معنی بیوشیمی. بیوشیمی چیست و انواع بیوشیمی را بررسی می کند

بیوشیمی (از یونانی "bios" - "زندگی"، بیولوژیکی یا فیزیولوژیکی) علمی است که فرآیندهای شیمیایی درون یک سلول را مطالعه می کند که بر عملکرد کل ارگانیسم یا اندام های خاص آن تأثیر می گذارد. هدف علم بیوشیمی درک عناصر شیمیایی، ترکیب و فرآیند متابولیسم و ​​روش های تنظیم آن در سلول است. طبق تعاریف دیگر، بیوشیمی علم ساختار شیمیایی سلول ها و موجودات موجودات زنده است.

برای درک اینکه چرا بیوشیمی مورد نیاز است، بیایید علوم را در قالب یک جدول ابتدایی تصور کنیم.

همانطور که می بینید، اساس همه علوم، آناتومی، بافت شناسی و سیتولوژی است که همه موجودات زنده را مطالعه می کنند.بر اساس آنها، بیوشیمی، فیزیولوژی و پاتوفیزیولوژی ساخته شده است، جایی که آنها عملکرد ارگانیسم ها و فرآیندهای شیمیایی درون آنها را مطالعه می کنند. بدون این علوم، بقیه ای که در بخش فوقانی نمایندگی می شوند، نمی توانند وجود داشته باشند.

رویکرد دیگری نیز وجود دارد که بر اساس آن علوم به 3 نوع (سطح) تقسیم می شوند:

• آنهایی که سطح سلولی، مولکولی و بافتی زندگی را مطالعه می کنند (علوم آناتومی، بافت شناسی، بیوشیمی، بیوفیزیک).
• مطالعه فرآیندها و بیماری های پاتولوژیک (پاتوفیزیولوژی، آناتومی پاتولوژیک).
• تشخیص پاسخ بیرونی بدن به بیماری (علوم بالینی مانند پزشکی و جراحی).

از این طریق متوجه شدیم که بیوشیمی یا به قول معروف بیوشیمی پزشکی چه جایگاهی در میان علوم دارد. به هر حال، هر رفتار غیر طبیعی بدن، فرآیند متابولیسم آن بر ساختار شیمیایی سلول ها تأثیر می گذارد و در طول LHC خود را نشان می دهد.

چرا آزمایش ها انجام می شود؟ آزمایش خون بیوشیمیایی چه چیزی را نشان می دهد؟

بیوشیمی خون یک روش تشخیص آزمایشگاهی است که بیماری ها را در زمینه های مختلف پزشکی نشان می دهد (به عنوان مثال، درمان، زنان، غدد درون ریز) و به تعیین عملکرد اندام های داخلی و کیفیت متابولیسم پروتئین ها، لیپیدها و کربوهیدرات ها و همچنین کفایت کمک می کند. ریز عناصر در بدن

BAC یا آزمایش خون بیوشیمیایی، تجزیه و تحلیلی است که گسترده ترین اطلاعات را در مورد انواع بیماری ها ارائه می دهد. بر اساس نتایج آن، می توانید وضعیت عملکردی بدن و هر اندام را در یک مورد جداگانه دریابید، زیرا هر بیماری که به فرد حمله می کند به یک طریق در نتایج LHC ظاهر می شود.

چه چیزی در بیوشیمی گنجانده شده است؟

انجام مطالعات بیوشیمیایی کاملاً همه شاخص ها بسیار راحت نیست و ضروری نیست و علاوه بر این، هر چه تعداد آنها بیشتر باشد به خون بیشتری نیاز دارید و همچنین هزینه آنها گران تر خواهد بود.بنابراین بین مخازن استاندارد و مخازن پیچیده تمایز قائل می شود. استاندارد در بیشتر موارد تجویز می شود ، اما گسترش یافته با شاخص های اضافی در صورت نیاز به کشف تفاوت های ظریف بسته به علائم بیماری و هدف تجزیه و تحلیل توسط پزشک تجویز می شود.

شاخص های اساسی

1. پروتئین کل در خون (TP, Total Protein).
2. بیلی روبین.
3. گلوکز، لیپاز.
4. ALT (آلانین آمینوترانسفراز، ALT) و AST (آسپارتات آمینوترانسفراز، AST).
5. کراتینین
6. اوره
7. الکترولیت ها (پتاسیم، پتاسیم/کلسیم، کلسیم/سدیم، سدیم/کلر، کلر/منیزیم، منیزیم).
8. کلسترول کل

نمایه گسترش یافته شامل هر یک از این شاخص های اضافی است (و همچنین سایر شاخص ها، بسیار خاص و با تمرکز محدود، که در این لیست نشان داده نشده اند).

استاندارد درمان عمومی بیوشیمیایی: هنجارهای بزرگسالان

رمزگشایی بیوشیمی

رمزگشایی داده های شرح داده شده در بالا با توجه به مقادیر و استانداردهای خاصی انجام می شود.

1. پروتئین کلمقدار کل پروتئین موجود در بدن انسان است. فراتر از حد معمول نشان دهنده التهابات مختلف در بدن (مشکلات کبد، کلیه، سیستم ادراری تناسلی، بیماری سوختگی یا سرطان)، با کم آبی (کم آبی) در هنگام استفراغ، تعریق در مقادیر زیاد، انسداد روده یا میلوم متعدد، کمبود - عدم تعادل است. در یک رژیم غذایی مغذی، روزه طولانی مدت، بیماری روده، بیماری کبد، یا در صورت اختلال در سنتز در نتیجه بیماری های ارثی.
2. 
   آلبوم- این یک بخش پروتئینی بسیار غلیظ است که در خون موجود است. آب را می بندد و مقدار کم آن منجر به ایجاد ادم می شود - آب در خون حفظ نمی شود و وارد بافت ها می شود. معمولاً اگر پروتئین کاهش یابد، مقدار آلبومین کاهش می یابد.
3. تجزیه و تحلیل عمومی بیلی روبین در پلاسما(مستقیم و غیر مستقیم) - این تشخیص رنگدانه ای است که پس از تجزیه هموگلوبین تشکیل می شود (برای انسان سمی است). هایپربیلی روبینمی (بیش از سطح بیلی روبین) زردی نامیده می شود و زردی بالینی زیر کبدی (از جمله در نوزادان)، کبدی و زیر کبدی است. این نشان دهنده کم خونی، خونریزی های گسترده و متعاقب آن کم خونی همولیتیک، هپاتیت، تخریب کبد، انکولوژی و سایر بیماری ها است. به دلیل آسیب شناسی کبد ترسناک است، اما می تواند در فردی که ضربه و آسیب دیده است نیز افزایش یابد.
4. گلوکز.سطح آن متابولیسم کربوهیدرات، یعنی انرژی در بدن و نحوه عملکرد پانکراس را تعیین می کند. اگر گلوکز زیاد باشد، ممکن است دیابت، فعالیت بدنی یا اثر مصرف داروهای هورمونی باشد، اگر کم باشد، ممکن است عملکرد بیش از حد پانکراس، بیماری های سیستم غدد درون ریز باشد.
5. لیپاز -این آنزیم چربی شکن است که نقش مهمی در متابولیسم دارد. افزایش آن نشان دهنده بیماری پانکراس است.
6. ALT- "مارکر کبد"؛ برای نظارت بر فرآیندهای پاتولوژیک در کبد استفاده می شود. افزایش نرخ نشان دهنده مشکلات قلبی، کبدی یا هپاتیت (ویروسی) است.
7. AST– نشانگر قلب، کیفیت قلب را نشان می دهد. بیش از حد معمول نشان دهنده اختلال در قلب و هپاتیت است.
8. کراتینین- اطلاعاتی در مورد عملکرد کلیه ها ارائه می دهد. اگر فردی مبتلا به بیماری حاد یا مزمن کلیوی باشد یا تخریب بافت عضلانی یا اختلالات غدد درون ریز وجود داشته باشد، افزایش می یابد. در افرادی که زیاد فرآورده های گوشتی مصرف می کنند افزایش یافته است. و بنابراین، کراتینین در گیاهخواران و همچنین در زنان باردار کاهش می یابد، اما تاثیر زیادی بر تشخیص ندارد.
9. آنالیز اوره- این مطالعه محصولات متابولیسم پروتئین، عملکرد کبد و کلیه است. تخمین بیش از حد شاخص زمانی اتفاق می افتد که عملکرد نادرست کلیه ها وجود دارد، زمانی که آنها نمی توانند با حذف مایعات از بدن مقابله کنند، و کاهش آن برای زنان باردار، با رژیم غذایی و اختلالات مرتبط با عملکرد کبد، معمول است.
10. Ggtدر تجزیه و تحلیل بیوشیمیایی از متابولیسم اسیدهای آمینه در بدن خبر می دهد. میزان بالای آن در اعتیاد به الکل قابل مشاهده است و همچنین اگر خون تحت تأثیر سموم باشد یا مشکوک به اختلال در عملکرد کبد و مجاری صفراوی باشد. کم - در صورت وجود بیماری های مزمن کبدی.
11. Ldgاین مطالعه سیر فرآیندهای انرژی گلیکولیز و لاکتات را مشخص می کند. یک شاخص بالا نشان دهنده تأثیر منفی بر کبد، ریه ها، قلب، لوزالمعده یا کلیه ها (پنومونی، حمله قلبی، پانکراتیت و غیره) است. سطح پایین لاکتات دهیدروژناز، مانند کراتینین پایین، بر تشخیص تأثیر نمی گذارد. اگر LDH بالا باشد، دلایل در زنان ممکن است موارد زیر باشد: افزایش فعالیت بدنی و بارداری. در نوزادان نیز این رقم کمی بیشتر است.
12. تعادل الکترولیتنشان دهنده روند طبیعی متابولیسم به داخل سلول و خروج از سلول به عقب، از جمله فرآیند قلب است. اختلالات تغذیه ای اغلب علت اصلی عدم تعادل الکترولیت است، اما می تواند استفراغ، اسهال، عدم تعادل هورمونی یا نارسایی کلیه نیز باشد.
13. کلسترول(کلسترول) تام - در صورتی که فرد مبتلا به چاقی، تصلب شرایین، اختلال عملکرد کبد، غده تیروئید باشد، افزایش می‌یابد و زمانی که فرد از رژیم غذایی کم‌چرب همراه با سپتی‌سم یا سایر عفونت‌ها استفاده می‌کند، کاهش می‌یابد.
14. آمیلاز- آنزیمی که در بزاق و پانکراس یافت می شود. سطح بالا نشان دهنده وجود کوله سیستیت، علائم دیابت، پریتونیت، اوریون و پانکراتیت است. همچنین در صورت مصرف نوشیدنی های الکلی یا داروها - گلوکوکورتیکوئیدها، که برای زنان باردار در طول سمیت نیز معمول است، افزایش می یابد.

شاخص های بیوشیمی زیادی وجود دارد، هم پایه و هم اضافی؛ بیوشیمی پیچیده نیز انجام می شود که به تشخیص پزشک شامل شاخص های اساسی و اضافی است.

گرفتن بیوشیمی با معده خالی یا نه: چگونه برای تجزیه و تحلیل آماده شویم؟

آزمایش خون برای HD یک فرآیند مسئول است و شما باید از قبل و با جدیت کامل برای آن آماده شوید.

این اقدامات برای اینکه تجزیه و تحلیل دقیق تر باشد و هیچ عامل اضافی بر آن تأثیر نگذارد ضروری است.در غیر این صورت، شما باید آزمایشات را دوباره انجام دهید، زیرا کوچکترین تغییر در شرایط به طور قابل توجهی بر روند متابولیک تأثیر می گذارد.

از کجا تهیه می کنند و چگونه می توان خون اهدا کرد؟

اهدای خون برای بیوشیمی شامل گرفتن خون با سرنگ از ورید آرنج، گاهی از ورید روی ساعد یا دست است. به طور متوسط، 5-10 میلی لیتر خون برای اندازه گیری شاخص های اساسی کافی است.اگر نیاز به تجزیه و تحلیل دقیق بیوشیمی باشد، حجم بیشتری از خون گرفته می شود.

هنجار شاخص های بیوشیمی در تجهیزات تخصصی از تولید کنندگان مختلف ممکن است کمی از حد متوسط ​​متفاوت باشد. روش اکسپرس شامل به دست آوردن نتایج در یک روز است.

روش خون گیری تقریباً بدون درد است: شما می نشینید، پرستار درمان سرنگی آماده می کند، تورنیکت را روی بازوی شما می گذارد، ناحیه ای که تزریق در آن انجام می شود را با یک ماده ضد عفونی کننده درمان می کند و نمونه خون می گیرد.

نمونه به دست آمده در لوله آزمایش قرار می گیرد و برای تشخیص به آزمایشگاه ارسال می شود. پزشک آزمایشگاه نمونه پلاسما را در دستگاه مخصوصی قرار می دهد که برای تعیین پارامترهای بیوشیمیایی با دقت بالا طراحی شده است. او همچنین خون را پردازش و ذخیره می کند، دوز و روش انجام بیوشیمی را تعیین می کند، نتایج به دست آمده را بسته به شاخص های مورد نیاز پزشک معالج تشخیص می دهد و فرمی را برای نتایج بیوشیمی و تجزیه و تحلیل شیمیایی آزمایشگاهی تهیه می کند.

تجزیه و تحلیل شیمیایی آزمایشگاهی ظرف یک روز به پزشک معالج منتقل می شود، که تشخیص می دهد و درمان را تجویز می کند.

LHC با شاخص های بسیار متفاوتی که دارد، دیدن تصویر بالینی گسترده ای از یک فرد خاص و یک بیماری خاص را ممکن می سازد.

در این مقاله به این سوال که بیوشیمی چیست پاسخ خواهیم داد. در اینجا به تعریف این علم، تاریخچه و روش تحقیق آن می پردازیم، به فرآیندهایی می پردازیم و بخش هایی از آن را تعریف می کنیم.

معرفی

برای پاسخ به این سوال که بیوشیمی چیست، کافی است بگوییم که این بیوشیمی علمی است اختصاص داده شده به ترکیبات شیمیایی و فرآیندهای رخ داده در داخل یک سلول زنده بدن. با این حال، اجزای بسیاری دارد که با آموختن آنها، می توانید ایده دقیق تری از آن به دست آورید.

در برخی از دوره های موقت قرن 19، واحد اصطلاحی "بیوشیمی" برای اولین بار شروع به استفاده کرد. با این حال، تنها در سال 1903 توسط یک شیمیدان آلمانی، کارل نوبرگ، وارد محافل علمی شد. این علم جایگاهی میانی بین زیست شناسی و شیمی دارد.

حقایق تاریخی

بشریت تنها حدود صد سال پیش توانست به روشنی به این سوال که بیوشیمی چیست پاسخ دهد. با وجود اینکه جامعه در دوران باستان از فرآیندها و واکنش های بیوشیمیایی استفاده می کرد، اما از وجود جوهر واقعی آنها آگاه نبود.

برخی از دورترین نمونه‌های آن عبارتند از نان‌سازی، شراب‌سازی، پنیر‌سازی و غیره. تعدادی سؤال در مورد خواص درمانی گیاهان، مشکلات سلامتی و غیره، فرد را مجبور می‌کند تا در اساس آنها و ماهیت آن فعالیت کند.

توسعه مجموعه ای از جهت گیری های کلی که در نهایت منجر به ایجاد بیوشیمی شد را می توان در دوران باستان مشاهده کرد. دانشمند-پزشکی از ایران در قرن دهم کتابی در مورد قوانین علم پزشکی نوشت و در آنجا توانست مواد دارویی مختلف را به تفصیل شرح دهد. در قرن هفدهم، ون هلمونت اصطلاح "آنزیم" را به عنوان یک واحد معرف با ماهیت شیمیایی درگیر در فرآیندهای گوارشی پیشنهاد کرد.

در قرن 18، به لطف آثار A.L. Lavoisier و M.V. لومونوسوف، قانون بقای جرم ماده به دست آمد. در پایان همین قرن، اهمیت اکسیژن در فرآیند تنفس مشخص شد.

در سال 1827، علم امکان تقسیم مولکول‌های بیولوژیکی را به ترکیبات چربی، پروتئین و کربوهیدرات فراهم کرد. امروزه نیز از این اصطلاحات استفاده می شود. یک سال بعد، در کار F. Wöhler، ثابت شد که مواد موجود در سیستم های زنده را می توان با روش های مصنوعی سنتز کرد. رویداد مهم دیگر تولید و تدوین نظریه ساختار ترکیبات آلی بود.

شکل گیری اصول بیوشیمی صدها سال طول کشید، اما در سال 1903 به وضوح تعریف شد. این علم اولین رشته بیولوژیکی بود که سیستم تجزیه و تحلیل ریاضی خاص خود را داشت.

25 سال بعد، در سال 1928، F. Griffith آزمایشی را انجام داد که هدف آن مطالعه مکانیسم تبدیل بود. این دانشمند موش ها را به پنوموکوک آلوده کرد. او باکتری های یک سویه را از بین برد و آنها را به باکتری های سویه دیگر اضافه کرد. این مطالعه نشان داد که فرآیند خالص سازی عوامل بیماری زا به جای پروتئین منجر به تشکیل اسید نوکلئیک می شود. فهرست اکتشافات همچنان در حال افزایش است.

در دسترس بودن رشته های مرتبط

بیوشیمی یک علم جداگانه است، اما قبل از ایجاد آن یک فرآیند فعال توسعه شاخه آلی شیمی انجام شد. تفاوت اصلی در موضوعات مطالعه نهفته است. بیوشیمی فقط آن دسته از مواد یا فرآیندهایی را در نظر می گیرد که می توانند در شرایط موجودات زنده رخ دهند و نه خارج از آنها.

بیوشیمی سرانجام مفهوم زیست شناسی مولکولی را در بر گرفت. آنها عمدتاً در روش عمل و موضوعاتی که مطالعه می کنند با یکدیگر تفاوت دارند. در حال حاضر، واحدهای اصطلاحی "بیوشیمی" و "زیست شناسی مولکولی" به عنوان مترادف استفاده می شوند.

در دسترس بودن بخش ها

امروزه، بیوشیمی شامل تعدادی زمینه تحقیقاتی است، از جمله:

شاخه بیوشیمی استاتیک علم ترکیب شیمیایی موجودات زنده، ساختارها و تنوع مولکولی، توابع و غیره است.

تعدادی بخش وجود دارد که پلیمرهای بیولوژیکی پروتئین، لیپید، کربوهیدرات، مولکول های اسید آمینه، و همچنین اسیدهای نوکلئیک و خود نوکلئوتید را مطالعه می کند.

بیوشیمی، که ویتامین ها، نقش و شکل تاثیر آنها بر بدن، اختلالات احتمالی در فرآیندهای حیاتی به دلیل کمبود یا مقادیر بیش از حد را مطالعه می کند.

بیوشیمی هورمونی علمی است که به مطالعه هورمون ها، تأثیر بیولوژیکی آنها، علل کمبود یا زیاده روی می پردازد.

علم متابولیسم و ​​مکانیسم های آن شاخه ای پویا از بیوشیمی است (شامل انرژی زیستی).

تحقیقات زیست شناسی مولکولی.

مؤلفه عملکردی بیوشیمی پدیده دگرگونی های شیمیایی را که مسئول عملکرد همه اجزای بدن هستند، از بافت ها شروع و به کل بدن ختم می شود، مطالعه می کند.

بیوشیمی پزشکی بخشی است در مورد الگوهای متابولیسم بین ساختارهای بدن تحت تأثیر بیماری ها.

همچنین شاخه هایی از بیوشیمی میکروارگانیسم ها، انسان، حیوانات، گیاهان، خون، بافت ها و غیره وجود دارد.

ابزار تحقیق و حل مسئله

روش های بیوشیمی بر اساس تقسیم، تجزیه و تحلیل، مطالعه دقیق و بررسی ساختار هر یک از اجزای منفرد و کل ارگانیسم یا ماده آن است. بیشتر آنها در قرن بیستم شکل گرفتند و کروماتوگرافی، فرآیند سانتریفیوژ و الکتروفورز، به طور گسترده شناخته شد.



در پایان قرن بیستم، روش های بیوشیمیایی به طور فزاینده ای کاربرد خود را در شاخه های مولکولی و سلولی زیست شناسی پیدا کردند. ساختار کل ژنوم DNA انسان مشخص شده است. این کشف این امکان را به وجود آورد که در مورد وجود تعداد زیادی از مواد، به ویژه پروتئین های مختلف، که به دلیل محتوای بسیار کم آنها در ماده در طی تصفیه زیست توده شناسایی نشدند، یاد بگیریم.

ژنومیک حجم عظیمی از دانش بیوشیمیایی را به چالش کشیده و منجر به ایجاد تغییراتی در روش شناسی آن شده است. مفهوم مدل سازی مجازی کامپیوتری ظاهر شد.

جزء شیمیایی

فیزیولوژی و بیوشیمی ارتباط نزدیکی با هم دارند. این با وابستگی نرخ وقوع همه فرآیندهای فیزیولوژیکی با محتوای تعداد متفاوتی از عناصر شیمیایی توضیح داده می شود.



90 جزء جدول تناوبی عناصر شیمیایی در طبیعت یافت می شود، اما حدود یک چهارم آن برای زندگی مورد نیاز است. بدن ما اصلاً به بسیاری از اجزای کمیاب نیاز ندارد.

موقعیت های مختلف یک تاکسون در جدول سلسله مراتبی موجودات زنده نیازهای متفاوتی را برای حضور عناصر خاص تعیین می کند.

99 درصد جرم انسان از شش عنصر (C، H، N، O، F، Ca) تشکیل شده است. علاوه بر مقدار اصلی این نوع اتم ها که مواد تشکیل می دهند، به 19 عنصر دیگر نیاز داریم، اما در حجم های کوچک یا میکروسکوپی. از جمله آنها عبارتند از: Zn، Ni، Ma، K، Cl، Na و دیگران.

بیومولکول پروتئین

مولکول های اصلی مورد مطالعه بیوشیمی کربوهیدرات ها، پروتئین ها، لیپیدها، اسیدهای نوکلئیک هستند و توجه این علم به هیبریدهای آنها معطوف است.

پروتئین ها ترکیبات بزرگی هستند. آنها با اتصال زنجیره های مونومر - اسیدهای آمینه تشکیل می شوند. بیشتر موجودات زنده از طریق سنتز بیست نوع از این ترکیبات پروتئین ها را به دست می آورند.

این مونومرها از نظر ساختار گروه رادیکال با یکدیگر تفاوت دارند که در طول تاخوردگی پروتئین نقش بسیار زیادی ایفا می کند. هدف از این فرآیند تشکیل یک ساختار سه بعدی است. اسیدهای آمینه با تشکیل پیوندهای پپتیدی به یکدیگر متصل می شوند.

هنگام پاسخ به این سوال که بیوشیمی چیست، نمی توان از درشت مولکول های پیچیده و چند عملکردی بیولوژیکی مانند پروتئین ها نام برد. آنها وظایف بیشتری نسبت به پلی ساکاریدها یا اسیدهای نوکلئیک دارند.

برخی از پروتئین ها توسط آنزیم ها نشان داده می شوند و در کاتالیز واکنش های مختلف بیوشیمیایی نقش دارند که برای متابولیسم بسیار مهم است. سایر مولکول های پروتئین می توانند به عنوان مکانیسم های سیگنال دهی عمل کنند، اسکلت سلولی را تشکیل دهند، در دفاع ایمنی شرکت کنند و غیره.

برخی از انواع پروتئین ها قادر به تشکیل مجتمع های زیست مولکولی غیر پروتئینی هستند. مواد ایجاد شده از ترکیب پروتئین ها با الیگوساکاریدها امکان وجود مولکول هایی مانند گلیکوپروتئین ها را فراهم می کنند و برهمکنش با لیپیدها منجر به ظهور لیپوپروتئین ها می شود.

مولکول اسید نوکلئیک

اسیدهای نوکلئیک توسط کمپلکس هایی از ماکرومولکول های متشکل از یک مجموعه پلی نوکلئوتیدی از زنجیره ها نشان داده می شوند. هدف اصلی آنها رمزگذاری اطلاعات ارثی است. سنتز نوکلئیک اسید به دلیل وجود مولکول های ماکروانرژیک مونوکلئوزید تری فسفات (ATP، TTP، UTP، GTP، CTP) اتفاق می افتد.

گسترده ترین نمایندگان چنین اسیدهایی DNA و RNA هستند. این عناصر ساختاری در هر سلول زنده، از باستانی تا یوکاریوت ها و حتی ویروس ها یافت می شوند.

مولکول لیپید

لیپیدها مواد مولکولی متشکل از گلیسرول هستند که اسیدهای چرب (1 تا 3) از طریق پیوندهای استری به آنها متصل می شوند. چنین موادی با توجه به طول زنجیره هیدروکربنی به گروه هایی تقسیم می شوند و به اشباع نیز توجه می شود. بیوشیمی آب به آن اجازه نمی دهد ترکیبات لیپیدی (چربی) را حل کند. به عنوان یک قاعده، چنین موادی در محلول های قطبی حل می شوند.



وظایف اصلی لیپیدها تامین انرژی بدن است. برخی از آنها بخشی از هورمون ها هستند، می توانند یک عملکرد سیگنالینگ را انجام دهند یا مولکول های چربی دوست را انتقال دهند.

مولکول کربوهیدرات

کربوهیدرات ها بیوپلیمرهایی هستند که از ترکیب مونومرها تشکیل می شوند که در این مورد توسط مونوساکاریدهایی مانند گلوکز یا فروکتوز نشان داده می شوند. مطالعه بیوشیمی گیاهان به انسان این امکان را می دهد تا مشخص کند که قسمت عمده کربوهیدرات ها در آنها وجود دارد.

این بیوپلیمرها کاربرد خود را در عملکرد ساختاری و تأمین منابع انرژی برای یک موجود زنده یا سلول پیدا می کنند. در موجودات گیاهی ماده اصلی ذخیره نشاسته و در حیوانات گلیکوژن است.

سیر چرخه کربس

چرخه کربس در بیوشیمی وجود دارد - پدیده ای که در طی آن تعداد غالب موجودات یوکاریوتی بیشتر انرژی صرف شده برای فرآیندهای اکسیداسیون غذای مصرف شده را دریافت می کنند.

می توان آن را در داخل میتوکندری سلولی مشاهده کرد. این از طریق چندین واکنش تشکیل می شود که در طی آن ذخایر انرژی "پنهان" آزاد می شود.

در بیوشیمی، چرخه کربس بخش مهمی از فرآیند کلی تنفس و متابولیسم مواد در سلول است. این چرخه توسط H. Krebs کشف و مطالعه شد. برای این، دانشمند جایزه نوبل را دریافت کرد.

به این فرآیند سیستم انتقال الکترون نیز می گویند. این به دلیل تبدیل همزمان ATP به ADP است. اولین ترکیب به نوبه خود مسئول اطمینان از واکنش های متابولیک از طریق آزاد شدن انرژی است.

بیوشیمی و پزشکی

بیوشیمی پزشکی به عنوان علمی به ما ارائه می شود که بسیاری از زمینه های فرآیندهای بیولوژیکی و شیمیایی را پوشش می دهد. در حال حاضر، یک صنعت کامل در آموزش وجود دارد که متخصصانی را برای این مطالعات تربیت می کند.

در اینجا همه موجودات زنده مورد مطالعه قرار می گیرند: از باکتری یا ویروس گرفته تا بدن انسان. داشتن تخصص به عنوان یک بیوشیمیست به آزمودنی این فرصت را می دهد تا تشخیص را دنبال کند و درمان قابل استفاده برای هر واحد را تجزیه و تحلیل کند، نتیجه گیری کند و غیره.



برای تهیه یک کارشناس مجرب در این زمینه، باید او را در علوم طبیعی، مبانی پزشکی و رشته های بیوتکنولوژی آموزش دهید و آزمایش های زیادی در بیوشیمی انجام دهید. همچنین به دانش آموز این فرصت داده می شود تا به طور عملی دانش خود را به کار گیرد.

دانشگاه های بیوشیمی در حال حاضر به طور فزاینده ای در حال محبوب شدن هستند که به دلیل پیشرفت سریع این علم، اهمیت آن برای انسان، تقاضا و غیره است.

در میان معروف ترین موسسات آموزشی که در آن متخصصان این شاخه از علم آموزش می بینند، محبوب ترین و شاخص ترین آنها عبارتند از: دانشگاه دولتی مسکو. لومونوسوف، دانشگاه آموزشی دولتی پرم به نام. بلینسکی، دانشگاه دولتی مسکو. دانشگاه های دولتی اوگارف، کازان و کراسنویارسک و دیگران.

لیست مدارک مورد نیاز برای پذیرش در این گونه دانشگاه ها با لیست پذیرش در سایر موسسات آموزش عالی تفاوتی ندارد. زیست شناسی و شیمی دروس اصلی هستند که باید در هنگام پذیرش گرفته شوند.

بیماران بیمارستانی و بستگان آنها اغلب از خود می پرسند که بیوشیمی چیست. این کلمه را می توان به دو معنی به کار برد: علم و تعیین آزمایش خون بیوشیمیایی. بیایید به هر یک از آنها نگاه کنیم.

بیوشیمی به عنوان یک علم

شیمی بیولوژیکی یا فیزیولوژیکی - بیوشیمی علمی است که ترکیب شیمیایی سلول های هر موجود زنده را مطالعه می کند. در جریان مطالعه آن، الگوهایی که مطابق با آنها تمام واکنش های شیمیایی در بافت های زنده رخ می دهد که عملکرد حیاتی موجودات را تضمین می کند، مورد بررسی قرار می گیرد.

رشته های علمی مرتبط با بیوشیمی زیست شناسی مولکولی، شیمی آلی، زیست شناسی سلولی و ... می باشد که می توان از کلمه “بیوشیمی” به عنوان مثال در این جمله استفاده کرد: “بیوشیمی به عنوان یک علم جداگانه تقریباً 100 سال پیش شکل گرفت.

اما اگر مقاله ما را بخوانید، می توانید در مورد علوم مشابه بیشتر بدانید.

بیوشیمی خون

آزمایش خون بیوشیمیایی شامل مطالعه آزمایشگاهی شاخص های مختلف در خون است، آزمایش ها از ورید (فرایند رگ گیری) گرفته می شود. بر اساس نتایج مطالعه، می توان وضعیت بدن و به طور خاص اندام ها و سیستم های آن را ارزیابی کرد. اطلاعات بیشتر در مورد این تجزیه و تحلیل را می توان در بخش ما یافت.

به لطف بیوشیمی خون، می توانید نحوه عملکرد کلیه ها، کبد، قلب و همچنین تعیین فاکتور روماتیسمی، تعادل آب و نمک و غیره را دریابید.

حیوانات، گیاهان، قارچ ها، ویروس ها، باکتری ها. تعداد نمایندگان هر پادشاهی آنقدر زیاد است که فقط می توان تعجب کرد که چگونه همه ما روی زمین جا می گیریم. اما، با وجود چنین تنوعی، همه موجودات زنده روی این سیاره چندین ویژگی اساسی مشترک دارند.

اشتراک همه موجودات زنده

شواهد از چندین ویژگی اساسی موجودات زنده ناشی می شود:

• نیازهای تغذیه ای (مصرف انرژی و تبدیل آن در بدن)؛
• نیازهای تنفسی؛
• توانایی تولید مثل؛
• رشد و توسعه در طول چرخه زندگی.

هر یک از فرآیندهای ذکر شده در بدن با انبوهی از واکنش های شیمیایی نشان داده می شود. در هر ثانیه صدها واکنش سنتز و تجزیه مولکول های آلی در داخل هر موجود زنده و به ویژه یک فرد رخ می دهد. ساختار، ویژگی های عمل شیمیایی، تعامل با یکدیگر، سنتز، تجزیه و ساخت ساختارهای جدید مولکول های ساختار آلی و معدنی - همه اینها موضوع مطالعه یک علم بزرگ، جالب و متنوع است. بیوشیمی یک رشته دانش جوان و مترقی است که هر چیزی را که در درون موجودات زنده اتفاق می افتد مطالعه می کند.

یک شی

هدف مطالعه بیوشیمی فقط موجودات زنده و تمام فرآیندهای زندگی در آنها است. به طور خاص، واکنش های شیمیایی که در طول جذب غذا، انتشار مواد زائد، رشد و نمو رخ می دهد. بنابراین، اصول بیوشیمی مطالعه موارد زیر است:

1. اشکال غیر سلولی زندگی - ویروس ها.
2. سلول های باکتریایی پروکاریوتی
3. گیاهان بالاتر و پایین تر.
4. حیوانات از همه طبقات شناخته شده.
5. بدن انسان.

در عین حال، بیوشیمی خود یک علم نسبتاً جوان است که تنها با انباشت مقدار کافی دانش در مورد فرآیندهای درونی موجودات زنده به وجود آمد. پیدایش و انزوا آن به نیمه دوم قرن نوزدهم برمی گردد.

شاخه های مدرن بیوشیمی

در مرحله کنونی توسعه، بیوشیمی شامل چندین بخش اصلی است که در جدول ارائه شده است.

بنابراین، می توان گفت که بیوشیمی مجموعه ای کامل از علوم کوچک است که طیف گسترده ای از پیچیده ترین فرآیندهای داخلی سیستم های زنده را پوشش می دهد.

علوم وابسته

با گذشت زمان، دانش بسیار متفاوتی انباشته شده و مهارت های علمی زیادی در پردازش نتایج تحقیقات، پرورش کلنی های باکتریایی و RNA، درج بخش های شناخته شده ژنوم با ویژگی های داده شده و غیره شکل گرفته است که نیاز به علوم اضافی وجود دارد. که زیرمجموعه بیوشیمی هستند. اینها علومی مانند:

• زیست شناسی مولکولی؛
• مهندسی ژنتیک؛
• جراحی ژن؛
• ژنتیک مولکولی؛
• آنزیم شناسی؛
• ایمونولوژی
• بیوفیزیک مولکولی

هر یک از حوزه های دانش ذکر شده دستاوردهای زیادی در مطالعه فرآیندهای زیستی در سیستم های زیستی زنده دارند و بنابراین بسیار مهم هستند. همه آنها متعلق به علوم قرن بیستم هستند.

دلایل توسعه فشرده بیوشیمی و علوم مرتبط

در سال 1958، کورانا ژن و ساختار آن را کشف کرد و پس از آن کد ژنتیکی در سال 1961 رمزگشایی شد. سپس ساختار مولکول DNA ایجاد شد - یک ساختار دو رشته ای که قادر به تکرار (خود تولید مثل) است. تمام ظرافت های فرآیندهای متابولیک (آنابولیسم و ​​کاتابولیسم) توصیف شد، ساختار سوم و چهارم مولکول پروتئین مورد مطالعه قرار گرفت. و این فهرست کاملی از مهم ترین اکتشافات قرن بیستم نیست که اساس بیوشیمی را تشکیل می دهند. همه این اکتشافات متعلق به بیوشیمی دانان و خود علم است. بنابراین، پیش نیازهای زیادی برای توسعه آن وجود دارد. می توان چندین دلیل مدرن برای پویایی و شدت آن در شکل گیری آن شناسایی کرد.

1. اساس اکثر فرآیندهای شیمیایی که در موجودات زنده رخ می دهد آشکار شده است.
2. اصل وحدت در اکثر فرآیندهای فیزیولوژیکی و انرژی برای همه موجودات زنده فرموله شده است (مثلاً در باکتری ها و انسان ها یکسان هستند).
3. بیوشیمی پزشکی کلید درمان مجموعه ای از بیماری های مختلف پیچیده و خطرناک را فراهم می کند.
4. با کمک بیوشیمی، نزدیک شدن به حل جهانی ترین مسائل زیست شناسی و پزشکی امکان پذیر شده است.

از این رو نتیجه گیری: بیوشیمی یک علم مترقی، مهم و بسیار گسترده است که به ما امکان می دهد پاسخ بسیاری از سؤالات بشریت را پیدا کنیم.

بیوشیمی در روسیه

در کشور ما بیوشیمی به اندازه تمام دنیا یک علم پیشرو و مهم است. در قلمرو روسیه موسسه بیوشیمی به نام وجود دارد. A. N. Bakh RAS، موسسه بیوشیمی و فیزیولوژی میکروارگانیسم ها به نام. G.K. Scriabin RAS، موسسه تحقیقات بیوشیمی SB RAS. دانشمندان ما نقش بزرگ و شایستگی های بسیاری در تاریخ توسعه علم دارند. به عنوان مثال، روش ایمونوالکتروفرز، مکانیسم های گلیکولیز کشف شد، اصل مکمل بودن نوکلئوتید در ساختار مولکول DNA فرموله شد و تعدادی اکتشاف مهم دیگر انجام شد. در پایان قرن نوزدهم و آغاز قرن بیستم. اساساً نه انستیتوهای کامل، بلکه گروه بیوشیمی در برخی از دانشگاه ها تشکیل شد. با این حال، به زودی نیاز به گسترش فضا برای مطالعه این علم به دلیل توسعه فشرده آن احساس شد.

فرآیندهای بیوشیمیایی گیاهان

بیوشیمی گیاهان با فرآیندهای فیزیولوژیکی پیوند ناگسستنی دارد. به طور کلی موضوع مطالعه بیوشیمی و فیزیولوژی گیاهی عبارت است از:

• فعالیت حیاتی یک سلول گیاهی؛
• فتوسنتز؛
• نفس؛
• رژیم آبی گیاهان؛
• تغذیه معدنی؛
• کیفیت محصول و فیزیولوژی تشکیل آن؛
• مقاومت گیاه در برابر آفات و شرایط نامساعد محیطی.

پیامدها برای کشاورزی

آگاهی از فرآیندهای عمیق بیوشیمی در سلول ها و بافت های گیاهی امکان افزایش کیفیت و کمیت محصولات زراعی کشت شده را فراهم می کند که تولید کننده انبوه محصولات غذایی مهم برای همه بشریت هستند. علاوه بر این، فیزیولوژی و بیوشیمی گیاهان امکان یافتن راه هایی را برای حل مشکلات آلودگی به آفات، مقاومت گیاه در برابر شرایط نامساعد محیطی و بهبود کیفیت محصولات زراعی را ممکن می سازد.

شیمی بیولوژیکی Lelevich Vladimir Valeryanovich

فصل 1. مقدمه ای بر بیوشیمی

فصل 1. مقدمه ای بر بیوشیمی

شیمی بیولوژیکی- علمی که ماهیت شیمیایی مواد تشکیل دهنده موجودات زنده، دگرگونی های این مواد (متابولیسم) و همچنین ارتباط این دگرگونی ها با فعالیت بافت های فردی و کل ارگانیسم را مطالعه می کند.

بیوشیمی –علم پایه مولکولی حیات است. دلایل متعددی وجود دارد که چرا این روزها بیوشیمی توجه زیادی را به خود جلب کرده و به سرعت در حال توسعه است.

1. اولاً، بیوشیمی دانان موفق شدند اساس شیمیایی تعدادی از فرآیندهای مهم بیوشیمیایی را روشن کنند.

2. ثانیاً، مسیرهای رایج برای تبدیل مولکول ها و اصول کلی زیربنای مظاهر مختلف حیات کشف شده است.

3. ثالثاً، بیوشیمی تأثیر عمیقی بر پزشکی دارد.

4. چهارم، توسعه سریع بیوشیمی در سالهای اخیر به محققان این امکان را داده است که مطالعه اساسی ترین و اساسی ترین مسائل زیست شناسی و پزشکی را آغاز کنند.

تاریخچه توسعه بیوشیمی

در تاریخ توسعه دانش بیوشیمی و بیوشیمی به عنوان یک علم، 4 دوره قابل تشخیص است.

دوره اول - از دوران باستان تا رنسانس (قرن پانزدهم). این دوره استفاده عملی از فرآیندهای بیوشیمیایی بدون آگاهی از مبانی نظری آنها و اولین، گاهی اوقات بسیار ابتدایی، تحقیقات بیوشیمیایی است. در دورترین زمان ها، مردم از قبل فناوری صنایعی را بر اساس فرآیندهای بیوشیمیایی مانند پخت نان، پنیرسازی، شراب سازی و دباغی چرم می دانستند. استفاده از گیاهان برای مقاصد غذایی، برای تهیه رنگ و پارچه، تلاش‌هایی را برای درک ویژگی‌های تک تک مواد منشأ گیاهی برانگیخت.

دوره دوم - از آغاز رنسانس تا نیمه دوم قرن 19، زمانی که بیوشیمی به یک علم مستقل تبدیل شد. محقق بزرگ آن زمان، نویسنده بسیاری از شاهکارهای هنری، معمار، مهندس، آناتومیست لئوناردو داوینچی آزمایش هایی انجام داد و بر اساس نتایج آنها، برای آن سال ها نتیجه گیری مهمی انجام داد که یک موجود زنده فقط در فضایی می تواند وجود داشته باشد که در آن وجود داشته باشد. شعله می تواند بسوزد

در این دوره، ارزش برجسته کردن آثار دانشمندانی مانند پاراسلسوس، M.V. Lomonosov، Yu. Liebig، A.M. Butlerov، Lavoisier را دارد.

دوره III - از نیمه دوم قرن نوزدهم تا دهه 50 قرن بیستم. با افزایش شدید شدت و عمق تحقیقات بیوشیمیایی، حجم اطلاعات به دست آمده و افزایش اهمیت کاربردی - استفاده از دستاوردهای بیوشیمیایی در صنعت، پزشکی و کشاورزی مشخص شده است. آثار یکی از بنیانگذاران بیوشیمی روسیه، A. Ya. Danilevsky (1838-1923)، M. V. Nentsky (1847-1901) به این زمان باز می گردد. در آغاز قرن 19 و 20، بزرگترین شیمیدان آلی و بیوشیمیدان آلمانی E. Fischer (1862-1919) کار کرد. او اصول اولیه نظریه پلی پپتیدی پروتئین ها را که با تحقیق A. Ya. Danilevsky آغاز شد، فرموله کرد. آثار دانشمند بزرگ روسی K. A. Timiryazev (1843-1920)، موسس مدرسه بیوشیمی شوروی A. N. Bach و بیوشیمیدان آلمانی O. Warburg به این زمان باز می گردد. در سال 1933، G. Krebs به طور مفصل چرخه اورنیتین تشکیل اوره را مطالعه کرد و کشف چرخه اسید تری کربوکسیلیک به سال 1937 باز می گردد. در سال 1933، D. Keilin (انگلستان) سیتوکروم C را جدا کرد و فرآیند انتقال الکترون را در طول زنجیره تنفسی در آماده‌سازی از عضله قلب بازتولید کرد. در سال 1938، A.E. Braunstein و M.G. Kritsman برای اولین بار واکنش های ترانس آمیناسیون را توصیف کردند که در متابولیسم نیتروژن کلیدی هستند.

دوره چهارم - از اوایل دهه 50 قرن بیستم تا امروز. با استفاده گسترده از روش های فیزیکی، فیزیکوشیمیایی و ریاضی در تحقیقات بیوشیمیایی، مطالعه فعال و موفق فرآیندهای بیولوژیکی پایه (بیوسنتز پروتئین ها و اسیدهای نوکلئیک) در سطوح مولکولی و فوق مولکولی مشخص می شود.

در اینجا گاهشماری مختصری از اکتشافات اصلی بیوشیمی این دوره آورده شده است:

1953 - J. Watson و F. Crick یک مدل مارپیچ دوگانه از ساختار DNA را پیشنهاد کردند.

1953 - F. Sanger برای اولین بار توالی اسید آمینه پروتئین انسولین را رمزگشایی کرد.

1961 - M. Nirenberg اولین "حرف" کد سنتز پروتئین - سه گانه DNA مربوط به فنیل آلانین را رمزگشایی کرد.

1966 - پی میچل تئوری شیمیایی شیمیایی جفت شدن تنفس و فسفوریلاسیون اکسیداتیو را فرموله کرد.

1969 - R. Merifield به طور شیمیایی آنزیم ریبونوکلئاز را سنتز کرد.

1971 - در کار مشترک دو آزمایشگاه به رهبری Yu. A. Ovchinnikov و A. E. Braunstein، ساختار اولیه آسپارتات آمینوترانسفراز، پروتئینی از 412 اسید آمینه، ایجاد شد.

1977 - F. Sanger برای اولین بار ساختار اولیه مولکول DNA را به طور کامل رمزگشایی کرد (فاژ؟ X 174).

توسعه بیوشیمی پزشکی در بلاروس

از زمان ایجاد گروه بیوشیمی در دانشگاه دولتی بلاروس در سال 1923، آموزش حرفه ای پرسنل ملی بیوشیمی آغاز شد. در سال 1934، گروه بیوشیمی در موسسه پزشکی ویتبسک، در سال 1959 - در موسسه پزشکی گرودنو، در سال 1992 - در موسسه پزشکی گومل سازماندهی شد. دانشمندان مشهور و متخصصان بزرگ در زمینه بیوشیمی دعوت و به سرپرستی این بخش ها انتخاب شدند: A. P. Bestuzhev، G. V. Derviz، L. E. Taranovich، N. E. Glushakova، V. K. Kukhta، V. S. Shapot، L. G. Orlova، A. A. M. Chirkin. لوکاشیک. شکل گیری مدارس علمی در زمینه بیوشیمی پزشکی بسیار تحت تأثیر فعالیت های دانشمندان برجسته ای مانند M. F. Merezhinsky (1906-1970)، V. A. Bondarin (1909-1985)، L. S. Cherkasova (1909-1998)، V.S. -1989)، یو. ام. استروفسکی (1925-1991)، A. T. Pikulev (1931-1993).

در سال 1970، بخش تنظیم متابولیک آکادمی علوم BSSR در گرودنو ایجاد شد که در سال 1985 به موسسه بیوشیمی آکادمی ملی علوم بلاروس تبدیل شد. اولین رئیس بخش و مدیر مؤسسه، آکادمی آکادمی علوم BSSR Yu. M. Ostrovsky بود. تحت رهبری او، مطالعه جامع ویتامین ها، به ویژه تیامین، آغاز شد. آثار

یو. ام. اوستروفسکی تکمیل شد و در تحقیقات شاگردانش ادامه داد: N. K. Lukashik، A. I. Balakleevsky، A. N. Razumovich، R. V. Trebukhina، F. S. Larin، A. G. Moiseenko.

مهمترین نتایج عملی فعالیت دانشکده های علمی بیوشیمی عبارت بود از سازماندهی خدمات آزمایشگاهی دولتی جمهوری (پروفسور V. G. Kolb)، افتتاحیه در موسسه پزشکی ویتبسک مرکز درمان لیپید جمهوری و مرکز تشخیصی متابولیک درمانی (پروفسور A. A. Chirkin)، ایجاد در آزمایشگاه مشکلات پزشکی و بیولوژیکی نارکولوژی موسسه پزشکی گرودنو (پروفسور V.V. Lelevich).

1. ترکیب و ساختار مواد شیمیایی موجود زنده - بیوشیمی ساکن.

2. کل مجموعه تبدیل مواد در بدن (متابولیسم) بیوشیمی پویا است.

3. فرآیندهای بیوشیمیایی زیربنای مظاهر مختلف زندگی - بیوشیمی عملکردی.

4. ساختار و مکانیسم اثر آنزیم ها - آنزیم شناسی.

5. انرژی زیستی.

6. مبنای مولکولی وراثت - انتقال اطلاعات ژنتیکی.

7. مکانیسم های تنظیمی متابولیسم.

8. مکانیسم های مولکولی فرآیندهای عملکردی خاص.

9. ویژگی های متابولیسم در اندام ها و بافت ها.

بخش ها و گرایش های بیوشیمی

1. بیوشیمی انسان و حیوانات.

2. بیوشیمی گیاهان.

3. بیوشیمی میکروارگانیسم ها.

4. بیوشیمی پزشکی.

5. بیوشیمی فنی.

6. بیوشیمی تکاملی.

7. بیوشیمی کوانتومی.

اهداف تحقیقات بیوشیمیایی

1. موجودات زنده.

2. اندام ها و بافت های فردی.

3. بخش هایی از اندام ها و بافت ها.

4. همگن اندام ها و بافت ها.

5. مایعات بیولوژیکی.

6. سلول ها.

7. مخمر، باکتری.

8. اجزای درون سلولی و اندامک ها.

9. آنزیم ها.

10. مواد شیمیایی (متابولیت ها).

روشهای بیوشیمی

1. همگن شدن بافت ها.

2. سانتریفیوژ:

ساده

اولتراسانتریفیوژ

سانتریفیوژ گرادیان چگالی

3. دیالیز.

4. الکتروفورز.

5. کروماتوگرافی.

6. روش ایزوتوپی.

7. رنگ سنجی.

8. اسپکتروفتومتری.

9. تعیین فعالیت آنزیمی.

رابطه بیوشیمی و سایر رشته ها

1. شیمی بیورگانیک

2. شیمی کلوئید فیزیکی

3. شیمی بیوفیزیکی

4. زیست شناسی مولکولی

5. ژنتیک

6. فیزیولوژی طبیعی

7. فیزیولوژی پاتولوژیک

8. رشته های بالینی

9. فارماکولوژی

10. بیوشیمی بالینی