Sensul biochimiei. Ce este biochimia și ce studiază Tipuri de biochimie

Biochimia (din grecescul „bios” - „viață”, biologică sau fiziologică) este o știință care studiază procesele chimice din interiorul unei celule care afectează funcționarea întregului organism sau a organelor sale specifice. Scopul științei biochimiei este de a înțelege elementele chimice, compoziția și procesul metabolismului, precum și metodele de reglare a acestuia în celulă. Conform altor definiții, biochimia este știința structurii chimice a celulelor și organismelor ființelor vii.

Pentru a înțelege de ce este necesară biochimia, să ne imaginăm științele sub forma unui tabel elementar.

După cum puteți vedea, baza tuturor științelor este anatomia, histologia și citologia, care studiază toate ființele vii. Pe baza lor se construiește biochimia, fiziologia și fiziopatologia, unde studiază funcționarea organismelor și procesele chimice din cadrul acestora. Fără aceste științe, restul care sunt reprezentați în sectorul superior nu vor putea exista.

Există o altă abordare, conform căreia științele sunt împărțite în 3 tipuri (nivele):

• Cele care studiază nivelul celular, molecular și tisular al vieții (științele anatomiei, histologiei, biochimiei, biofizicii);
• Studiul proceselor și bolilor patologice (fiziopatologia, anatomia patologică);
• Diagnosticați răspunsul extern al organismului la boală (științe clinice, cum ar fi medicina și chirurgia).

Așa am aflat ce loc ocupă biochimia, sau, cum se mai spune, biochimia medicală, printre științe. La urma urmei, orice comportament anormal al corpului, procesul de metabolism al acestuia va afecta structura chimică a celulelor și se va manifesta în timpul LHC.

De ce se fac testele? Ce arată un test biochimic de sânge?

Biochimia sângelui este o metodă de diagnostic de laborator care evidențiază boli în diverse domenii ale medicinei (de exemplu, terapie, ginecologie, endocrinologie) și ajută la determinarea funcționării organelor interne și a calității metabolismului proteinelor, lipidelor și carbohidraților, precum și a suficienței. a microelementelor din organism.

BAC, sau test biochimic de sânge, este o analiză care oferă cele mai ample informații cu privire la o varietate de boli. Pe baza rezultatelor sale, puteți afla starea funcțională a corpului și a fiecărui organ într-un caz separat, deoarece orice boală care atacă o persoană se va manifesta într-un fel sau altul în rezultatele LHC.

Ce este inclus în biochimie?

Nu este foarte convenabil și nu este necesar să efectuați studii biochimice ale absolut tuturor indicatorilor și, în plus, cu cât mai mulți dintre ei, cu atât aveți nevoie de mai mult sânge și, de asemenea, cu atât vă vor costa mai scump. Prin urmare, se face o distincție între rezervoarele standard și cele complexe. Cel standard este prescris în cele mai multe cazuri, dar cel extins cu indicatori suplimentari este prescris de medic dacă trebuie să afle nuanțe suplimentare în funcție de simptomele bolii și de scopul analizei.

Indicatori de bază.

1. Proteine ​​totale din sânge (TP, Total Protein).
2. Bilirubina.
3. Glucoză, lipază.
4. ALT (alanin aminotransferaza, ALT) și AST (aspartat aminotransferaza, AST).
5. Creatinină.
6. Uree.
7. Electroliți (Potasiu, K/Calciu, Ca/Sodiu, Na/Clor, Cl/Magneziu, Mg).
8. Colesterol total.

Profilul extins include oricare dintre acești indicatori suplimentari (precum și alții, foarte specifici și concentrați în rest, neindicați în această listă).

Standard terapeutic general biochimic: norme pentru adulți

Decodificarea biochimiei

Decodificarea datelor descrise mai sus se realizează în conformitate cu anumite valori și standarde.

1. Proteine ​​totale este cantitatea totală de proteine ​​găsite în corpul uman. Depășirea normei indică diferite inflamații în organism (probleme ale ficatului, rinichilor, sistemului genito-urinar, arsuri sau cancer), cu deshidratare (deshidratare) în timpul vărsăturilor, transpirații în cantități deosebit de mari, obstrucție intestinală sau mielom multiplu, deficiență - un dezechilibru într-o dietă hrănitoare, post prelungit, boli intestinale, boli hepatice sau în caz de deteriorare a sintezei ca urmare a unor boli ereditare.
2. 
   Albumină‒ aceasta este o fracție proteică foarte concentrată conținută în sânge. Leagă apa, iar cantitatea sa mică duce la dezvoltarea edemului - apa nu este reținută în sânge și pătrunde în țesuturi. De obicei, dacă proteina scade, atunci cantitatea de albumină scade.
3. Analiza generală a bilirubinei în plasmă(direct și indirect) - acesta este diagnosticul unui pigment care se formează după descompunerea hemoglobinei (este toxic pentru oameni). Hiperbilirubinemia (depășind nivelul bilirubinei) se numește icter, iar icterul clinic este subhepatic (inclusiv la nou-născuți), hepatocelular și subhepatic. Indică anemie, hemoragii extinse, ulterior anemie hemolitică, hepatită, distrucție hepatică, oncologie și alte boli. Este înfricoșător din cauza patologiei hepatice, dar poate crește și la o persoană care a suferit lovituri și răni.
4. Glucoză. Nivelul său determină metabolismul carbohidraților, adică energia din organism și modul în care funcționează pancreasul. Dacă există multă glucoză, poate fi diabet, activitate fizică sau efectul administrarii de medicamente hormonale; dacă există puțină, poate fi hiperfuncția pancreasului, boli ale sistemului endocrin.
5. lipaza - Este o enzimă care sparge grăsimile care joacă un rol important în metabolism. Creșterea acestuia indică o boală pancreatică.
6. ALT– „marker hepatic”; este folosit pentru monitorizarea proceselor patologice din ficat. O rată crescută indică probleme cu inima, ficatul sau hepatita (virale).
7. AST– „marker de inimă”, arată calitatea inimii. Depășirea normei indică o perturbare a inimii și hepatită.
8. Creatinină– oferă informații despre funcționarea rinichilor. Este crescută dacă o persoană are boală renală acută sau cronică sau există distrugerea țesutului muscular sau tulburări endocrine. A crescut numărul persoanelor care mănâncă multe produse din carne. Și, prin urmare, creatinina este scăzută la vegetarieni, precum și la femeile însărcinate, dar nu va afecta foarte mult diagnosticul.
9. Analiza ureei- Acesta este un studiu al produselor metabolismului proteic, funcției hepatice și renale. O supraestimare a indicatorului apare atunci când există o funcționare defectuoasă a rinichilor, când aceștia nu pot face față eliminării lichidului din organism, iar o scădere este tipică pentru femeile însărcinate, cu dietă și tulburări asociate cu funcția hepatică.
10. Ggtîn analiza biochimică informează despre metabolismul aminoacizilor din organism. Rata sa ridicată este vizibilă în alcoolism, precum și dacă sângele este afectat de toxine sau se suspectează disfuncția ficatului și a căilor biliare. Scăzut – dacă există boli hepatice cronice.
11. Ldg Studiul caracterizează cursul proceselor energetice de glicoliză și lactat. Un indicator ridicat indică un efect negativ asupra ficatului, plămânilor, inimii, pancreasului sau rinichilor (pneumonie, atac de cord, pancreatită și altele). Un nivel scăzut de lactat dehidrogenază, precum creatinina scăzută, nu va afecta diagnosticul. Dacă LDH este crescută, motivele la femei pot fi următoarele: creșterea activității fizice și sarcina. La nou-născuți, această cifră este, de asemenea, puțin mai mare.
12. Echilibrul electrolitic indică procesul normal de metabolizare în celulă și în afara celulei din spate, inclusiv procesul inimii. Tulburările de nutriție sunt adesea cauza principală a dezechilibrului electrolitic, dar pot fi și vărsături, diaree, dezechilibru hormonal sau insuficiență renală.
13. Colesterolul(colesterolul) total - crește dacă o persoană are obezitate, ateroscleroză, disfuncție hepatică, glanda tiroidă și scade atunci când o persoană urmează o dietă săracă în grăsimi, cu septicism sau altă infecție.
14. Amilază- o enzima care se gaseste in saliva si pancreas. Un nivel ridicat va indica dacă există colecistită, semne de diabet zaharat, peritonită, oreion și pancreatită. De asemenea, va crește dacă consumați băuturi alcoolice sau medicamente - glucocorticoizi, care este, de asemenea, tipic pentru femeile însărcinate în timpul toxicozei.

Există o mulțime de indicatori de biochimie, atât de bază, cât și suplimentari; se efectuează și biochimie complexă, care include atât indicatori de bază, cât și suplimentari, la discreția medicului.

Pentru a lua biochimia pe stomacul gol sau nu: cum să vă pregătiți pentru analiză?

Un test de sânge pentru HD este un proces responsabil și trebuie să vă pregătiți în avans și cu toată seriozitatea.

Aceste măsuri sunt necesare pentru ca analiza să fie mai precisă și să nu o influențeze niciun factor suplimentar.În caz contrar, va trebui să reluați testele, deoarece cele mai mici modificări ale condițiilor vor afecta semnificativ procesul metabolic.

De unde îl iau și cum să doneze sânge?

Donarea de sânge pentru biochimie implică prelevarea de sânge cu o seringă dintr-o venă de pe cot, uneori dintr-o venă de pe antebraț sau mână. În medie, 5-10 ml de sânge sunt suficiente pentru a măsura indicatorii de bază. Dacă este necesară o analiză biochimică detaliată, atunci se ia un volum mai mare de sânge.

Norma indicatorilor de biochimie pe echipamente specializate de la diferiți producători poate diferi ușor de limitele medii. Metoda expresă presupune obținerea rezultatelor într-o zi.

Procedura de extragere a sângelui este aproape nedureroasă: te așezi, asistenta de tratament pregătește o seringă, îți pune un garou pe braț, tratează zona în care se va face injecția cu un antiseptic și ia o probă de sânge.

Proba rezultată este plasată într-o eprubetă și trimisă la laborator pentru diagnostic. Medicul de laborator plasează proba de plasmă într-un dispozitiv special conceput pentru a determina parametrii biochimici cu precizie ridicată. De asemenea, prelucrează și stochează sângele, determină doza și procedura de efectuare a biochimiei, diagnosticează rezultatele obținute, în funcție de indicatorii solicitați de medicul curant și întocmește un formular pentru rezultatele biochimiei și analizelor chimice de laborator.

Analiza chimică de laborator este transmisă în decurs de o zi medicului curant, care pune un diagnostic și prescrie tratament.

LHC, cu mulți indicatori diferiți, face posibilă vizualizarea unei imagini clinice extinse a unei anumite persoane și a unei anumite boli.

În acest articol vom răspunde la întrebarea ce este biochimia. Aici ne vom uita la definiția acestei științe, istoria ei și metodele de cercetare, vom acorda atenție unor procese și vom defini secțiunile acesteia.

Introducere

Pentru a răspunde la întrebarea ce este biochimia, este suficient să spunem că este o știință dedicată compoziției chimice și proceselor care au loc în interiorul unei celule vii a corpului. Cu toate acestea, are multe componente, după ce le-ați învățat, vă puteți face o idee mai specifică despre el.

În unele episoade temporare ale secolului al XIX-lea, unitatea terminologică „biochimie” a început să fie folosită pentru prima dată. Cu toate acestea, a fost introdus în cercurile științifice abia în 1903 de către un chimist din Germania, Carl Neuberg. Această știință ocupă o poziție intermediară între biologie și chimie.

Fapte istorice

Omenirea a putut să răspundă clar la întrebarea ce este biochimia cu doar o sută de ani în urmă. În ciuda faptului că societatea folosea procese și reacții biochimice în cele mai vechi timpuri, nu era conștientă de prezența adevăratei lor esențe.

Unele dintre cele mai îndepărtate exemple sunt fabricarea pâinii, vinificația, fabricarea brânzei etc. O serie de întrebări despre proprietățile vindecătoare ale plantelor, problemele de sănătate etc. au forțat o persoană să se aprofundeze în baza lor și în natura activității.

Dezvoltarea unui set general de direcții care a condus în cele din urmă la crearea biochimiei poate fi observată deja în vremuri străvechi. Un om de știință-medic din Persia în secolul al X-lea a scris o carte despre canoanele științei medicale, unde a putut descrie în detaliu diferite substanțe medicinale. În secolul al XVII-lea, van Helmont a propus termenul de „enzimă” ca unitate de reactiv de natură chimică implicată în procesele digestive.

În secolul al XVIII-lea, datorită lucrărilor lui A.L. Lavoisier și M.V. Lomonosov, a fost derivată legea conservării masei materiei. La sfarsitul aceluiasi secol a fost determinata importanta oxigenului in procesul respiratiei.

În 1827, știința a făcut posibilă crearea diviziunii moleculelor biologice în compuși de grăsimi, proteine ​​și carbohidrați. Acești termeni sunt folosiți și astăzi. Un an mai târziu, în lucrarea lui F. Wöhler, s-a dovedit că substanțele din sistemele vii pot fi sintetizate prin mijloace artificiale. Un alt eveniment important a fost producerea și formularea unei teorii a structurii compușilor organici.

Fundamentele biochimiei au durat multe sute de ani pentru a se forma, dar au fost clar definite în 1903. Această știință a devenit prima disciplină biologică care a avut propriul sistem de analiză matematică.

25 de ani mai târziu, în 1928, F. Griffith a condus un experiment al cărui scop era studierea mecanismului de transformare. Omul de știință a infectat șoareci cu pneumococi. El a ucis bacteriile dintr-o tulpină și le-a adăugat la bacteriile de la alta. Studiul a constatat că procesul de purificare a agenților care cauzează boli a dus la formarea de acid nucleic mai degrabă decât de proteine. Lista descoperirilor este încă în creștere.

Disponibilitatea disciplinelor conexe

Biochimia este o știință separată, dar crearea ei a fost precedată de un proces activ de dezvoltare a ramurii organice a chimiei. Principala diferență constă în obiectele de studiu. Biochimia are în vedere doar acele substanțe sau procese care pot avea loc în condițiile organismelor vii, și nu în afara acestora.

Biochimia a încorporat în cele din urmă conceptul de biologie moleculară. Se deosebesc unul de celălalt în principal prin metodele lor de acțiune și prin subiectele pe care le studiază. În prezent, unitățile terminologice „biochimie” și „biologie moleculară” au început să fie folosite ca sinonime.

Disponibilitatea secțiunilor

Astăzi, biochimia include o serie de domenii de cercetare, inclusiv:

Ramura biochimiei statice este știința compoziției chimice a ființelor vii, a structurilor și a diversității moleculare, a funcțiilor etc.

Există o serie de secțiuni care studiază polimerii biologici de proteine, lipide, carbohidrați, molecule de aminoacizi, precum și acizii nucleici și nucleotida în sine.

Biochimia, care studiază vitaminele, rolul și forma lor de influență asupra organismului, eventualele tulburări ale proceselor vitale datorate deficienței sau cantităților excesive.

Biochimia hormonală este o știință care studiază hormonii, efectul lor biologic, cauzele deficienței sau excesului.

Știința metabolismului și a mecanismelor sale este o ramură dinamică a biochimiei (include bioenergetica).

Cercetare în Biologie Moleculară.

Componenta funcțională a biochimiei studiază fenomenul transformărilor chimice responsabile de funcționalitatea tuturor componentelor corpului, începând cu țesuturile și terminând cu întregul organism.

Biochimia medicală este o secțiune despre tiparele metabolismului dintre structurile corpului sub influența bolilor.

Există și ramuri ale biochimiei microorganismelor, oamenilor, animalelor, plantelor, sângelui, țesuturilor etc.

Instrumente de cercetare și rezolvare a problemelor

Metodele de biochimie se bazează pe fracționare, analiză, studiul detaliat și examinarea structurii atât a unei componente individuale, cât și a întregului organism sau substanța acestuia. Cele mai multe dintre ele s-au format în timpul secolului al XX-lea, iar cromatografia, procesul de centrifugare și electroforeză, a devenit cel mai cunoscut.



La sfârșitul secolului al XX-lea, metodele biochimice au început să-și găsească din ce în ce mai mult aplicarea în ramurile moleculare și celulare ale biologiei. A fost determinată structura întregului genom ADN uman. Această descoperire a făcut posibilă cunoașterea existenței unui număr imens de substanțe, în special diferite proteine, care nu au fost detectate în timpul epurării biomasei, datorită conținutului lor extrem de scăzut în substanță.

Genomica a provocat o cantitate imensă de cunoștințe biochimice și a condus la dezvoltarea unor schimbări în metodologia sa. A apărut conceptul de modelare virtuală pe computer.

Componenta chimica

Fiziologia și biochimia sunt strâns legate. Acest lucru se explică prin dependența ratei de apariție a tuturor proceselor fiziologice cu conținutul unui număr diferit de elemente chimice.



Există 90 de componente ale tabelului periodic al elementelor chimice găsite în natură, dar aproximativ un sfert sunt necesare pentru viață. Corpul nostru nu are nevoie deloc de multe componente rare.

Pozițiile diferite ale unui taxon în tabelul ierarhic al ființelor vii determină nevoi diferite pentru prezența anumitor elemente.

99% din masa umană este formată din șase elemente (C, H, N, O, F, Ca). Pe lângă cantitatea principală din aceste tipuri de atomi care formează substanțe, avem nevoie de încă 19 elemente, dar în volume mici sau microscopice. Printre acestea se numără: Zn, Ni, Ma, K, Cl, Na și altele.

Biomolecula de proteine

Principalele molecule studiate de biochimie sunt carbohidrații, proteinele, lipidele, acizii nucleici, iar atenția acestei științe se concentrează asupra hibrizilor lor.

Proteinele sunt compuși mari. Ele sunt formate prin legarea lanțurilor de monomeri - aminoacizi. Majoritatea ființelor vii obțin proteine ​​prin sinteza a douăzeci de tipuri de acești compuși.

Acești monomeri diferă unul de celălalt în structura grupului de radicali, care joacă un rol imens în timpul plierii proteinelor. Scopul acestui proces este de a forma o structură tridimensională. Aminoacizii sunt legați între ei prin formarea de legături peptidice.

Când răspundem la întrebarea ce este biochimia, nu se poate să nu menționăm macromolecule biologice atât de complexe și multifuncționale precum proteinele. Au mai multe sarcini de îndeplinit decât polizaharidele sau acizii nucleici.

Unele proteine ​​sunt reprezentate de enzime și sunt implicate în catalizarea diferitelor reacții de natură biochimică, ceea ce este foarte important pentru metabolism. Alte molecule de proteine ​​pot acționa ca mecanisme de semnalizare, pot forma citoschelete, pot participa la apărarea imună etc.

Unele tipuri de proteine ​​sunt capabile să formeze complexe biomoleculare non-proteice. Substantele create prin fuzionarea proteinelor cu oligozaharide permit existenta unor molecule precum glicoproteinele, iar interactiunea cu lipidele duce la aparitia lipoproteinelor.

Moleculă de acid nucleic

Acizii nucleici sunt reprezentați de complexe de macromolecule formate dintr-un set polinucleotidic de lanțuri. Scopul lor funcțional principal este codificarea informațiilor ereditare. Sinteza acidului nucleic are loc datorită prezenței moleculelor macroenergetice mononucleozidice trifosfat (ATP, TTP, UTP, GTP, CTP).

Cei mai răspândiți reprezentanți ai unor astfel de acizi sunt ADN și ARN. Aceste elemente structurale se găsesc în fiecare celulă vie, de la arhee la eucariote și chiar viruși.

Moleculă de lipide

Lipidele sunt substanțe moleculare compuse din glicerol, de care sunt atașați acizii grași (1 până la 3) prin legături esterice. Astfel de substanțe sunt împărțite în grupuri în funcție de lungimea lanțului de hidrocarburi și se acordă, de asemenea, atenție saturației. Biochimia apei nu îi permite să dizolve compușii lipidici (grăsimi). De regulă, astfel de substanțe se dizolvă în soluții polare.



Sarcinile principale ale lipidelor sunt de a furniza energie organismului. Unele fac parte din hormoni, pot îndeplini o funcție de semnalizare sau pot transporta molecule lipofile.

moleculă de carbohidrați

Carbohidrații sunt biopolimeri formați prin combinarea monomerilor, care în acest caz sunt reprezentați de monozaharide, precum glucoza sau fructoza. Studiul biochimiei plantelor a permis omului să determine că cea mai mare parte a carbohidraților este conținută în ele.

Acești biopolimeri își găsesc utilizarea în funcție structurală și furnizează resurse energetice unui organism sau celule. În organismele vegetale, principala substanță de depozitare este amidonul, iar la animale este glicogenul.

Cursul ciclului Krebs

Există un ciclu Krebs în biochimie - un fenomen în timpul căruia numărul predominant de organisme eucariote primește cea mai mare parte a energiei cheltuite în procesele de oxidare a alimentelor ingerate.

Poate fi observată în interiorul mitocondriilor celulare. Se formează prin mai multe reacții, în timpul cărora se eliberează rezerve de energie „ascunsă”.

În biochimie, ciclul Krebs este un fragment important al procesului respirator general și al metabolismului material din interiorul celulelor. Ciclul a fost descoperit și studiat de H. Krebs. Pentru aceasta, omul de știință a primit Premiul Nobel.

Acest proces se mai numește și sistem de transfer de electroni. Acest lucru se datorează conversiei concomitente a ATP în ADP. Primul compus, la rândul său, este responsabil pentru asigurarea reacțiilor metabolice prin eliberarea de energie.

Biochimie și medicină

Biochimia medicinei ne este prezentată ca o știință care acoperă multe domenii ale proceselor biologice și chimice. În prezent, există o întreagă industrie în educație care pregătește specialiști pentru aceste studii.

Aici se studiază orice ființă vie: de la bacterii sau viruși până la corpul uman. A avea o specialitate ca biochimist oferă subiectului posibilitatea de a urmări diagnosticul și de a analiza tratamentul aplicabil unității individuale, de a trage concluzii etc.



Pentru a pregăti un expert înalt calificat în acest domeniu, trebuie să-l instruiți în științe naturale, fundamente medicale și discipline biotehnologice și să efectuați multe teste în biochimie. Studentului i se oferă, de asemenea, posibilitatea de a-și aplica practic cunoștințele.

Universitățile de biochimie devin în prezent din ce în ce mai populare, ceea ce se datorează dezvoltării rapide a acestei științe, importanței ei pentru oameni, cererii etc.

Dintre cele mai cunoscute instituții de învățământ în care sunt pregătiți specialiști în această ramură a științei, cele mai populare și semnificative sunt: ​​Universitatea de Stat din Moscova. Lomonosov, Universitatea Pedagogică de Stat din Perm numită după. Belinsky, Universitatea de Stat din Moscova. Universitățile de stat Ogarev, Kazan și Krasnoyarsk și altele.

Lista documentelor necesare pentru admiterea în astfel de universități nu diferă de lista pentru admiterea în alte instituții de învățământ superior. Biologia și chimia sunt principalele discipline care trebuie luate la admitere.

Pacienții din spital și rudele lor se întreabă adesea ce este biochimia. Acest cuvânt poate fi folosit în două sensuri: ca știință și ca desemnare pentru un test de sânge biochimic. Să ne uităm la fiecare dintre ele.

Biochimia ca știință

Chimie biologică sau fiziologică - biochimia este o știință care studiază compoziția chimică a celulelor oricăror organisme vii. În cursul studiului său, sunt examinate și modelele în conformitate cu care au loc toate reacțiile chimice în țesuturile vii care asigură funcțiile vitale ale organismelor.

Disciplinele științifice legate de biochimie sunt biologia moleculară, chimia organică, biologia celulară etc. Cuvântul „biochimie” poate fi folosit, de exemplu, în propoziția: „Biochimia ca știință separată s-a format acum aproximativ 100 de ani”.

Dar puteți afla mai multe despre știință similară dacă citiți articolul nostru.

Biochimia sângelui

Un test de sânge biochimic implică un studiu de laborator al diferiților indicatori din sânge, testele sunt prelevate dintr-o venă (procesul de puncție venoasă). Pe baza rezultatelor studiului, este posibil să se evalueze starea corpului, în special organele și sistemele acestuia. Mai multe informații despre această analiză puteți găsi în secțiunea noastră.

Datorită biochimiei sângelui, puteți afla cum funcționează rinichii, ficatul, inima, precum și determinați factorul reumatic, echilibrul apă-sare etc.

Animale, plante, ciuperci, virusuri, bacterii. Numărul de reprezentanți ai fiecărui regat este atât de mare încât ne putem întreba doar cum ne potrivim cu toții pe Pământ. Dar, în ciuda unei astfel de diversitate, toate viețuitoarele de pe planetă au câteva caracteristici de bază.

Caracterul comun al tuturor ființelor vii

Dovezile provin din mai multe caracteristici de bază ale organismelor vii:

• nevoi nutriționale (consumul de energie și transformarea acestuia în organism);
• nevoi de respirație;
• capacitatea de a se reproduce;
• creștere și dezvoltare pe tot parcursul ciclului de viață.

Oricare dintre procesele enumerate este reprezentat în organism printr-o masă de reacții chimice. În fiecare secundă, sute de reacții de sinteză și descompunere a moleculelor organice au loc în interiorul oricărei creaturi vii, și mai ales a unei persoane. Structura, caracteristicile acțiunii chimice, interacțiunea între ele, sinteza, descompunerea și construcția de noi structuri de molecule cu structură organică și anorganică - toate acestea sunt subiectul de studiu al unei științe ample, interesante și diverse. Biochimia este un domeniu de cunoaștere tânăr, progresiv, care studiază tot ceea ce se întâmplă în interiorul ființelor vii.

Un obiect

Obiectul de studiu al biochimiei îl reprezintă doar organismele vii și toate procesele de viață care au loc în ele. Mai exact, reacțiile chimice care apar în timpul absorbției alimentelor, eliberării de deșeuri, creșterii și dezvoltării. Astfel, bazele biochimiei sunt studiul:

1. Forme necelulare de viață - viruși.
2. Celulele bacteriene procariote.
3. Plante superioare și inferioare.
4. Animale din toate clasele cunoscute.
5. Corpul uman.

În același timp, biochimia în sine este o știință destul de tânără, care a apărut doar odată cu acumularea unei cantități suficiente de cunoștințe despre procesele interne ale ființelor vii. Apariția și izolarea sa datează din a doua jumătate a secolului al XIX-lea.

Ramuri moderne ale biochimiei

În stadiul actual de dezvoltare, biochimia include mai multe secțiuni principale, care sunt prezentate în tabel.

Astfel, putem spune că biochimia este un întreg complex de mici științe care acoperă întreaga varietate a celor mai complexe procese interne ale sistemelor vii.

Științe afiliate

De-a lungul timpului, s-au acumulat atât de multe cunoștințe diferite și s-au format atât de multe abilități științifice în procesarea rezultatelor cercetării, reproducerea coloniilor bacteriene și ARN, inserarea de secțiuni cunoscute ale genomului cu proprietăți date și așa mai departe, încât este nevoie de științe suplimentare. care sunt subsidiare biochimiei. Acestea sunt științe precum:

• biologie moleculara;
• Inginerie genetică;
• chirurgie genetică;
• genetică moleculară;
• enzimologie;
• imunologie;
• biofizica moleculara.

Fiecare dintre domeniile de cunoaștere enumerate are o mulțime de realizări în studiul bioproceselor în sistemele biologice vii și, prin urmare, este foarte importantă. Toate aparțin științelor secolului al XX-lea.

Motive pentru dezvoltarea intensivă a biochimiei și a științelor conexe

În 1958, Korana a descoperit gena și structura ei, după care codul genetic a fost descifrat în 1961. Apoi a fost stabilită structura moleculei de ADN - o structură dublu catenară capabilă de reduplicare (auto-reproducere). Au fost descrise toate subtilitățile proceselor metabolice (anabolism și catabolism), a fost studiată structura terțiară și cuaternară a moleculei proteice. Și aceasta nu este o listă completă a celor mai semnificative descoperiri ale secolului al XX-lea, care formează baza biochimiei. Toate aceste descoperiri aparțin biochimiștilor și științei în sine. Prin urmare, există multe premise pentru dezvoltarea sa. Putem identifica mai multe motive moderne ale dinamismului și intensității sale în formarea sa.

1. S-a dezvăluit baza majorității proceselor chimice care au loc în organismele vii.
2. A fost formulat principiul unității în majoritatea proceselor fiziologice și energetice pentru toate ființele vii (de exemplu, ele sunt aceleași la bacterii și la oameni).
3. Biochimia medicală oferă cheia tratării unei multitudini de boli complexe și periculoase.
4. Cu ajutorul biochimiei, a devenit posibilă abordarea soluției celor mai globale probleme ale biologiei și medicinei.

De aici concluzia: biochimia este o știință progresivă, importantă și cu spectru foarte larg care ne permite să găsim răspunsuri la multe întrebări ale umanității.

Biochimia în Rusia

La noi, biochimia este o știință la fel de progresivă și importantă ca în întreaga lume. Pe teritoriul Rusiei există Institutul de Biochimie care poartă numele. A. N. Bakh RAS, Institutul de Biochimie și Fiziologia Microorganismelor numit după. G.K. Scriabin RAS, Institutul de Cercetare de Biochimie SB RAS. Oamenii noștri de știință au un mare rol și multe merite în istoria dezvoltării științei. De exemplu, s-au descoperit metoda imunoelectroferezei, mecanismele glicolizei, s-a formulat principiul complementarității nucleotidelor în structura moleculei de ADN și s-au făcut o serie de alte descoperiri importante. La sfârşitul secolului al XIX-lea şi începutul secolului al XX-lea. Practic, nu s-au format institute întregi, ci departamentul de biochimie din unele universități. Cu toate acestea, în curând a apărut necesitatea extinderii spațiului pentru studierea acestei științe datorită dezvoltării sale intensive.

Procesele biochimice ale plantelor

Biochimia plantelor este indisolubil legată de procesele fiziologice. În general, subiectul de studiu al biochimiei și fiziologiei plantelor este:

• activitatea vitală a celulei vegetale;
• fotosinteză;
• suflare;
• regimul de apă al plantelor;
• nutriție minerală;
• calitatea culturii și fiziologia formării acesteia;
• rezistența plantelor la dăunători și condiții de mediu nefavorabile.

Implicații pentru agricultură

Cunoașterea proceselor profunde ale biochimiei în celulele și țesuturile plantelor face posibilă creșterea calității și cantității culturilor plantelor agricole cultivate, care sunt producători în masă de produse alimentare importante pentru întreaga omenire. În plus, fiziologia și biochimia plantelor fac posibilă găsirea unor modalități de a rezolva problemele de infestare cu dăunători, rezistența plantelor la condiții de mediu nefavorabile și fac posibilă îmbunătățirea calității produselor vegetale.

Chimie biologică Lelevich Vladimir Valeryanovich

Capitolul 1. Introducere în Biochimie

Capitolul 1. Introducere în Biochimie

Chimie biologică- o știință care studiază natura chimică a substanțelor care alcătuiesc organismele vii, transformările acestor substanțe (metabolismul), precum și legătura acestor transformări cu activitatea țesuturilor individuale și a întregului organism în ansamblu.

biochimie - este știința bazei moleculare a vieții. Există mai multe motive pentru care biochimia atrage multă atenție și se dezvoltă rapid în zilele noastre.

1. În primul rând, biochimiștii au reușit să elucideze baza chimică a unui număr de procese biochimice importante.

2. În al doilea rând, au fost descoperite căi comune de transformare a moleculelor și principii generale care stau la baza diferitelor manifestări ale vieții.

3. În al treilea rând, biochimia are un impact din ce în ce mai profund asupra medicinei.

4. În al patrulea rând, dezvoltarea rapidă a biochimiei din ultimii ani a permis cercetătorilor să înceapă să studieze cele mai presante, probleme fundamentale ale biologiei și medicinei.

Istoria dezvoltării biochimiei

În istoria dezvoltării cunoștințelor biochimice și a biochimiei ca știință, se pot distinge 4 perioade.

Perioada I - din cele mai vechi timpuri până la Renaștere (secolul al XV-lea). Aceasta este o perioadă de utilizare practică a proceselor biochimice fără cunoașterea fundamentelor lor teoretice și prima cercetare biochimică, uneori foarte primitivă. În cele mai îndepărtate vremuri, oamenii cunoșteau deja tehnologia unor astfel de industrii bazate pe procese biochimice precum coacerea pâinii, fabricarea brânzei, fabricarea vinului și tăbăcirea pielii. Utilizarea plantelor în scopuri alimentare, pentru prepararea vopselelor și a țesăturilor a determinat încercări de înțelegere a proprietăților substanțelor individuale de origine vegetală.

Perioada II - de la începutul Renașterii până în a doua jumătate a secolului al XIX-lea, când biochimia a devenit o știință independentă. Marele cercetător al vremii, autor a multor capodopere de artă, arhitectul, inginerul, anatomistul Leonardo da Vinci a efectuat experimente și, pe baza rezultatelor acestora, a tras o concluzie importantă pentru acei ani că un organism viu poate exista doar într-o atmosferă în care o flacără poate arde.

În această perioadă, merită evidențiate lucrările unor oameni de știință precum Paracelsus, M.V. Lomonosov, Yu. Liebig, A.M. Butlerov, Lavoisier.

Perioada a III-a - din a doua jumătate a secolului al XIX-lea până în anii 50 ai secolului al XX-lea. Este marcat de o creștere bruscă a intensității și profunzimii cercetării biochimice, a volumului de informații obținute și a creșterii semnificației aplicate - utilizarea realizărilor biochimice în industrie, medicină și agricultură. Lucrările unuia dintre fondatorii biochimiei ruse, A. Ya. Danilevsky (1838–1923), M. V. Nentsky (1847–1901), datează din această perioadă. La începutul secolelor al XIX-lea și al XX-lea, a lucrat cel mai mare chimist organic și biochimist german E. Fischer (1862–1919). El a formulat principiile de bază ale teoriei polipeptidice a proteinelor, care au început cu cercetările lui A. Ya. Danilevsky. Lucrările marelui om de știință rus K. A. Timiryazev (1843–1920), fondatorul școlii biochimice sovietice A. N. Bach și ale biochimistului german O. Warburg datează din această perioadă. În 1933, G. Krebs a studiat în detaliu ciclul ornitinei de formare a ureei, iar descoperirea sa a ciclului acidului tricarboxilic datează din 1937. În 1933, D. Keilin (Anglia) a izolat citocromul C și a reprodus procesul de transfer de electroni de-a lungul lanțului respirator în preparate din mușchiul inimii. În 1938, A.E. Braunstein și M.G. Kritsman au descris pentru prima dată reacțiile de transaminare, care sunt cheie în metabolismul azotului.

Perioada a IV-a – de la începutul anilor 50 ai secolului al XX-lea până în prezent. Se caracterizează prin utilizarea pe scară largă a metodelor fizice, fizico-chimice și matematice în cercetarea biochimică, studiul activ și de succes al proceselor biologice de bază (biosinteza proteinelor și acizilor nucleici) la nivel molecular și supramolecular.

Iată o scurtă cronologie a principalelor descoperiri în biochimie din această perioadă:

1953 – J. Watson și F. Crick au propus un model cu dublu helix al structurii ADN-ului.

1953 – F. Sanger a descifrat pentru prima dată secvența de aminoacizi a proteinei insulinei.

1961 – M. Nirenberg a descifrat prima „litera” a codului de sinteză a proteinelor – tripletul ADN-ului corespunzător fenilalaninei.

1966 – P. Mitchell a formulat teoria chemiosmotică a cuplării respirației și fosforilării oxidative.

1969 – R. Merifield a sintetizat chimic enzima ribonucleaza.

1971 - în munca comună a două laboratoare conduse de Yu. A. Ovchinnikov și A. E. Braunstein, a fost stabilită structura primară a aspartat aminotransferazei, o proteină de 412 aminoacizi.

1977 - F. Sanger a descifrat pentru prima dată complet structura primară a moleculei de ADN (fagul? X 174).

Dezvoltarea biochimiei medicale în Belarus

De la crearea Departamentului de Biochimie la Universitatea de Stat din Belarus în 1923, a început pregătirea profesională a personalului biochimic național. În 1934, Departamentul de Biochimie a fost organizat la Institutul Medical Vitebsk, în 1959 - la Institutul Medical Grodno, în 1992 - la Institutul Medical Gomel. Oameni de știință renumiți și specialiști majori în domeniul biochimiei au fost invitați și aleși să conducă departamentele: A. P. Bestuzhev, G. V. Derviz, L. E. Taranovich, N. E. Glushakova, V. K. Kukhta, V. S. Shapot , L. G. Orlova, A. A. N. K. Ostrov, A. A. N. K. Ostrov Lukashik. Formarea școlilor științifice în domeniul biochimiei medicale a fost foarte influențată de activitățile unor oameni de știință remarcabili precum M. F. Merezhinsky (1906–1970), V. A. Bondarin (1909–1985), L. S. Cherkasova (1909–1998), V. S. Shapot (1909) –1989), Yu. M. Ostrovsky (1925–1991), A. T. Pikulev (1931–1993).

În 1970, la Grodno a fost creat Departamentul de Reglementare metabolică al Academiei de Științe a BSSR, care a fost transformat în 1985 în Institutul de Biochimie al Academiei Naționale de Științe din Belarus. Primul șef al departamentului și directorul institutului a fost academicianul Academiei de Științe a BSSR Yu. M. Ostrovsky. Sub conducerea sa, a fost început un studiu cuprinzător al vitaminelor, în special al tiaminei. Lucrări

Yu. M. Ostrovsky a fost completat și continuat în cercetările studenților săi: N. K. Lukashik, A. I. Balakleevsky, A. N. Razumovich, R. V. Trebukhina, F. S. Larin, A. G. Moiseenko.

Cele mai importante rezultate practice ale activităților școlilor științifice de biochimice au fost organizarea serviciului de laborator de stat al republicii (profesor V. G. Kolb), deschiderea la Institutul Medical din Vitebsk a Centrului Republican de Tratament și Diagnostic al Lipidelor pentru Terapie Metabolice (Profesor A. A. Chirkin), creația la Laboratorul Institutului Medical Grodno de Probleme Medicale și Biologice de Narcologie (profesor V.V. Lelevich).

1. Compoziția și structura substanțelor chimice ale unui organism viu - biochimia statică.

2. Întregul set de transformări ale substanțelor din organism (metabolism) este biochimie dinamică.

3. Procese biochimice care stau la baza diverselor manifestări ale vieții – biochimie funcțională.

4. Structura și mecanismul de acțiune al enzimelor – enzimologie.

5. Bioenergie.

6. Baza moleculară a eredității - transfer de informații genetice.

7. Mecanisme reglatoare ale metabolismului.

8. Mecanismele moleculare ale proceselor funcționale specifice.

9. Caracteristici ale metabolismului în organe și țesuturi.

Secțiuni și direcții de biochimie

1. Biochimia oamenilor și animalelor.

2. Biochimia plantelor.

3. Biochimia microorganismelor.

4. Biochimie medicală.

5. Biochimie tehnică.

6. Biochimie evolutivă.

7. Biochimie cuantică.

Obiecte de cercetare biochimică

1. Organisme.

2. Organe și țesuturi individuale.

3. Secțiuni de organe și țesuturi.

4. Omogenate ale organelor și țesuturilor.

5. Fluide biologice.

6. Celulele.

7. Drojdie, bacterii.

8. Componente și organite subcelulare.

9. Enzime.

10. Substanțe chimice (metaboliți).

Metode de biochimie

1. Omogenizarea tesuturilor.

2. Centrifugarea:

Simplu

Ultracentrifugarea

Centrifugare cu gradient de densitate.

3. Dializa.

4. Electroforeza.

5. Cromatografia.

6. Metoda izotopilor.

7. Colorimetrie.

8. Spectrofotometrie.

9. Determinarea activității enzimatice.

Relația dintre biochimie și alte discipline

1. Chimie bioorganică

2. Chimia fizică a coloidului

3. Chimie biofizică

4. Biologie moleculară

5. Genetica

6. Fiziologie normală

7. Fiziologie patologică

8. Discipline clinice

9. Farmacologie

10. Biochimie clinică