Význam biochémie. Čo je biochémia a čo študuje Druhy biochémie

Biochémia (z gréckeho „bios“ - „život“, biologický alebo fyziologický) je veda, ktorá študuje chemické procesy vo vnútri bunky, ktoré ovplyvňujú fungovanie celého organizmu alebo jeho špecifických orgánov. Cieľom vedy biochémie je pochopiť chemické prvky, zloženie a proces metabolizmu a spôsoby jeho regulácie v bunke. Podľa iných definícií je biochémia veda o chemickej štruktúre buniek a organizmov živých bytostí.

Aby sme pochopili, prečo je potrebná biochémia, predstavme si vedu vo forme elementárnej tabuľky.

Ako vidíte, základom všetkých vied je anatómia, histológia a cytológia, ktoré študujú všetko živé. Na ich základe je postavená biochémia, fyziológia a patofyziológia, kde študujú fungovanie organizmov a chemické procesy v nich. Bez týchto vied nebude môcť existovať zvyšok, ktorý je zastúpený vo vyššom sektore.

Existuje ďalší prístup, podľa ktorého sú vedy rozdelené do 3 typov (úrovní):

• Tie, ktoré študujú bunkovú, molekulárnu a tkanivovú úroveň života (anatómia, histológia, biochémia, biofyzika);
• Štúdium patologických procesov a chorôb (patofyziológia, patologická anatómia);
• Diagnostikujte vonkajšiu reakciu tela na chorobu (klinické vedy ako medicína a chirurgia).

Takto sme zistili, aké miesto medzi vedami zaujíma biochémia, alebo, ako sa tomu hovorí, lekárska biochémia. Akékoľvek abnormálne správanie tela, proces jeho metabolizmu totiž ovplyvní chemickú štruktúru buniek a prejaví sa pri LHC.

Prečo sa robia testy? Čo ukazuje biochemický krvný test?

Biochémia krvi je laboratórna diagnostická metóda, ktorá ukazuje ochorenia v rôznych oblastiach medicíny (napríklad terapia, gynekológia, endokrinológia) a pomáha určiť fungovanie vnútorných orgánov a kvalitu metabolizmu bielkovín, lipidov a uhľohydrátov, ako aj ich dostatočnosť. mikroelementov v tele.

BAC alebo biochemický krvný test je analýza, ktorá poskytuje najširšie informácie o rôznych ochoreniach. Na základe jeho výsledkov zistíte funkčný stav tela a každého orgánu v samostatnom prípade, pretože každý neduh, ktorý človeka napadne, sa tak či onak prejaví vo výsledkoch LHC.

Čo je zahrnuté v biochémii?

Nie je príliš pohodlné a nie je potrebné vykonávať biochemické štúdie absolútne všetkých ukazovateľov a okrem toho, čím viac z nich, tým viac krvi potrebujete, a tým drahšie vás budú stáť. Preto sa rozlišuje medzi štandardnými a zložitými nádržami. Vo väčšine prípadov je predpísaný štandardný, ale rozšírený s ďalšími indikátormi predpisuje lekár, ak potrebuje zistiť ďalšie nuansy v závislosti od príznakov ochorenia a účelu analýzy.

Základné ukazovatele.

1. Celková bielkovina v krvi (TP, Total Protein).
2. Bilirubín.
3. Glukóza, lipáza.
4. ALT (alanínaminotransferáza, ALT) a AST (aspartátaminotransferáza, AST).
5. Kreatinín.
6. Močovina.
7. Elektrolyty (draslík, K/vápnik, Ca/sodík, Na/chlór, Cl/horčík, Mg).
8. Celkový cholesterol.

Rozšírený profil zahŕňa ktorýkoľvek z týchto dodatočných ukazovateľov (ako aj ďalšie, veľmi špecifické a úzko zamerané, ktoré nie sú uvedené v tomto zozname).

Biochemický všeobecný terapeutický štandard: normy pre dospelých

Dekódovanie biochémie

Dekódovanie údajov opísaných vyššie sa vykonáva podľa určitých hodnôt a noriem.

1. Celkový proteín je množstvo celkových bielkovín nachádzajúcich sa v ľudskom tele. Prekročenie normy indikuje rôzne zápaly v organizme (problémy pečene, obličiek, urogenitálneho systému, popáleniny alebo rakovina), s dehydratáciou (dehydratáciou) pri zvracaní, potenie obzvlášť veľkého množstva, črevná obštrukcia alebo mnohopočetný myelóm, nedostatok - nerovnováha pri výživnej strave, dlhotrvajúcom hladovaní, črevných ochoreniach, ochoreniach pečene alebo pri poruche syntézy v dôsledku dedičných ochorení.
2. 
   Albumín‒ ide o vysoko koncentrovanú bielkovinovú frakciu obsiahnutú v krvi. Viaže vodu a jej nízke množstvo vedie k rozvoju opuchov – voda sa nezadržiava v krvi a dostáva sa do tkanív. Zvyčajne, ak sa proteín zníži, množstvo albumínu sa zníži.
3. Všeobecná analýza bilirubínu v plazme(priamy a nepriamy) - ide o diagnózu pigmentu, ktorý vzniká po rozpade hemoglobínu (je toxický pre človeka). Hyperbilirubinémia (prekročenie hladiny bilirubínu) sa nazýva žltačka a klinická žltačka je subhepatálna (vrátane novorodencov), hepatocelulárna a subhepatálna. Poukazuje na anémiu, rozsiahle krvácania, následne hemolytickú anémiu, hepatitídu, deštrukciu pečene, onkologické a iné ochorenia. Je to desivé kvôli patológii pečene, ale môže sa zvýšiť aj u osoby, ktorá utrpela údery a zranenia.
4. Glukóza. Jeho hladina určuje metabolizmus uhľohydrátov, teda energiu v tele a fungovanie pankreasu. Ak je glukózy veľa, môže ísť o cukrovku, fyzickú aktivitu, alebo vplyv užívania hormonálnych liekov, ak je jej málo, môže ísť o hyperfunkciu pankreasu, ochorenia endokrinného systému.
5. Lipáza - Je to enzým štiepiaci tuky, ktorý hrá dôležitú úlohu v metabolizme. Jeho zvýšenie naznačuje ochorenie pankreasu.
6. ALT- „pečeňový marker“; používa sa na sledovanie patologických procesov v pečeni. Zvýšená frekvencia naznačuje problémy so srdcom, pečeňou alebo hepatitídou (vírusovou).
7. AST– „marker srdca“, ukazuje kvalitu srdca. Prekročenie normy naznačuje narušenie srdca a hepatitídu.
8. Kreatinín– poskytuje informácie o fungovaní obličiek. Je zvýšená, ak má osoba akútne alebo chronické ochorenie obličiek alebo dochádza k deštrukcii svalového tkaniva alebo endokrinným poruchám. Zvýšená u ľudí, ktorí jedia veľa mäsových výrobkov. A preto je kreatinín znížený u vegetariánov, ako aj u tehotných žien, ale diagnózu to veľmi neovplyvní.
9. Analýza močoviny- Toto je štúdium produktov metabolizmu bielkovín, funkcie pečene a obličiek. K nadhodnoteniu indikátora dochádza pri poruche funkcie obličiek, keď sa nedokážu vyrovnať s odstraňovaním tekutiny z tela a pokles je typický pre tehotné ženy, s diétou a poruchami spojenými s funkciou pečene.
10. Ggt v biochemickom rozbore informuje o metabolizme aminokyselín v organizme. Jeho vysoká miera je viditeľná pri alkoholizme, ako aj pri zasiahnutí krvi toxínmi alebo pri podozrení na dysfunkciu pečene a žlčových ciest. Nízka - ak existujú chronické ochorenia pečene.
11. LdgŠtúdia charakterizuje priebeh energetických procesov glykolýzy a laktátu. Vysoký indikátor naznačuje negatívny vplyv na pečeň, pľúca, srdce, pankreas alebo obličky (zápal pľúc, srdcový infarkt, pankreatitída a iné). Nízka hladina laktátdehydrogenázy, podobne ako nízky kreatinín, neovplyvní diagnózu. Ak je LDH zvýšená, dôvody u žien môžu byť nasledovné: zvýšená fyzická aktivita a tehotenstvo. U novorodencov je toto číslo tiež o niečo vyššie.
12. Rovnováha elektrolytov označuje normálny proces metabolizmu do bunky a von z bunky späť, vrátane procesu srdca. Poruchy výživy sú často hlavnou príčinou nerovnováhy elektrolytov, ale môže to byť aj zvracanie, hnačka, hormonálna nerovnováha alebo zlyhanie obličiek.
13. Cholesterol(cholesterol) celkový – zvyšuje sa, ak má človek obezitu, aterosklerózu, poruchu funkcie pečene, štítnej žľazy, a znižuje sa, keď má človek nízkotučnú diétu, septikom alebo inou infekciou.
14. Amylase- enzým nachádzajúci sa v slinách a pankrease. Vysoká hladina indikuje cholecystitídu, príznaky diabetes mellitus, peritonitídu, mumps a pankreatitídu. Zvýši sa aj pri konzumácii alkoholických nápojov alebo drog – glukokortikoidov, čo je typické aj pre tehotné ženy pri toxikóze.

Existuje veľa biochemických ukazovateľov, základných aj doplnkových, vykonáva sa aj komplexná biochémia, ktorá zahŕňa základné aj doplnkové ukazovatele podľa uváženia lekára.

Ak chcete vziať biochémiu na prázdny žalúdok alebo nie: ako sa pripraviť na analýzu?

Krvný test na HD je zodpovedný proces a musíte sa naň pripraviť vopred a so všetkou vážnosťou.

Tieto opatrenia sú potrebné, aby bola analýza presnejšia a neovplyvňovali ju žiadne ďalšie faktory. V opačnom prípade budete musieť testy zopakovať, pretože najmenšie zmeny podmienok výrazne ovplyvnia metabolický proces.

Odkiaľ ju berú a ako darovať krv?

Darovanie krvi na biochémiu zahŕňa odber krvi injekčnou striekačkou zo žily na lakti, niekedy zo žily na predlaktí alebo ruke. Na meranie základných ukazovateľov stačí v priemere 5-10 ml krvi. Ak je potrebná podrobná biochemická analýza, odoberie sa väčší objem krvi.

Norma ukazovateľov biochémie na špecializovaných zariadeniach od rôznych výrobcov sa môže mierne líšiť od priemerných limitov. Expresná metóda zahŕňa získanie výsledkov do jedného dňa.

Procedúra odberu krvi je takmer bezbolestná: posadíte sa, ošetrujúca sestra pripraví injekčnú striekačku, na ruku vám nasadí škrtidlo, miesto vpichu ošetrí antiseptikom a odoberie vzorku krvi.

Výsledná vzorka sa umiestni do skúmavky a odošle sa do laboratória na diagnostiku. Laboratórny lekár umiestni vzorku plazmy do špeciálneho prístroja, ktorý je určený na stanovenie biochemických parametrov s vysokou presnosťou. Ďalej spracováva a skladuje krv, určuje dávkovanie a postup pri vykonávaní biochémie, diagnostikuje získané výsledky v závislosti od ukazovateľov požadovaných ošetrujúcim lekárom a pripravuje formulár na výsledky biochémie a laboratórnych chemických rozborov.

Laboratórna chemická analýza sa odovzdá do jedného dňa ošetrujúcemu lekárovi, ktorý stanoví diagnózu a predpíše liečbu.

LHC s množstvom rôznych ukazovateľov umožňuje vidieť rozsiahly klinický obraz konkrétneho človeka a konkrétneho ochorenia.

V tomto článku odpovieme na otázku, čo je biochémia. Tu sa pozrieme na definíciu tejto vedy, jej históriu a metódy výskumu, venujeme pozornosť niektorým procesom a definujeme jej úseky.

Úvod

Na zodpovedanie otázky, čo je biochémia, stačí povedať, že ide o vedu venovanú chemickému zloženiu a procesom, ktoré prebiehajú vo vnútri živej bunky tela. Má však veľa komponentov, keď sa ich naučíte, môžete o tom získať konkrétnejšiu predstavu.

V niektorých dočasných epizódach 19. storočia sa prvýkrát začala používať terminologická jednotka „biochémia“. Do vedeckých kruhov ho však uviedol až v roku 1903 chemik z Nemecka Carl Neuberg. Táto veda zaujíma strednú pozíciu medzi biológiou a chémiou.

Historické fakty

Na otázku, čo je to biochémia, dokázalo ľudstvo jasne odpovedať len asi pred sto rokmi. Napriek tomu, že spoločnosť v dávnych dobách využívala biochemické procesy a reakcie, neuvedomovala si prítomnosť ich pravej podstaty.

Medzi najvzdialenejšie príklady patrí výroba chleba, výroba vína, výroba syra atď. Množstvo otázok o liečivých vlastnostiach rastlín, zdravotných problémoch atď. prinútilo človeka preniknúť do ich podstaty a charakteru činnosti.

Vývoj všeobecného súboru smerov, ktoré nakoniec viedli k vytvoreniu biochémie, možno pozorovať už v staroveku. Vedec-lekár z Perzie v desiatom storočí napísal knihu o kánonoch lekárskej vedy, kde dokázal podrobne opísať rôzne liečivé látky. V 17. storočí van Helmont navrhol termín „enzým“ ako jednotku činidla chemickej povahy, ktorá sa podieľa na tráviacich procesoch.

V 18. storočí vďaka dielam A.L. Lavoisier a M.V. Lomonosov bol odvodený zákon zachovania hmoty hmoty. Na konci toho istého storočia sa zistila dôležitosť kyslíka v procese dýchania.

V roku 1827 veda umožnila vytvoriť rozdelenie biologických molekúl na zlúčeniny tukov, bielkovín a sacharidov. Tieto výrazy sa používajú dodnes. O rok neskôr v práci F. Wöhlera bolo dokázané, že látky v živých systémoch sa dajú syntetizovať umelými prostriedkami. Ďalšou významnou udalosťou bola tvorba a formulácia teórie štruktúry organických zlúčenín.

Formovanie základov biochémie trvalo mnoho stoviek rokov, ale boli jasne definované v roku 1903. Táto veda sa stala prvou biologickou disciplínou, ktorá mala vlastný systém matematickej analýzy.

O 25 rokov neskôr, v roku 1928, uskutočnil F. Griffith experiment, ktorého cieľom bolo študovať mechanizmus transformácie. Vedec infikoval myši pneumokokmi. Zabil baktérie z jedného kmeňa a pridal ich k baktériám z iného. Štúdia zistila, že proces čistenia činidiel spôsobujúcich choroby viedol skôr k tvorbe nukleovej kyseliny ako proteínu. Zoznam objavov sa stále rozrastá.

Dostupnosť príbuzných odborov

Biochémia je samostatná veda, jej vzniku však predchádzal aktívny proces rozvoja organického odvetvia chémie. Hlavný rozdiel spočíva v predmetoch štúdia. Biochémia berie do úvahy iba tie látky alebo procesy, ktoré sa môžu vyskytnúť v podmienkach živých organizmov, a nie mimo nich.

Biochémia nakoniec začlenila koncept molekulárnej biológie. Líšia sa od seba najmä metódami pôsobenia a predmetmi, ktoré študujú. V súčasnosti sa terminologické jednotky „biochémia“ a „molekulárna biológia“ začali používať ako synonymá.

Dostupnosť sekcií

Dnes biochémia zahŕňa množstvo výskumných oblastí, vrátane:

Odvetvie statickej biochémie je veda o chemickom zložení živých bytostí, štruktúrach a molekulárnej diverzite, funkciách atď.

Existuje množstvo sekcií, ktoré študujú biologické polyméry bielkovín, lipidov, sacharidov, molekúl aminokyselín, ako aj nukleových kyselín a samotného nukleotidu.

Biochémia, ktorá študuje vitamíny, ich úlohu a formu vplyvu na organizmus, možné poruchy životne dôležitých procesov v dôsledku nedostatku alebo nadmerného množstva.

Hormonálna biochémia je veda, ktorá študuje hormóny, ich biologický účinok, príčiny nedostatku či nadbytku.

Náuka o metabolizme a jeho mechanizmoch je dynamickým odvetvím biochémie (zahŕňa bioenergetiku).

Výskum molekulárnej biológie.

Funkčná zložka biochémie študuje fenomén chemických premien zodpovedných za funkčnosť všetkých zložiek tela, počnúc tkanivami a končiac celým telom.

Lekárska biochémia je časť o vzorcoch metabolizmu medzi štruktúrami tela pod vplyvom chorôb.

Existujú aj odvetvia biochémie mikroorganizmov, ľudí, zvierat, rastlín, krvi, tkanív atď.

Nástroje na výskum a riešenie problémov

Biochemické metódy sú založené na frakcionácii, analýze, podrobnom štúdiu a skúmaní štruktúry tak jednotlivej zložky, ako aj celého organizmu alebo jeho substancie. Väčšina z nich vznikla v priebehu 20. storočia a najznámejšou sa stala chromatografia, proces odstreďovania a elektroforézy.



Koncom 20. storočia začali biochemické metódy čoraz viac nachádzať svoje uplatnenie v molekulárnych a bunkových odvetviach biológie. Bola určená štruktúra celého genómu ľudskej DNA. Tento objav umožnil dozvedieť sa o existencii obrovského množstva látok, najmä rôznych proteínov, ktoré neboli zistené pri čistení biomasy pre ich extrémne nízky obsah v látke.

Genomika spochybnila obrovské množstvo biochemických poznatkov a viedla k vývoju zmien v jej metodológii. Objavil sa koncept počítačového virtuálneho modelovania.

Chemická zložka

Fyziológia a biochémia spolu úzko súvisia. Vysvetľuje sa to závislosťou rýchlosti výskytu všetkých fyziologických procesov s obsahom rôzneho počtu chemických prvkov.



V prírode sa nachádza 90 zložiek periodickej tabuľky chemických prvkov, no k životu je potrebná asi štvrtina. Naše telo veľa vzácnych komponentov vôbec nepotrebuje.

Rôzne pozície taxónu v hierarchickej tabuľke živých bytostí určujú rôzne potreby prítomnosti určitých prvkov.

99% ľudskej hmoty pozostáva zo šiestich prvkov (C, H, N, O, F, Ca). Okrem hlavného množstva týchto typov atómov, ktoré tvoria látky, potrebujeme ešte 19 prvkov, ale v malých alebo mikroskopických objemoch. Medzi nimi sú: Zn, Ni, Ma, K, Cl, Na a ďalšie.

Proteínová biomolekula

Hlavnými molekulami, ktoré študuje biochémia, sú sacharidy, proteíny, lipidy, nukleové kyseliny a pozornosť tejto vedy sa sústreďuje na ich hybridy.

Proteíny sú veľké zlúčeniny. Vznikajú spojením reťazcov monomérov – aminokyselín. Väčšina živých bytostí získava proteíny syntézou dvadsiatich typov týchto zlúčenín.

Tieto monoméry sa navzájom líšia štruktúrou radikálovej skupiny, ktorá hrá obrovskú úlohu pri skladaní proteínov. Účelom tohto procesu je vytvoriť trojrozmernú štruktúru. Aminokyseliny sú navzájom spojené tvorbou peptidových väzieb.

Pri odpovedi na otázku, čo je biochémia, nemožno nespomenúť také zložité a multifunkčné biologické makromolekuly, akými sú proteíny. Majú viac úloh ako polysacharidy alebo nukleové kyseliny.

Niektoré proteíny sú zastúpené enzýmami a podieľajú sa na katalýze rôznych reakcií biochemickej povahy, čo je veľmi dôležité pre metabolizmus. Iné proteínové molekuly môžu pôsobiť ako signalizačné mechanizmy, vytvárať cytoskelety, podieľať sa na imunitnej obrane atď.

Niektoré typy proteínov sú schopné vytvárať neproteínové biomolekulové komplexy. Látky vytvorené fúziou proteínov s oligosacharidmi umožňujú existenciu molekúl, ako sú glykoproteíny, a interakcia s lipidmi vedie k vzniku lipoproteínov.

Molekula nukleovej kyseliny

Nukleové kyseliny predstavujú komplexy makromolekúl pozostávajúce z polynukleotidovej sady reťazcov. Ich hlavným funkčným účelom je kódovanie dedičných informácií. K syntéze nukleových kyselín dochádza v dôsledku prítomnosti mononukleozidtrifosfátových makroenergetických molekúl (ATP, TTP, UTP, GTP, CTP).

Najrozšírenejšími predstaviteľmi takýchto kyselín sú DNA a RNA. Tieto štrukturálne prvky sa nachádzajú v každej živej bunke, od archaea po eukaryoty a dokonca aj vírusy.

Molekula lipidov

Lipidy sú molekulárne látky zložené z glycerolu, na ktorý sú prostredníctvom esterových väzieb naviazané mastné kyseliny (1 až 3). Takéto látky sa delia do skupín podľa dĺžky uhľovodíkového reťazca a pozornosť sa venuje aj nasýteniu. Biochémia vody jej neumožňuje rozpúšťať lipidové (tukové) zlúčeniny. Takéto látky sa spravidla rozpúšťajú v polárnych roztokoch.



Hlavnou úlohou lipidov je dodávať telu energiu. Niektoré sú súčasťou hormónov, môžu vykonávať signalizačnú funkciu alebo transportovať lipofilné molekuly.

molekula sacharidov

Sacharidy sú biopolyméry tvorené spojením monomérov, ktoré sú v tomto prípade reprezentované monosacharidmi, ako je glukóza alebo fruktóza. Štúdium biochémie rastlín umožnilo človeku určiť, že väčšina sacharidov je obsiahnutá v nich.

Tieto biopolyméry nachádzajú svoje využitie v štruktúrnej funkcii a poskytovaní energetických zdrojov organizmu alebo bunke. V rastlinných organizmoch je hlavnou zásobnou látkou škrob a u zvierat glykogén.

Priebeh Krebsovho cyklu

V biochémii existuje Krebsov cyklus - jav, počas ktorého prevažujúci počet eukaryotických organizmov prijíma väčšinu energie vynaloženej na oxidačné procesy prijímanej potravy.

Dá sa pozorovať vo vnútri bunkových mitochondrií. Vzniká niekoľkými reakciami, pri ktorých sa uvoľňujú zásoby „skrytej“ energie.

V biochémii je Krebsov cyklus dôležitým fragmentom celkového dýchacieho procesu a látkového metabolizmu v bunkách. Cyklus objavil a študoval H. Krebs. Za to dostal vedec Nobelovu cenu.

Tento proces sa tiež nazýva systém prenosu elektrónov. Je to spôsobené súbežnou konverziou ATP na ADP. Prvá zlúčenina je zase zodpovedná za zabezpečenie metabolických reakcií prostredníctvom uvoľňovania energie.

Biochémia a medicína

Biochémia medicíny je nám predstavovaná ako veda, ktorá pokrýva mnohé oblasti biologických a chemických procesov. V súčasnosti existuje celý priemysel vo vzdelávaní, ktorý pripravuje špecialistov na tieto štúdie.

Študuje sa tu všetko živé: od baktérií alebo vírusov až po ľudské telo. Špecializácia ako biochemik dáva subjektu príležitosť sledovať diagnózu a analyzovať liečbu aplikovateľnú na individuálnu jednotku, vyvodiť závery atď.



Ak chcete pripraviť vysokokvalifikovaného odborníka v tejto oblasti, musíte ho vyškoliť v prírodných vedách, základoch medicíny a biotechnologických disciplínach a vykonať množstvo testov v biochémii. Študent má tiež možnosť prakticky uplatniť svoje vedomosti.

Biochemické univerzity sú v súčasnosti čoraz populárnejšie, čo je spôsobené rýchlym rozvojom tejto vedy, jej významom pre človeka, dopytom atď.

Medzi najznámejšie vzdelávacie inštitúcie, kde sa pripravujú odborníci v tomto odbore vedy, sú najobľúbenejšie a najvýznamnejšie: Moskovská štátna univerzita. Lomonosov, Štátna pedagogická univerzita v Perme pomenovaná po. Belinského, Moskovská štátna univerzita. Štátne univerzity Ogarev, Kazaň a Krasnojarsk a ďalšie.

Zoznam dokladov potrebných na prijatie na takéto vysoké školy sa nelíši od zoznamu na prijatie na iné vysoké školy. Biológia a chémia sú hlavné predmety, ktoré je potrebné absolvovať pri prijatí.

Nemocniční pacienti a ich príbuzní sa často pýtajú, čo je biochémia. Toto slovo možno použiť v dvoch významoch: ako veda a ako označenie pre biochemický krvný test. Pozrime sa na každú z nich.

Biochémia ako veda

Biologická alebo fyziologická chémia - biochémia je veda, ktorá študuje chemické zloženie buniek akýchkoľvek živých organizmov. V rámci jeho štúdia sa skúmajú aj zákonitosti, podľa ktorých prebiehajú v živých tkanivách všetky chemické reakcie, ktoré zabezpečujú životné funkcie organizmov.

Vedecké disciplíny súvisiace s biochémiou sú molekulárna biológia, organická chémia, bunková biológia a pod. Slovo „biochémia“ môžeme použiť napríklad vo vete: „Biochémia ako samostatná veda vznikla približne pred 100 rokmi.“

Ale o podobnej vede sa môžete dozvedieť viac, ak si prečítate náš článok.

Biochémia krvi

Biochemický krvný test zahŕňa laboratórnu štúdiu rôznych ukazovateľov v krvi, testy sa odoberajú z žily (proces venepunkcie). Na základe výsledkov štúdie je možné posúdiť stav tela a konkrétne jeho orgánov a systémov. Viac informácií o tejto analýze nájdete v našej sekcii.

Vďaka biochémii krvi môžete zistiť, ako fungujú obličky, pečeň, srdce, ako aj určiť reumatický faktor, rovnováhu voda-soľ atď.

Zvieratá, rastliny, huby, vírusy, baktérie. Počet zástupcov každého kráľovstva je taký veľký, že sa možno len čudovať, ako sa všetci zmestíme na Zem. Napriek takejto rozmanitosti však všetky živé veci na planéte zdieľajú niekoľko základných vlastností.

Spoločnosť všetkých živých vecí

Dôkazy pochádzajú z niekoľkých základných vlastností živých organizmov:

• nutričné ​​potreby (spotreba energie a jej premena v organizme);
• dýchacie potreby;
• schopnosť reprodukovať;
• rast a vývoj počas celého životného cyklu.

Ktorýkoľvek z uvedených procesov je v tele reprezentovaný množstvom chemických reakcií. Každú sekundu prebiehajú stovky reakcií syntézy a rozkladu organických molekúl vo vnútri každého živého tvora a najmä človeka. Štruktúra, vlastnosti chemického pôsobenia, vzájomná interakcia, syntéza, rozklad a konštrukcia nových štruktúr molekúl organickej a anorganickej štruktúry - to všetko je predmetom štúdia veľkej, zaujímavej a rôznorodej vedy. Biochémia je mladá, progresívna oblasť vedomostí, ktorá študuje všetko, čo sa deje vo vnútri živých bytostí.

Objekt

Predmetom štúdia biochémie sú iba živé organizmy a všetky životné procesy, ktoré sa v nich vyskytujú. Konkrétne ide o chemické reakcie, ku ktorým dochádza pri vstrebávaní potravy, uvoľňovaní odpadových látok, raste a vývoji. Základom biochémie je teda štúdium:

1. Nebunkové formy života - vírusy.
2. Prokaryotické bakteriálne bunky.
3. Vyššie a nižšie rastliny.
4. Zvieratá všetkých známych tried.
5. Ľudské telo.

Zároveň je samotná biochémia pomerne mladá veda, ktorá vznikla len nahromadením dostatočného množstva poznatkov o vnútorných procesoch v živých bytostiach. Jeho vznik a izolácia sa datuje do druhej polovice 19. storočia.

Moderné odvetvia biochémie

V súčasnej fáze vývoja obsahuje biochémia niekoľko hlavných častí, ktoré sú uvedené v tabuľke.

Môžeme teda povedať, že biochémia je celý komplex malých vied, ktoré pokrývajú celú škálu najzložitejších vnútorných procesov živých systémov.

Pridružené vedy

Postupom času sa nahromadilo toľko rôznych vedomostí a vytvorilo sa toľko vedeckých zručností pri spracovaní výsledkov výskumu, šľachtení bakteriálnych kolónií a RNA, vkladaní známych častí genómu s danými vlastnosťami atď., Že sú potrebné ďalšie vedy. ktoré sú vedľajšou súčasťou biochémie. Sú to vedy ako:

• molekulárna biológia;
• Genetické inžinierstvo;
• génová chirurgia;
• molekulárna genetika;
• enzymológia;
• imunológia;
• molekulárnej biofyziky.

Každá z uvedených oblastí vedomostí má veľa úspechov v štúdiu bioprocesov v živých biologických systémoch, a preto je veľmi dôležitá. Všetky patria k vedám 20. storočia.

Dôvody intenzívneho rozvoja biochémie a príbuzných vied

V roku 1958 Korana objavil gén a jeho štruktúru, po ktorej bol v roku 1961 rozlúštený genetický kód. Potom sa stanovila štruktúra molekuly DNA - dvojvláknová štruktúra schopná reduplikácie (samoreprodukcie). Boli opísané všetky jemnosti metabolických procesov (anabolizmus a katabolizmus), študovala sa terciárna a kvartérna štruktúra molekuly proteínu. A to nie je úplný zoznam najvýznamnejších objavov 20. storočia, ktoré tvoria základ biochémie. Všetky tieto objavy patria biochemikom a samotnej vede ako takej. Preto existuje veľa predpokladov na jeho rozvoj. Pre jeho dynamiku a intenzitu pri jeho formovaní môžeme identifikovať niekoľko moderných dôvodov.

1. Bol odhalený základ väčšiny chemických procesov prebiehajúcich v živých organizmoch.
2. Bol formulovaný princíp jednoty vo väčšine fyziologických a energetických procesov pre všetky živé bytosti (napríklad sú rovnaké u baktérií a ľudí).
3. Lekárska biochémia poskytuje kľúč k liečbe množstva rôznych zložitých a nebezpečných chorôb.
4. Pomocou biochémie je možné pristupovať k riešeniu najglobálnejších problémov biológie a medicíny.

Z toho vyplýva záver: biochémia je progresívna, dôležitá a veľmi širokospektrálna veda, ktorá nám umožňuje nájsť odpovede na mnohé otázky ľudstva.

Biochémia v Rusku

Biochémia je u nás rovnako pokroková a dôležitá veda ako na celom svete. Na území Ruska je pomenovaný Ústav biochémie. A. N. Bakh RAS, Ústav biochémie a fyziológie mikroorganizmov pomenovaný po. G.K. Scriabin RAS, Výskumný ústav biochémie SB RAS. Naši vedci majú v dejinách rozvoja vedy veľkú úlohu a mnohé zásluhy. Objavila sa napríklad metóda imunoelektroferézy, mechanizmy glykolýzy, sformuloval sa princíp komplementarity nukleotidov v štruktúre molekuly DNA a prišlo k mnohým ďalším významným objavom. Koncom 19. a začiatkom 20. stor. V podstate nevznikli celé ústavy, ale katedra biochémie na niektorých univerzitách. Čoskoro však vznikla potreba rozšíriť priestor na štúdium tejto vedy z dôvodu jej intenzívneho rozvoja.

Biochemické procesy rastlín

Biochémia rastlín je neoddeliteľne spojená s fyziologickými procesmi. Vo všeobecnosti je predmetom štúdia biochémie a fyziológie rastlín:

• životne dôležitá aktivita rastlinnej bunky;
• fotosyntéza;
• dych;
• vodný režim rastlín;
• minerálna výživa;
• kvalita plodiny a fyziológia jej tvorby;
• odolnosť rastlín voči škodcom a nepriaznivým podmienkam prostredia.

Dôsledky pre poľnohospodárstvo

Poznanie hlbokých procesov biochémie v rastlinných bunkách a tkanivách umožňuje zvyšovať kvalitu a kvantitu plodín pestovaných poľnohospodárskych rastlín, ktoré sú masovými producentmi dôležitých potravinárskych produktov pre celé ľudstvo. Fyziológia a biochémia rastlín navyše umožňujú nájsť spôsoby riešenia problémov so zamorením škodcami, odolnosťou rastlín voči nepriaznivým podmienkam prostredia a umožňujú zlepšiť kvalitu plodín.

Biologická chémia Lelevich Vladimir Valeryanovich

Kapitola 1. Úvod do biochémie

Kapitola 1. Úvod do biochémie

Biologická chémia- veda, ktorá študuje chemickú podstatu látok tvoriacich živé organizmy, premeny týchto látok (metabolizmus), ako aj súvislosť týchto premien s činnosťou jednotlivých tkanív a celého organizmu ako celku.

biochémia - je veda o molekulárnom základe života. Existuje niekoľko dôvodov, prečo biochémia v súčasnosti priťahuje veľkú pozornosť a rýchlo sa rozvíja.

1. Po prvé, biochemikom sa podarilo objasniť chemický základ mnohých dôležitých biochemických procesov.

2. Po druhé, boli objavené spoločné cesty premeny molekúl a všeobecné princípy, ktoré sú základom rôznych prejavov života.

3. Po tretie, biochémia má čoraz hlbší vplyv na medicínu.

4. Po štvrté, rýchly rozvoj biochémie v posledných rokoch umožnil výskumníkom začať študovať najpálčivejšie, základné problémy biológie a medicíny.

História vývoja biochémie

V dejinách rozvoja biochemického poznania a biochémie ako vedy možno rozlíšiť 4 obdobia.

I obdobie - od staroveku po renesanciu (XV storočia). Ide o obdobie praktického využívania biochemických procesov bez znalosti ich teoretických základov a prvého, niekedy veľmi primitívneho, biochemického výskumu. V tých najvzdialenejších časoch už ľudia poznali technológiu priemyselných odvetví založených na biochemických procesoch, ako je pečenie chleba, výroba syra, výroba vína a činenie kože. Využitie rastlín na potravinárske účely, na prípravu farieb a tkanín podnietilo pokusy pochopiť vlastnosti jednotlivých látok rastlinného pôvodu.

Obdobie II - od začiatku renesancie do druhej polovice 19. storočia, kedy sa biochémia stala samostatnou vedou. Veľký bádateľ tej doby, autor mnohých majstrovských diel umenia, architekt, inžinier, anatóm Leonardo da Vinci robil experimenty a na základe ich výsledkov dospel za tie roky k dôležitému záveru, že živý organizmus môže existovať len v atmosfére, v ktorej plameň môže horieť.

Počas tohto obdobia stojí za to vyzdvihnúť diela takých vedcov ako Paracelsus, M. V. Lomonosov, Yu. Liebig, A. M. Butlerov, Lavoisier.

Obdobie III - od druhej polovice 19. storočia do 50. rokov 20. storočia. Vyznačuje sa prudkým nárastom intenzity a hĺbky biochemického výskumu, objemom získaných informácií a zvýšeným aplikačným významom – využívaním biochemických výdobytkov v priemysle, medicíne a poľnohospodárstve. Do tejto doby sa datujú práce jedného zo zakladateľov ruskej biochémie A. Ya.Danilevského (1838–1923), M. V. Nentského (1847–1901). Na prelome 19. a 20. storočia pôsobil najväčší nemecký organický chemik a biochemik E. Fischer (1862–1919). Sformuloval základné princípy polypeptidovej teórie proteínov, ktorá začala výskumom A. Ya.Danilevského. Do tejto doby sa datujú práce veľkého ruského vedca K. A. Timiryazeva (1843–1920), zakladateľa sovietskej biochemickej školy A. N. Bacha a nemeckého biochemika O. Warburga. V roku 1933 G. Krebs podrobne študoval ornitínový cyklus tvorby močoviny a jeho objav cyklu trikarboxylových kyselín sa datuje do roku 1937. V roku 1933 D. Keilin (Anglicko) izoloval cytochróm C a reprodukoval proces prenosu elektrónov pozdĺž dýchacieho reťazca v prípravkoch zo srdcového svalu. V roku 1938 A.E. Braunstein a M.G. Kritsman prvýkrát opísali transaminačné reakcie, ktoré sú kľúčové v metabolizme dusíka.

Obdobie IV – od začiatku 50. rokov 20. storočia po súčasnosť. Vyznačuje sa širokým využívaním fyzikálnych, fyzikálno-chemických a matematických metód v biochemickom výskume, aktívnym a úspešným štúdiom základných biologických procesov (biosyntéza proteínov a nukleových kyselín) na molekulárnej a supramolekulárnej úrovni.

Tu je stručná chronológia hlavných objavov v biochémii tohto obdobia:

1953 – J. Watson a F. Crick navrhli dvojzávitnicový model štruktúry DNA.

1953 – F. Sanger prvýkrát rozlúštil aminokyselinovú sekvenciu inzulínového proteínu.

1961 – M. Nirenberg rozlúštil prvé „písmeno“ kódu syntézy proteínov – DNA triplet zodpovedajúci fenylalanínu.

1966 – P. Mitchell sformuloval chemiosmotickú teóriu spojenia dýchania a oxidatívnej fosforylácie.

1969 – R. Merifield chemicky syntetizoval enzým ribonukleázu.

1971 - v spoločnej práci dvoch laboratórií pod vedením Yu.A. Ovchinnikova a A. E. Braunsteina bola stanovená primárna štruktúra aspartátaminotransferázy, proteínu 412 aminokyselín.

1977 - F. Sanger po prvý raz úplne rozlúštil primárnu štruktúru molekuly DNA (fág? X 174).

Rozvoj lekárskej biochémie v Bielorusku

Od vytvorenia Katedry biochémie na Bieloruskej štátnej univerzite v roku 1923 sa začala odborná príprava národného biochemického personálu. V roku 1934 bola katedra biochémie zorganizovaná vo Vitebskom lekárskom inštitúte, v roku 1959 - v Grodnom Medical Institute, v roku 1992 - v Gomel Medical Institute. Do čela katedier boli pozvaní a zvolení známi vedci a významní odborníci v oblasti biochémie: A. P. Bestuzhev, G. V. Derviz, L. E. Taranovič, N. E. Glushakova, V. K. Kukhta, V. S. Shapot, L. G. Orlová, A. A. Chirkin, N. K. Ostrovsky Lukashik. Na formovanie vedeckých škôl v oblasti lekárskej biochémie mali veľký vplyv aktivity takých vynikajúcich vedcov ako M. F. Merežinskij (1906 – 1970), V. A. Bondarin (1909 – 1985), L. S. Čerkasová (1909 – 1998), V. S. Shapot (1909). –1989), Yu.M. Ostrovskij (1925–1991), A. T. Pikulev (1931–1993).

V roku 1970 bola v Grodne vytvorená Katedra metabolickej regulácie Akadémie vied SAV, ktorá sa v roku 1985 transformovala na Ústav biochémie Národnej akadémie vied Bieloruska. Prvým vedúcim katedry a riaditeľom ústavu bol akademik Akadémie vied BSSR Ju. M. Ostrovskij. Pod jeho vedením sa začala komplexná štúdia vitamínov, najmä tiamínu. Tvorba

Yu.M. Ostrovského doplnili a pokračovali vo výskume svojich žiakov: N. K. Lukashik, A. I. Balakleevsky, A. N. Razumovič, R. V. Trebukhina, F. S. Larin, A. G. Moiseenko.

Najdôležitejšími praktickými výsledkami činnosti vedeckých biochemických škôl bola organizácia štátnej laboratórnej služby republiky (profesor V. G. Kolb), otvorenie Republikového liečebného a diagnostického centra pre metabolickú terapiu vo Vitebskom lekárskom ústave (profesor A. A. Chirkin), vytvorenie laboratória lekárskych a biologických problémov narkológie v Lekárskom inštitúte Grodno (profesor V. V. Lelevich).

1. Zloženie a štruktúra chemických látok živého organizmu - statická biochémia.

2. Celý súbor premien látok v tele (metabolizmus) je dynamická biochémia.

3. Biochemické procesy, ktoré sú základom rôznych prejavov života - funkčná biochémia.

4. Štruktúra a mechanizmus účinku enzýmov - enzymológia.

5. Bioenergia.

6. Molekulárny základ dedičnosti - prenos genetickej informácie.

7. Regulačné mechanizmy metabolizmu.

8. Molekulové mechanizmy špecifických funkčných procesov.

9. Vlastnosti metabolizmu v orgánoch a tkanivách.

Sekcie a smery biochémie

1. Biochémia ľudí a zvierat.

2. Biochémia rastlín.

3. Biochémia mikroorganizmov.

4. Lekárska biochémia.

5. Technická biochémia.

6. Evolučná biochémia.

7. Kvantová biochémia.

Predmety biochemického výskumu

1. Organizmy.

2. Jednotlivé orgány a tkanivá.

3. Rezy orgánov a tkanív.

4. Homogenáty orgánov a tkanív.

5. Biologické tekutiny.

6. Bunky.

7. Kvasinky, baktérie.

8. Subcelulárne zložky a organely.

9. Enzýmy.

10. Chemikálie (metabolity).

Biochemické metódy

1. Homogenizácia tkanív.

2. Odstreďovanie:

Jednoduché

Ultracentrifugácia

Odstreďovanie s hustotným gradientom.

3. Dialýza.

4. Elektroforéza.

5. Chromatografia.

6. Izotopová metóda.

7. Kolorimetria.

8. Spektrofotometria.

9. Stanovenie enzymatickej aktivity.

Vzťah medzi biochémiou a inými disciplínami

1. Bioorganická chémia

2. Fyzikálna koloidná chémia

3. Biofyzikálna chémia

4. Molekulárna biológia

5. Genetika

6. Normálna fyziológia

7. Patologická fyziológia

8. Klinické disciplíny

9. Farmakológia

10. Klinická biochémia