten Lebewesen erhalten Proteine ​​durch die Synthese von zwanzig Arten dieser Verbindungen.

Diese Monomere unterscheiden sich voneinander in der Struktur der Radikalgruppe, die bei der Proteinfaltung eine große Rolle spielt. Der Zweck dieses Prozesses besteht darin, eine dreidimensionale Struktur zu bilden. Aminosäuren sind durch die Bildung von Peptidbindungen miteinander verbunden.

Bei der Beantwortung der Frage, was Biochemie ist, darf man nicht umhin, so komplexe und multifunktionale biologische Makromoleküle wie Proteine ​​zu erwähnen. Sie haben mehr Aufgaben zu erfüllen als Polysaccharide oder Nukleinsäuren.

Einige Proteine ​​werden durch Enzyme repräsentiert und sind an der Katalyse verschiedener Reaktionen biochemischer Natur beteiligt, die für den Stoffwechsel sehr wichtig sind. Andere Proteinmoleküle können als Signalmechanismen fungieren, Zytoskelette bilden, an der Immunabwehr beteiligt sein usw.

Einige Arten von Proteinen sind in der Lage, biomolekulare Nicht-Protein-Komplexe zu bilden. Substanzen, die durch die Fusion von Proteinen mit Oligosacchariden entstehen, ermöglichen die Existenz von Molekülen wie Glykoproteinen, und die Wechselwirkung mit Lipiden führt zur Entstehung von Lipoproteinen.

Nukleinsäuremolekül

Nukleinsäuren werden durch Komplexe von Makromolekülen dargestellt, die aus einem Polynukleotidkettensatz bestehen. Ihr Hauptzweck besteht darin, Erbinformationen zu kodieren. Die Nukleinsäuresynthese erfolgt aufgrund der Anwesenheit von makroenergetischen Mononukleosidtriphosphat-Molekülen (ATP, TTP, UTP, GTP, CTP).

Die am weitesten verbreiteten Vertreter solcher Säuren sind DNA und RNA. Diese Strukturelemente kommen in jeder lebenden Zelle vor, von Archaeen über Eukaryoten bis hin zu Viren.

Lipidmolekül

Lipide sind molekulare Substanzen aus Glycerin, an die Fettsäuren (1 bis 3) über Esterbindungen gebunden sind. Solche Stoffe werden nach der Länge der Kohlenwasserstoffkette in Gruppen eingeteilt, wobei auch auf die Sättigung geachtet wird. Die Biochemie des Wassers erlaubt es ihm nicht, Lipidverbindungen (Fettverbindungen) aufzulösen. Solche Stoffe lösen sich in der Regel in polaren Lösungen.



Die Hauptaufgabe von Lipiden besteht darin, den Körper mit Energie zu versorgen. Einige sind Bestandteil von Hormonen, können eine Signalfunktion übernehmen oder lipophile Moleküle transportieren.

Kohlenhydratmolekül

Kohlenhydrate sind Biopolymere, die durch die Kombination von Monomeren entstehen, die in diesem Fall durch Monosaccharide wie Glucose oder Fructose repräsentiert werden. Das Studium der Pflanzenbiochemie hat es dem Menschen ermöglicht, festzustellen, dass der Großteil der Kohlenhydrate in ihnen enthalten ist.

Diese Biopolymere dienen der strukturellen Funktion und der Bereitstellung von Energieressourcen für einen Organismus oder eine Zelle. Bei pflanzlichen Organismen ist der Hauptspeicherstoff Stärke, bei Tieren Glykogen.

Der Verlauf des Krebszyklus

In der Biochemie gibt es einen Krebszyklus – ein Phänomen, bei dem die überwiegende Anzahl eukaryotischer Organismen den größten Teil der Energie erhält, die für die Oxidationsprozesse der aufgenommenen Nahrung aufgewendet wird.

Es kann im Inneren zellulärer Mitochondrien beobachtet werden. Es entsteht durch mehrere Reaktionen, bei denen Reserven „verborgener“ Energie freigesetzt werden.

In der Biochemie ist der Krebszyklus ein wichtiger Teil des allgemeinen Atmungsprozesses und des Stoffstoffwechsels in Zellen. Der Zyklus wurde von H. Krebs entdeckt und untersucht. Dafür erhielt der Wissenschaftler den Nobelpreis.

Dieser Vorgang wird auch Elektronentransfersystem genannt. Dies ist auf die damit einhergehende Umwandlung von ATP in ADP zurückzuführen. Die erste Verbindung wiederum ist dafür verantwortlich, Stoffwechselreaktionen durch die Freisetzung von Energie sicherzustellen.

Biochemie und Medizin

Die Biochemie der Medizin wird uns als eine Wissenschaft präsentiert, die viele Bereiche biologischer und chemischer Prozesse abdeckt. Derzeit gibt es im Bildungsbereich eine ganze Branche, die Fachkräfte für diese Studiengänge ausbildet.

Hier wird jedes Lebewesen untersucht: von Bakterien oder Viren bis zum menschlichen Körper. Die Spezialisierung als Biochemiker gibt dem Probanden die Möglichkeit, die Diagnose zu verfolgen und die für die einzelne Einheit anwendbare Behandlung zu analysieren, Schlussfolgerungen zu ziehen usw.



Um einen hochqualifizierten Experten auf diesem Gebiet vorzubereiten, müssen Sie ihn in Naturwissenschaften, medizinischen Grundlagen und biotechnologischen Disziplinen ausbilden und zahlreiche Tests in der Biochemie durchführen. Darüber hinaus wird dem Studierenden die Möglichkeit gegeben, sein Wissen praktisch anzuwenden.

Universitäten für Biochemie erfreuen sich derzeit zunehmender Beliebtheit, was auf die rasante Entwicklung dieser Wissenschaft, ihre Bedeutung für den Menschen, die Nachfrage usw. zurückzuführen ist.

Zu den bekanntesten Bildungseinrichtungen, in denen Fachkräfte in diesem Wissenschaftszweig ausgebildet werden, gehören die Moskauer Staatliche Universität zu den beliebtesten und bedeutendsten. Lomonosov, benannt nach der Staatlichen Pädagogischen Universität Perm. Belinsky, Staatliche Universität Moskau. Staatliche Universitäten Ogarev, Kasan und Krasnojarsk und andere.

Die Liste der für die Zulassung zu diesen Hochschulen erforderlichen Unterlagen unterscheidet sich nicht von der Liste für die Zulassung zu anderen Hochschulen. Biologie und Chemie sind die Hauptfächer, die bei der Zulassung belegt werden müssen.

Krankenhauspatienten und ihre Angehörigen fragen sich oft, was Biochemie ist. Dieses Wort kann in zwei Bedeutungen verwendet werden: als Wissenschaft und als Bezeichnung für einen biochemischen Bluttest. Schauen wir uns jeden von ihnen an.

Biochemie als Wissenschaft

Biologische oder physiologische Chemie – Biochemie ist eine Wissenschaft, die die chemische Zusammensetzung der Zellen aller lebenden Organismen untersucht. Im Rahmen seiner Untersuchung werden auch die Muster untersucht, nach denen alle chemischen Reaktionen in lebenden Geweben ablaufen, die die lebenswichtigen Funktionen von Organismen sicherstellen.

Wissenschaftliche Disziplinen mit Bezug zur Biochemie sind Molekularbiologie, organische Chemie, Zellbiologie usw. Das Wort „Biochemie“ kann beispielsweise in dem Satz verwendet werden: „Die Biochemie als eigenständige Wissenschaft wurde vor etwa 100 Jahren gegründet.“

Aber Sie können mehr über ähnliche Wissenschaft erfahren, wenn Sie unseren Artikel lesen.

Blutbiochemie

Bei einem biochemischen Bluttest werden verschiedene Indikatoren im Blut im Labor untersucht. Die Tests werden aus einer Vene entnommen (der Prozess der Venenpunktion). Basierend auf den Ergebnissen der Studie ist es möglich, den Zustand des Körpers und insbesondere seiner Organe und Systeme zu beurteilen. Weitere Informationen zu dieser Analyse finden Sie in unserem Abschnitt.

Dank der Blutbiochemie können Sie herausfinden, wie Nieren, Leber und Herz funktionieren, sowie den Rheumafaktor, den Wasser-Salz-Haushalt usw. bestimmen.

Tiere, Pflanzen, Pilze, Viren, Bakterien. Die Zahl der Vertreter jedes Königreichs ist so groß, dass man sich nur fragen kann, wie wir alle auf die Erde passen. Doch trotz dieser Vielfalt haben alle Lebewesen auf dem Planeten einige grundlegende Merkmale gemeinsam.

Die Gemeinsamkeit aller Lebewesen

Die Beweise stammen aus mehreren grundlegenden Merkmalen lebender Organismen:

• Ernährungsbedürfnisse (Energieverbrauch und seine Umwandlung im Körper);
• Atembedürfnisse;
• Fähigkeit zur Fortpflanzung;
• Wachstum und Entwicklung im gesamten Lebenszyklus.

Jeder der aufgeführten Prozesse wird im Körper durch eine Vielzahl chemischer Reaktionen repräsentiert. Jede Sekunde finden in jedem Lebewesen und insbesondere im Menschen Hunderte von Synthese- und Zersetzungsreaktionen organischer Moleküle statt. Die Struktur, die Merkmale der chemischen Wirkung, die Wechselwirkung untereinander, die Synthese, der Abbau und der Aufbau neuer Strukturen von Molekülen organischer und anorganischer Struktur – all dies ist Gegenstand des Studiums einer großen, interessanten und vielfältigen Wissenschaft. Die Biochemie ist ein junges, fortschrittliches Wissensgebiet, das alles untersucht, was im Inneren von Lebewesen geschieht.

Ein Objekt

Gegenstand des Studiums der Biochemie sind ausschließlich lebende Organismen und alle in ihnen ablaufenden Lebensprozesse. Insbesondere die chemischen Reaktionen, die bei der Nahrungsaufnahme, der Freisetzung von Abfallprodukten, dem Wachstum und der Entwicklung ablaufen. Daher sind die Grundlagen der Biochemie das Studium von:

1. Nichtzelluläre Lebensformen – Viren.
2. Prokaryotische Bakterienzellen.
3. Höhere und niedrigere Pflanzen.
4. Tiere aller bekannten Klassen.
5. Menschlicher Körper.

Gleichzeitig ist die Biochemie selbst eine relativ junge Wissenschaft, die erst mit der Anhäufung ausreichender Kenntnisse über die inneren Prozesse in Lebewesen entstand. Seine Entstehung und Isolierung geht auf die zweite Hälfte des 19. Jahrhunderts zurück.

Moderne Zweige der Biochemie

Im gegenwärtigen Entwicklungsstadium umfasst die Biochemie mehrere Hauptabschnitte, die in der Tabelle dargestellt sind.

Somit können wir sagen, dass die Biochemie ein ganzer Komplex kleiner Wissenschaften ist, die die gesamte Vielfalt der komplexesten inneren Prozesse lebender Systeme abdecken.

Angegliederte Wissenschaften

Im Laufe der Zeit hat sich so viel unterschiedliches Wissen angesammelt und so viele wissenschaftliche Fähigkeiten in der Verarbeitung von Forschungsergebnissen, der Züchtung von Bakterienkolonien und RNA, dem Einfügen bekannter Abschnitte des Genoms mit bestimmten Eigenschaften usw. entwickelt, dass Bedarf an zusätzlichen Wissenschaften besteht die der Biochemie untergeordnet sind. Dies sind Wissenschaften wie:

• Molekularbiologie;
• Gentechnik;
• Genchirurgie;
• Molekulargenetik;
• Enzymologie;
• Immunologie;
• Molekulare Biophysik.

Jeder der aufgeführten Wissensbereiche hat viele Erfolge bei der Untersuchung von Bioprozessen in lebenden biologischen Systemen erzielt und ist daher sehr wichtig. Sie alle gehören zu den Wissenschaften des 20. Jahrhunderts.

Gründe für die intensive Entwicklung der Biochemie und verwandter Wissenschaften

1958 entdeckte Korana das Gen und seine Struktur, woraufhin 1961 der genetische Code entschlüsselt wurde. Dann wurde die Struktur des DNA-Moleküls etabliert – eine doppelsträngige Struktur, die zur Reduplikation (Selbstreproduktion) fähig ist. Alle Feinheiten der Stoffwechselprozesse (Anabolismus und Katabolismus) wurden beschrieben, die Tertiär- und Quartärstruktur des Proteinmoleküls untersucht. Und dies ist keine vollständige Liste der bedeutendsten Entdeckungen des 20. Jahrhunderts, die die Grundlage der Biochemie bilden. Alle diese Entdeckungen gehören den Biochemikern und der Wissenschaft selbst. Daher gibt es viele Voraussetzungen für seine Entwicklung. Wir können mehrere moderne Gründe für die Dynamik und Intensität seiner Entstehung identifizieren.

1. Die Grundlage der meisten chemischen Prozesse, die in lebenden Organismen ablaufen, wurde enthüllt.
2. Das Prinzip der Einheit der meisten physiologischen und energetischen Prozesse für alle Lebewesen wurde formuliert (z. B. sind sie bei Bakterien und Menschen gleich).
3. Die medizinische Biochemie liefert den Schlüssel zur Behandlung einer Vielzahl verschiedener komplexer und gefährlicher Krankheiten.
4. Mit Hilfe der Biochemie ist es möglich geworden, sich der Lösung der globalsten Probleme der Biologie und Medizin zu nähern.

Daher die Schlussfolgerung: Biochemie ist eine fortschrittliche, wichtige und sehr breit angelegte Wissenschaft, die es uns ermöglicht, Antworten auf viele Fragen der Menschheit zu finden.

Biochemie in Russland

In unserem Land ist die Biochemie eine ebenso fortschrittliche und wichtige Wissenschaft wie auf der ganzen Welt. Auf dem Territorium Russlands gibt es das nach ihm benannte Institut für Biochemie. A. N. Bakh RAS, Institut für Biochemie und Physiologie von Mikroorganismen, benannt nach. G.K. Skrjabin RAS, Forschungsinstitut für Biochemie SB RAS. Unsere Wissenschaftler spielen eine große Rolle und viele Verdienste in der Geschichte der Entwicklung der Wissenschaft. Beispielsweise wurden die Methode der Immunelektropherese, die Mechanismen der Glykolyse entdeckt, das Prinzip der Nukleotidkomplementarität in der Struktur des DNA-Moleküls formuliert und eine Reihe weiterer wichtiger Entdeckungen gemacht. Ende des 19. und Anfang des 20. Jahrhunderts. Im Grunde wurden nicht ganze Institute gegründet, sondern an einigen Universitäten die Abteilung für Biochemie. Aufgrund der intensiven Entwicklung dieser Wissenschaft bestand jedoch bald die Notwendigkeit, den Raum für das Studium dieser Wissenschaft zu erweitern.

Biochemische Prozesse von Pflanzen

Die Biochemie der Pflanzen ist untrennbar mit physiologischen Prozessen verbunden. Im Allgemeinen ist das Studienfach Pflanzenbiochemie und -physiologie:

• lebenswichtige Aktivität einer Pflanzenzelle;
• Photosynthese;
• Atem;
• Wasserhaushalt von Pflanzen;
• mineralische Ernährung;
• Qualität der Ernte und die Physiologie ihrer Entstehung;
• Pflanzenresistenz gegen Schädlinge und ungünstige Umweltbedingungen.

Auswirkungen auf die Landwirtschaft

Das Wissen über die tiefgreifenden Prozesse der Biochemie in Pflanzenzellen und -geweben ermöglicht es, die Qualität und Quantität der Ernte von landwirtschaftlichen Kulturpflanzen zu steigern, die Massenproduzenten wichtiger Nahrungsmittel für die gesamte Menschheit sind. Darüber hinaus ermöglichen die Physiologie und Biochemie der Pflanzen, Wege zur Lösung von Problemen des Schädlingsbefalls und der Pflanzenresistenz gegenüber ungünstigen Umweltbedingungen zu finden und die Qualität von Pflanzenprodukten zu verbessern.

Biologische Chemie Lelevich Vladimir Valeryanovich

Kapitel 1. Einführung in die Biochemie

Kapitel 1. Einführung in die Biochemie

Biologische Chemie- eine Wissenschaft, die die chemische Natur der Stoffe, aus denen lebende Organismen bestehen, die Umwandlungen dieser Stoffe (Stoffwechsel) sowie den Zusammenhang dieser Umwandlungen mit der Aktivität einzelner Gewebe und des gesamten Organismus als Ganzes untersucht.

Biochemie – ist die Wissenschaft von den molekularen Grundlagen des Lebens. Es gibt mehrere Gründe, warum die Biochemie heutzutage große Aufmerksamkeit erregt und sich rasant weiterentwickelt.

1. Erstens gelang es den Biochemikern, die chemischen Grundlagen einer Reihe wichtiger biochemischer Prozesse aufzuklären.

2. Zweitens wurden gemeinsame Wege für die Transformation von Molekülen und allgemeine Prinzipien entdeckt, die den verschiedenen Erscheinungsformen des Lebens zugrunde liegen.

3. Drittens hat die Biochemie einen immer tiefgreifenderen Einfluss auf die Medizin.

4. Viertens hat die rasante Entwicklung der Biochemie in den letzten Jahren es den Forschern ermöglicht, mit der Untersuchung der dringendsten und grundlegendsten Probleme der Biologie und Medizin zu beginnen.

Geschichte der Entwicklung der Biochemie

In der Geschichte der Entwicklung des biochemischen Wissens und der Biochemie als Wissenschaft lassen sich 4 Perioden unterscheiden.

I. Periode - von der Antike bis zur Renaissance (XV. Jahrhundert). Dies ist eine Zeit der praktischen Anwendung biochemischer Prozesse ohne Kenntnis ihrer theoretischen Grundlagen und der ersten, manchmal sehr primitiven biochemischen Forschung. Schon in der Antike kannten die Menschen die Technologie solcher Industrien, die auf biochemischen Prozessen wie Brotbacken, Käseherstellung, Weinherstellung und Ledergerbung basierten. Die Verwendung von Pflanzen zu Nahrungsmittelzwecken, zur Herstellung von Farben und Stoffen war Anlass für Versuche, die Eigenschaften einzelner Stoffe pflanzlichen Ursprungs zu verstehen.

II. Periode – vom Beginn der Renaissance bis zur zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts, als die Biochemie zu einer eigenständigen Wissenschaft wurde. Der große Forscher dieser Zeit, Autor vieler Meisterwerke der Kunst, Architekt, Ingenieur und Anatom Leonardo da Vinci führte Experimente durch und zog auf der Grundlage ihrer Ergebnisse die für diese Jahre wichtige Schlussfolgerung, dass ein lebender Organismus nur in einer Atmosphäre existieren kann, in der Eine Flamme kann brennen.

In dieser Zeit sind die Arbeiten von Wissenschaftlern wie Paracelsus, M. V. Lomonosov, Yu. Liebig, A. M. Butlerov und Lavoisier hervorzuheben.

III. Periode - von der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts bis in die 50er Jahre des 20. Jahrhunderts. Gekennzeichnet durch einen starken Anstieg der Intensität und Tiefe der biochemischen Forschung, des Umfangs der gewonnenen Informationen und einer zunehmenden angewandten Bedeutung – der Nutzung biochemischer Errungenschaften in Industrie, Medizin und Landwirtschaft. Aus dieser Zeit stammen die Werke eines der Begründer der russischen Biochemie, A. Ya. Danilevsky (1838–1923), M. V. Nentsky (1847–1901). An der Wende vom 19. zum 20. Jahrhundert wirkte der größte deutsche organische Chemiker und Biochemiker E. Fischer (1862–1919). Er formulierte die Grundprinzipien der Polypeptidtheorie von Proteinen, die mit der Forschung von A. Ya. Danilevsky begann. Aus dieser Zeit stammen die Werke des großen russischen Wissenschaftlers K. A. Timiryazev (1843–1920), des Gründers der sowjetischen biochemischen Schule A. N. Bach und des deutschen Biochemikers O. Warburg. Im Jahr 1933 untersuchte G. Krebs den Ornithinzyklus der Harnstoffbildung im Detail und seine Entdeckung des Tricarbonsäurezyklus geht auf das Jahr 1937 zurück. 1933 isolierte D. Keilin (England) Cytochrom C und reproduzierte den Prozess der Elektronenübertragung entlang der Atmungskette in Präparaten aus dem Herzmuskel. Im Jahr 1938 beschrieben A.E. Braunstein und M.G. Kritsman erstmals Transaminierungsreaktionen, die für den Stickstoffstoffwechsel von entscheidender Bedeutung sind.

IV. Periode – von den frühen 50er Jahren des 20. Jahrhunderts bis zur Gegenwart. Es zeichnet sich durch den weit verbreiteten Einsatz physikalischer, physikalisch-chemischer und mathematischer Methoden in der biochemischen Forschung sowie durch die aktive und erfolgreiche Untersuchung grundlegender biologischer Prozesse (Biosynthese von Proteinen und Nukleinsäuren) auf molekularer und supramolekularer Ebene aus.

Hier ist eine kurze Chronologie der wichtigsten Entdeckungen in der Biochemie dieser Zeit:

1953 – J. Watson und F. Crick schlugen ein Doppelhelix-Modell der DNA-Struktur vor.

1953 – F. Sanger entschlüsselte erstmals die Aminosäuresequenz des Insulinproteins.

1961 – M. Nirenberg entschlüsselt den ersten „Buchstaben“ des Proteinsynthesecodes – das DNA-Triplett, das Phenylalanin entspricht.

1966 – P. Mitchell formulierte die chemiosmotische Theorie der Kopplung von Atmung und oxidativer Phosphorylierung.

1969 – R. Merifield synthetisierte chemisch das Enzym Ribonuklease.

1971 – In der gemeinsamen Arbeit zweier Labore unter der Leitung von Yu. A. Ovchinnikov und A. E. Braunstein wurde die Primärstruktur der Aspartataminotransferase, eines Proteins aus 412 Aminosäuren, ermittelt.

1977 - F. Sanger entschlüsselt erstmals vollständig die Primärstruktur des DNA-Moleküls (Phage? X 174).

Entwicklung der medizinischen Biochemie in Weißrussland

Seit der Gründung der Abteilung für Biochemie an der Belarussischen Staatlichen Universität im Jahr 1923 begann die Berufsausbildung des nationalen biochemischen Personals. Im Jahr 1934 wurde die Abteilung für Biochemie am Medizinischen Institut Witebsk, 1959 am Medizinischen Institut Grodno und 1992 am Medizinischen Institut Gomel eingerichtet. Berühmte Wissenschaftler und bedeutende Spezialisten auf dem Gebiet der Biochemie wurden eingeladen und zum Leiter der Abteilungen gewählt: A. P. Bestuzhev, G. V. Derviz, L. E. Taranovich, N. E. Glushakova, V. K. Kukhta, V. S. Shapot, L. G. Orlova, A. A. Chirkin, Yu. M. Ostrovsky, N. K. Lukaschik. Die Bildung wissenschaftlicher Schulen auf dem Gebiet der medizinischen Biochemie wurde stark durch die Aktivitäten so herausragender Wissenschaftler wie M. F. Merezhinsky (1906–1970), V. A. Bondarin (1909–1985), L. S. Cherkasova (1909–1998) und V. S. Shapot (1909) beeinflusst –1989), Yu. M. Ostrovsky (1925–1991), A. T. Pikulev (1931–1993).

1970 wurde in Grodno die Abteilung für Stoffwechselregulation der Akademie der Wissenschaften der BSSR gegründet, die 1985 in das Institut für Biochemie der Nationalen Akademie der Wissenschaften von Belarus umgewandelt wurde. Der erste Abteilungsleiter und Direktor des Instituts war Akademiker der Akademie der Wissenschaften der BSSR Yu. M. Ostrovsky. Unter seiner Leitung wurde mit einer umfassenden Untersuchung von Vitaminen, insbesondere Thiamin, begonnen. Funktioniert

Yu. M. Ostrovsky wurde in der Forschung seiner Schüler ergänzt und fortgesetzt: N. K. Lukashik, A. I. Balakleevsky, A. N. Razumovich, R. V. Trebukhina, F. S. Larin, A. G. Moiseenko.

Die wichtigsten praktischen Ergebnisse der Aktivitäten wissenschaftlicher biochemischer Schulen waren die Organisation des staatlichen Labordienstes der Republik (Professor V. G. Kolb), die Eröffnung des Republikanischen Lipidbehandlungs- und Diagnosezentrums für Stoffwechseltherapie am Witebsker Medizinischen Institut (Professor A. A. Chirkin), die Gründung des Labors für medizinische und biologische Probleme der Narkologie am Medizinischen Institut Grodno (Professor V.V. Lelevich).

1. Zusammensetzung und Struktur chemischer Substanzen eines lebenden Organismus – statische Biochemie.

2. Die Gesamtheit der Stoffumwandlungen im Körper (Stoffwechsel) ist dynamische Biochemie.

3. Biochemische Prozesse, die verschiedenen Erscheinungsformen des Lebens zugrunde liegen – funktionelle Biochemie.

4. Struktur und Wirkungsmechanismus von Enzymen – Enzymologie.

5. Bioenergie.

6. Molekulare Grundlagen der Vererbung – Übertragung genetischer Informationen.

7. Regulationsmechanismen des Stoffwechsels.

8. Molekulare Mechanismen spezifischer Funktionsprozesse.

9. Merkmale des Stoffwechsels in Organen und Geweben.

Abschnitte und Richtungen der Biochemie

1. Biochemie von Mensch und Tier.

2. Biochemie der Pflanzen.

3. Biochemie von Mikroorganismen.

4. Medizinische Biochemie.

5. Technische Biochemie.

6. Evolutionäre Biochemie.

7. Quantenbiochemie.

Objekte der biochemischen Forschung

1. Organismen.

2. Einzelne Organe und Gewebe.

3. Abschnitte von Organen und Geweben.

4. Homogenate von Organen und Geweben.

5. Biologische Flüssigkeiten.

6. Zellen.

7. Hefen, Bakterien.

8. Subzelluläre Komponenten und Organellen.

9. Enzyme.

10. Chemikalien (Metaboliten).

Methoden der Biochemie

1. Homogenisierung von Geweben.

2. Zentrifugation:

Einfach

Ultrazentrifugation

Dichtegradientenzentrifugation.

3. Dialyse.

4. Elektrophorese.

5. Chromatographie.

6. Isotopenmethode.

7. Farbmetrik.

8. Spektrophotometrie.

9. Bestimmung der enzymatischen Aktivität.

Beziehung zwischen Biochemie und anderen Disziplinen

1. Bioorganische Chemie

2. Physikalische Kolloidchemie

3. Biophysikalische Chemie

4. Molekularbiologie

5. Genetik

6. Normale Physiologie

7. Pathologische Physiologie

8. Klinische Disziplinen

9. Pharmakologie

10. Klinische Biochemie