Значення біохімії. Що таке біохімія і що вона вивчає Види біохімії

Біохімія (від грец. «bios» – «життя», біологічна чи фізіологічна) – це наука, яка вивчає хімічні процеси всередині клітини, які впливають життєдіяльність всього організму чи його певних органів. Метою науки біохімії є пізнання хімічних елементів, складу та процесу обміну речовин, способів його регуляції у клітині. За іншими визначеннями, біохімією називається наука про хімічну структуру клітин та організми живих істот.

Щоб зрозуміти, навіщо потрібна біохімія, представимо науки як елементарної таблиці.

Як видно, основою для всіх наук є анатомія, гістологія та цитологія, які вивчають усе живе.На їх основі побудовано біохімію, фізіологію та патофізіологію, де пізнають функціонування організмів та хімічні процеси всередині них. Без цих наук не можуть існувати й інші, що представлені у верхньому секторі.

Є й інший підхід, яким науки діляться на 3 типу (рівня):

• Ті, що вивчають клітинний, молекулярний та тканинний рівень життя (науки – анатомія, гістологія, біохімія, біофізика);
• Вивчають патологічні процеси та захворювання (патофізіологія, патологічна анатомія);
• Діагностують зовнішню реакцію організму на захворювання (клінічні науки, такі як терапія та хірургія).

Ось так ми з'ясували, яке серед наук займає біохімія, чи, як її ще називають, медична біохімія. Адже будь-яка ненормальна поведінка організму, процес його метаболізму вплине на хімічну структуру клітин та виявить себе під час проведення ВАК.

Навіщо здають аналізи? Що свідчить біохімічний аналіз крові?

Біохімія крові – це метод діагностування в лабораторних умовах, що показує захворювання у різних напрямках медицини (наприклад, терапії, гінекології, ендокринології) та допомагає визначити роботу внутрішніх органів та якість обміну білків, ліпідів та вуглеводів, а також достатність в організмі мікроелементів.

БАК, або біохімічне дослідження крові, - це аналіз, за ​​допомогою якого отримують найширшу інформацію щодо різноманітних захворювань. За його результатами можна дізнатися функціональний стан організму і кожного органу в окремому випадку, адже будь-яка недуга, яка атакує людину, так чи інакше проявиться в результатах ВАК.

Що входить до складу біохімії?

Не дуже зручно, та й не потрібно, проводити біохімічні дослідження всіх показників, і крім того, чим їх більше, тим більше потрібно крові, а також і дорожче вони вам обійдуться.Тому розрізняють стандартний і комплексний ВАКи. Стандартний призначається в більшості випадків, а ось розширений з додатковими показниками призначає лікар, якщо йому потрібно з'ясувати додаткові нюанси залежно від симптомів недуги та цілей аналізу.

Основні показники.

1. Загальний білок у крові (TP, Total Protein).
2. Білірубін.
3. Глюкоза, ліпаза.
4. АлАТ (Аланінамінотрансфераза, АЛТ) та АсАТ (Аспартатамінотрансфераза, АСТ).
5. Креатинін.
6. Сечовина.
7. Електроліти (Калій, K/Кальцій, Са/Натрій, Na/Хлор, Cl/Магній, Mg).
8. Холестерин загальний.

Розгорнутий профіль включає будь-які з цих додаткових показників (а також інші, дуже специфічні і вузькоспрямовані, не позначені в цьому переліку).

Біохімічний загальнотерапевтичний стандарт: норми дорослих

Розшифровка біохімії

Розшифрування даних, які були описані вище, проводиться за певними значеннями та нормами.

1. Загальний білок- Це кількість всього протеїну, що знаходиться в людському організмі. Перевищення норми вказує на різні запалення в організмі (на проблеми печінки, нирок, сечостатевої системи, опікової недуги або рак), при дегідратації (зневодненні) під час блювання, потовиділення в особливо великих розмірах, кишкової непрохідності або мієломної хвороби, недолік – на дисбаланс у поживному раціоні, тривале голодування, хвороба кишечника, печінки або при порушенні синтезу внаслідок спадкових захворювань.
2. 
   Альбумін‒ це білкова фракція, що міститься в крові, з високою концентрацією. Він зв'язує воду, і його низька кількість призводить до розвитку набряків – вода не затримується у крові та потрапляє у тканини. Зазвичай, якщо знижується білок, то кількість альбуміну падає.
3. Аналіз білірубіну в плазмі загальний(Прямий і непрямий) - це діагностика пігменту, який утворюється після розщеплення гемоглобіну (для людини він токсичний). Гіпербілірубінемія (перевищення рівня білірубіну) називається жовтяницею, причому виділяють клінічну жовтяницю надпечінкову (у тому числі у новонароджених), печінково-клітинну та підпечінкову. Вона вказує на анемію, великі крововиливи згодом гемолітичної анемії, гепатит, руйнування печінки, онкологію та інші захворювання. Вона лякає патологією печінки, але може підвищитися і у людини, яка перенесла удари та травми.
4. Глюкоза.Її рівень визначає вуглеводний обмін, тобто енергію в організмі, і як працює підшлункова залоза. Якщо глюкози дуже багато - це може бути діабет, фізичні навантаження або вплинув прийом гормональних препаратів, якщо мало гіперфункція підшлункової залози, хвороби ендокринної системи.
5. Ліпаза -це фермент, що розщеплює жири, який відіграє важливу роль в обміні речовин. Його підвищення свідчить про підшлункову хворобу.
6. АЛТ- "печінковий маркер", по ньому відстежують патологічні процеси печінки. Підвищена норма інформує про проблеми у роботі серця, печиві чи гепатиті (вірусному).
7. АСТ- «Серцевий маркер», по ньому видно якість роботи серця. Перевищення норми свідчить про порушення роботи серця та гепатит.
8. Креатинін- Надає інформацію про функціонування нирок. Підвищений, якщо у людини є гостре або хронічне захворювання нирок або спостерігається руйнування м'язової тканини, ендокринних порушеннях. Завищений у людей, які вживають багато м'ясних продуктів. І тому креатинін знижений у вегетаріанців, а також у вагітних, але дуже на діагностику не вплине.
9. Аналіз сечовини- Це дослідження продуктів білкового обміну, роботи печінки та нирок. Завищення показника відбувається при порушенні роботи нирок, коли вони не справляються з виведенням рідини з організму, а зниження характерно для вагітних, при дієті і порушеннях, пов'язаних з роботою печінки.
10. Гмту біохімічному аналізі інформує про обмін амінокислот в організмі. Його високий показник видно при алкоголізмі, а також, якщо уражається кров токсинами або передбачається дисфункція печінки та жовчовивідних шляхів. Низький - якщо є хронічні захворювання печінки.
11. ЛДГу дослідженні характеризує перебіг енергетичних процесів гліколізу та лактату. Високий показник вказує на негативний вплив на печінку, легені, серце, підшлункову залозу або нирки (захворювання на пневмонію, інфаркт, панкреатит та інші). Низький показник лактатдегідрогенази, як і низький креатинін, на діагностику не вплине. Якщо ЛДГ підвищений, причини у жінок можуть бути: підвищені фізичні навантаження та вагітність. У новонароджених також цей показник трохи завищений.
12. Електролітний балансвказує на нормальний процес обміну речовин у клітину та з клітини назад, у тому числі й процес роботи серця. Аліментарні порушення найчастіше стають головною причиною дисбалансу електролітів, але це може бути блювання, діарея, гормональний збій або збій у роботі нирок.
13. Холестерол(холестерин) загальний – підвищується, якщо у людини ожиріння, атеросклероз, дисфункції печінки, щитовидної залози, та знижується, коли людина сідає на безжирову дієту, при септисі чи іншій інфекції.
14. Амілаза- фермент, що міститься в слині та підшлунковій. Високий рівень покаже, якщо є холецистит, ознаки цукрового діабету, перитоніту, паротиту та панкреатиту. Також підвищиться, якщо вживати алкогольні напої чи препарати – глюкокортикоїди, також притаманно вагітних під час токсикозу.

Показників біохімії дуже багато і основних, і додаткових, також проводиться комплексна біохімія, до якої входять як основні, і додаткові показники на розсуд лікаря.

Здати біохімію натще чи ні: як підготуватися до аналізу?

Аналіз крові на Бх - відповідальний процес, і готуватися до нього потрібно заздалегідь і з усією серйозністю.

Ці заходи необхідні, щоб аналіз був точнішим і жодні додаткові фактори на нього не вплинули.В іншому випадку – доведеться передавати аналізи, оскільки найменші зміни умов значно вплинуть на процес метаболізму.

Звідки беруть і як здавати кров

Здавання крові на біохімію відбувається шляхом забору шприцем крові з вени на ліктьовому згині, іноді з вени на передпліччя або кисті. У середньому достатньо 5-10 мл крові, щоб зробити основні показники.Якщо потрібен розгорнутий аналіз біохімії – тоді береться і більший об'єм крові.

Норма показників біохімії на спеціалізованому устаткуванні від різних виробників може дещо відрізнятись від середніх кордонів. Експрес-метод має на увазі отримання результатів протягом одного дня.

Процедура забору крові майже безболісна: сідаєте, процедурна медсестра готує шприц, налагоджує на руку джгут, обробляє місце, де робитиметься укол, антисептиком і бере зразок крові.

Отриману поміщає у пробірку та віддають у лабораторію на діагностику. Лікар-лаборант розміщує зразок плазми у спеціальному приладі, який створений для визначення з високою точністю показників біохімії. Він же проводить обробку та зберігання крові, визначає дозування та порядок проведення біохімії, діагностує отримані результати, залежно від тих показників, які зажадав лікар, та оформляє бланк результатів біохімії та лабораторно-хімічний аналіз.

Лабораторно-хімічний аналіз передають протягом дня лікарю, який ставить діагноз і призначає лікування.

ВАК зі своєю безліччю різноманітних показників дає можливість побачити велику клінічну картину конкретної людини та конкретної хвороби.

У цій статті ми дамо відповідь на питання, що таке біохімія. Тут ми розглянемо визначення цієї науки, її історію та методи дослідження, приділимо увагу деяким процесам та визначимо її розділи.

Вступ

Щоб відповісти на питання про те, що таке біохімія, достатньо сказати, що це наука, присвячена хімічному складу та процесам, що протікають усередині живої клітини організму. Однак вона має безліч складових, дізнавшись які, можна конкретизовано скласти уявлення про неї.

У деяких часових епізодах ХІХ століття термінологічна одиниця «біохімія» почала вперше використовуватися. Однак була введена в наукові кола лише 1903 року хіміком з Німеччини - Карлом Нейбергом. Ця наука займає проміжну позицію між біологією та хімією.

Історичні факти

Відповісти на питання чітко, що таке біохімія, людство спромоглося лише близько ста років тому. Незважаючи на те, що суспільство використовувало біохімічні процеси та реакції ще в давнину, воно не підозрювало про наявність їх істинної суті.

Одними з найвіддаленіших прикладів може бути виготовлення хліба, виноробство, сироваріння тощо. буд. Ряд питань про цілющі властивості рослин, проблем із здоров'ям тощо. змусив людини вникнути у тому основу і природу діяльності.

Розвиток загального набору напрямів, які зрештою призвели до створення біохімії, спостерігається вже в давні часи. Вчений-лікар із Персії в десятому столітті написав книгу про канони лікарської науки, де зміг докладно викласти опис різних лікарських речовин. У XVII столітті ван Гельмонт запропонував термін «ферменту» як одиниці реагенту хімічної природи, яка бере участь у процесах травлення.

У XVIII столітті завдяки роботам А.Л. Лавуазьє та М.В. Ломоносова, було виведено закон збереження маси речовини. Наприкінці того ж століття було визначено значення кисню у процесі дихання.

У 1827 році наука дозволила створити поділ молекул біологічної природи на сполуки жирів, білків та вуглеводів. Цими термінами користуються досі. Роком пізніше у роботі Ф. Велера було підтверджено, що речовини живих систем можуть синтезуватися штучними методами. Ще однією важливою подією було виготовлення та складання теорії будови органічних сполук.

Основи біохімії формувалися багато сотень років, але прийняли чітке визначення 1903 року. Ця наука стала першою дисципліною з розряду біологічних, яка мала власну систему математичних аналізів.

Через 25 років, 1928 року, Ф. Гріффіт провів експеримент, метою якого було дослідження механізму трансформації. Вчений заражав мишей пневмококами. Він убивав бактерії одного штаму і додавав їх до бактерій іншого. Дослідження показало, що процес очищення хвороботворних агентів призвів до утворення нуклеїнової кислоти, а чи не білка. Перелік відкриттів поповнюється і зараз.

Наявність суміжних дисциплін

Біохімія – це окрема наука, проте її створенню передував активний процес розвитку органічного поділу хімії. Головна відмінність полягає у об'єктах дослідження. У біохімії розглядаються ті речовини чи процеси, які можуть протікати за умов живих організмів, а чи не поза ними.

Зрештою, біохімія включила поняття молекулярної біології. Відрізняються вони між собою переважно методами дій та предметів, які вони вивчають. Нині термінологічні одиниці «біохімія» і «молекулярна біологія» почали використовувати синоніми.

Наявність розділів

На сьогоднішній день біохімія включає низку дослідницьких напрямків, серед яких:

Розділ статичної біохімії - наука про хімічний склад живих істот, структур та молекулярне розмаїття, функції і т.д.

Існує ряд розділів, що вивчає біологічні полімери білкових, ліпідних, вуглеводних, амінокислотних молекул, а також нуклеїнові кислоти та сам нуклеотид.

Біохімія, що вивчає вітаміни, їх роль та форму впливу на організм, можливі порушення у процесах життєдіяльності при нестачі або надмірній кількості.

Гормональна біохімія - наука, що вивчає гормони, їх біологічний ефект, причини нестачі чи надлишку.

Наука про обмін речовин та його механізми - динамічний розділ біохімії (включає біоенергетику).

Дослідження молекулярної біології.

Функціональна складова біохімії вивчає явище хімічних перетворень, які відповідають за функціональність всіх компонентів організму, починаючи з тканин, а закінчуючи всім тілом.

Медична біохімія – розділ про закономірності обміну речовин між структурами організму під впливом захворювань.

Також існують відгалуження біохімії мікроорганізмів, людини, тварин, рослин, крові, тканин тощо.

Засоби дослідження та вирішення проблем

Методи біохімії ґрунтуються на фракціонуванні, аналізі, детальному вивченні та розгляді структури як окремого компонента, так і цілого організму або його речовини. Більшість із них формувалися протягом XX століття, а найширшу популярність здобула хроматографія - процес центрифугування та електрофорез.



Наприкінці XX століття біохімічні методи почали все частіше знаходити своє застосування в молекулярних і клітинних розділах біології. Було визначено структуру всього геному людської ДНК. Це відкриття дало можливість дізнатися про існування величезної низки речовин, зокрема різних білків, які виявлялися під час очищення біомаси, у зв'язку з їх надзвичайно малим вмістом у речовині.

Геноміка поставила під сумнів величезну кількість біохімічних знань та зумовила розвиток змін у її методології. Виникло поняття комп'ютерного віртуального моделювання.

Хімічна складова

Фізіологія та біохімія тісно пов'язані між собою. Це залежить від норми перебігу всіх фізіологічних процесів із вмістом різного ряду хімічних елементів.



У природі можна зустріти 90 компонент періодичної таблиці хімічних елементів, але для життя необхідно близько чверті. Багато рідкісних компонентів наш організм зовсім не потребує.

Різне становище таксона в ієрархічній таблиці живих істот зумовлює різну потребу у тих чи інших елементів.

99% людської маси складається із шести елементів (С, Н, N, O, F, Ca). Крім основної кількості даних видів атомів, що утворюють речовини, нам потрібні ще 19 елементів, але в малих або мікроскопічних обсягах. Серед них є: Zn, Ni, Ma, K, Cl, Na та інші.

Біомолекула білка

Головні молекули, вивченням яких займається біохімія, належать до вуглеводів, білків, ліпідів, нуклеїнових кислот, а також увага цієї науки зосереджена на їх гібридах.

Білки - сполуки, що мають великі розміри. Вони утворюються у вигляді зв'язування ланцюжків з мономерів - амінокислот. Більшість живих істот отримує білки з допомогою синтезу двадцяти видів цих сполук.

Ці мономери відрізняються між собою структурою радикальної групи, яка грає величезну роль під час згортання білка. Мета цього процесу полягає у освіті тривимірної структури. Поєднуються між собою амінокислоти за допомогою утворення пептидних зв'язків.

Відповідаючи питанням у тому, що таке біохімія, не можна згадати такі складні і багатофункціональні біологічні макромолекули, як білки. Вони мають більше завдань, ніж полісахариди чи нуклеїнові кислоти, які потрібно виконати.

Деякі білки представлені ферментами і займаються каталізом різних реакцій біохімічної природи, що дуже важливо для обміну речовин. Інші білкові молекули можуть виконувати роль сигнальних механізмів, утворювати цитоскелети, брати участь у імунному захисті тощо.

Деякі види білків здатні утворювати небілкові біомолекулярні комплекси. Речовини, створені шляхом злиття білків з олігосахаридами, дозволяють існувати таким молекулам, як глікопротеїни, а взаємодія з ліпідами призводить до появи ліпопротеїнів.

Молекула нуклеїнової кислоти

Нуклеїнові кислоти представлені комплексами макромолекул, які складаються з полінуклеотидного набору ланцюжків. Їхнє головне функціональне призначення полягає в кодуванні спадкової інформації. Синтез нуклеїнової кислоти відбувається завдяки наявності мононуклеозидтрифосфатних макроенергетичних молекул (АТФ, ТТФ, УТФ, ГТФ, ЦТФ).

Найпоширеніші представники таких кислот - це ДНК і РНК. Ці структурні елементи перебувають у складі кожної живої клітини, від археї, до еукаріотів, і навіть у вірусах.

Молекула ліпіду

Ліпіди - це молекулярні речовини, складені гліцерином, до яких за допомогою складно-ефірних зв'язків прикріплюються жирні кислоти (від 1 до 3). Такі речовини ділять на групи у відповідність до довжиною вуглеводневого ланцюжка, а також звертають увагу на насиченість. Біохімія води не дозволяє їй розчиняти у собі сполуки ліпідів (жирів). Як правило, такі речовини розчиняються у полярних розчинах.



Основні завдання ліпідів полягають у забезпеченні енергією організму. Деякі входять до складу гормонів, можуть виконувати сигнальну функцію або переносити ліпофільні молекули.

Молекула вуглеводу

Вуглеводи - біополімери, утворені шляхом з'єднання мономерів, які в даному випадку представлені моносахаридами, такими як, наприклад, глюкоза або фруктоза. Вивчення біохімії рослин дозволило людині визначити, що основна частина вуглеводів міститься саме в них.

Своє застосування ці біополімери знаходять у структурній функції та наданні енергетичних ресурсів організму чи клітині. У рослинних організмів головним запасним речовиною служить крохмаль, а тварин - глікоген.

Перебіг циклу Кребса

Існує в біохімії цикл Кребса - явище, в ході якого переважна кількість еукаріотичних організмів отримують більшу частину енергії, що витрачається на процеси окислення їжі, що поглинається.

Спостерігати його можна всередині клітинних мітохондрій. Утворюється у вигляді кількох реакцій, у ході яких вивільняються запаси «захованої» енергії.

У біохімії цикл Кребса - це важливий фрагмент загального дихального процесу та речового обміну всередині клітин. Цикл було відкрито та вивчено Х. Кребсом. За це вчений отримав Нобелівську премію.

Цей процес також називають системою для перенесення електронів. Це з супутнім переходом АТФ в АДФ. Перше з'єднання, своєю чергою, займається забезпеченням метаболічних реакцій з допомогою виділення енергії.

Біохімія та медицина

Біохімія медицини представлена ​​у вигляді науки, що охоплює безліч областей біологічних і хімічних процесів. В даний час існує ціла галузь в освіті, яка готує фахівців для цих досліджень.

Тут вивчають все живе: від бактерії чи вірусу до людського організму. Наявність спеціальності біохіміка дає суб'єкту можливість стежити за постановкою діагнозу та аналізувати лікування, що застосовується до індивідуальної одиниці, робити висновки тощо.



Щоб підготувати висококваліфікованого експерта у цій галузі, потрібно навчити його природничим наукам, медичним основам та біотехнологічним дисциплінам, проводять безліч тестів з біохімії. Також студенту дають можливість практично застосовувати свої знання.

ВНЗ біохімії в даний час набувають все більшої популярності, що обумовлюється швидким розвитком цієї науки, її важливістю для людини, затребуваністю і т.д.

Серед найвідоміших навчальних закладів, де готують фахівців цієї галузі науки, найпопулярніші та найзначніші: МДУ ім. Ломоносова, ПДПУ ім. Бєлінського, МДУ ім. Огарьова, Казанський та Красноярський державні університети та інші.

Перелік документів, необхідних для вступу до таких вузів, не відрізняється від списку для зарахування до інших вищих навчальних закладів. Біологія та хімія є основними предметами, які необхідно здавати під час вступу.

Пацієнти лікарень та їхні родичі часто цікавляться, що таке біохімія. Це слово можна використовувати у двох значеннях: як наука як і позначення біохімічного аналізу крові. Розглянемо кожну з них.

Біохімія як наука

Біологічна чи фізіологічна хімія – біохімія – це наука, яка вивчає хімічний склад клітин будь-яких живих організмів. У ході її вивчення також розглядаються закономірності, відповідно до яких відбуваються всі хімічні реакції в живих тканинах, що забезпечують життєдіяльність організмів.

Сумежними з біохімією науковими дисциплінами є молекулярна біологія, органічна хімія, клітинна біологія та ін. Слово «біохімія» можна застосувати, наприклад, у реченні: «Біохімія як окрема наука сформувалася приблизно 100 років тому».

А ось дізнатися детальніше про схожу науку ви зможете, якщо ознайомитеся з нашою статтею.

Біохімія крові

Біохімічний аналіз крові має на увазі лабораторне дослідження різноманітних показників у крові, аналізи при цьому беруть із вени (процес венепункції). За результатами дослідження можна оцінити стан організму, саме органів прокуратури та систем. Докладніше про цей аналіз можна дізнатися з нашого розділу.

Завдяки біохімії крові можна з'ясувати, як працюють нирки, печінка, серце, а також визначити ревматичний фактор, водно-сольовий баланс та ін.

Тварин, рослин, грибів, вірусів, бактерій. Чисельність представників кожного царства настільки велика, що залишається тільки дивуватися, як ми всі поміщаємось на Землі. Але, незважаючи на таке різноманіття, все живе на планеті поєднує кілька основних особливостей.

Спільність всього живого

Докази складаються з кількох основних особливостей живих організмів:

• необхідності в харчуванні (споживання енергії та перетворення її всередині організму);
• потреби у диханні;
• здатність до розмноження;
• зростанні та розвитку протягом життєвого циклу.

Кожен із перелічених процесів представлений в організмі масою хімічних реакцій. Щомиті всередині будь-якої живої істоти, а тим більше людини, відбуваються сотні реакцій синтезу та розпаду органічних молекул. Структура, особливості хімічного впливу, взаємодія один з одним, синтез, розпад та побудова нових структур молекул органічної та неорганічної будови – все це предмет вивчення великої, цікавої та різноманітної науки. Біохімія - це молода прогресивна галузь знання, що вивчає все, що відбувається всередині живих істот.

Об'єкт

Об'єктом вивчення біохімії є тільки живі організми і всі процеси життєдіяльності, що відбуваються в них. А саме - хімічні реакції, що відбуваються при поглинанні їжі, виділення продуктів життєдіяльності, зростанні та розвитку. Так, основи біохімії складає вивчення:

1. Неклітинні форми життя - віруси.
2. Прокаріотичні клітини бактерій.
3. Вищих та нижчих рослин.
4. Тварин усіх відомих класів.
5. організму людини.

При цьому сама біохімія - це наука досить молода, що виникла лише з накопиченням достатньої кількості знань про внутрішні процеси живих істот. Її виникнення та відокремлення датується другою половиною ХІХ століття.

Сучасні розділи біохімії

На сучасному етапі розвитку біохімія включає кілька основних розділів, які представлені в таблиці.

Таким чином, можна сказати, що біохімія - це цілий комплекс дрібних наук, які охоплюють все різноманіття найскладніших внутрішніх процесів живих систем.

Дочірні науки

З часом накопичилося настільки багато різних знань і сформувалося стільки наукових навичок обробки результатів досліджень, виведення бактеріальних колоній, і РНК, вбудовування свідомо відомих ділянок геному із заданими властивостями і так далі, що виникла потреба в додаткових науках, які є дочірніми для біохімії. Це такі науки, як:

• молекулярна біологія;
• генна інженерія;
• генна хірургія;
• молекулярна генетика;
• ензимологія;
• імунологія;
• молекулярна біофізика.

Кожна з перерахованих областей знань має масу досягнень у вивченні біопроцесів у живих біологічних системах, тому є дуже важливою. Усі вони належать до наук ХХ століття.

Причини інтенсивного розвитку біохімії та дочірніх наук

У 1958 р. Корану відкрив ген та його структуру, після чого у 1961 р. було розшифровано генетичний код. Потім було встановлено будову молекули ДНК - дволанцюжкова структура, здатна до редуплікації (самовостворення). Були описані всі тонкощі процесів метаболізму (анаболізм та катаболізм), вивчена третинна та четвертинна структура білкової молекули. І це далеко не повний список грандіозних за значимістю відкриттів XX століття, які й становлять основу біохімії. Всі ці відкриття належать біохімікам та самій науці як такій. Тому передумов для її розвитку є безліч. Можна виділити кілька сучасних причин її динамічності та інтенсивності у становленні.

1. Виявлено основи більшості хімічних процесів, що відбуваються у живих організмах.
2. Сформульовано принцип єдності у більшості фізіологічних та енергетичних процесів для всіх живих істот (наприклад, вони однакові у бактерій та людини).
3. Медична біохімія дозволяє отримати ключ до лікування маси різних складних та небезпечних захворювань.
4. За допомогою біохімії стало можливим підібратися до вирішення найбільш глобальних питань біології та медицини.

Звідси висновок: біохімія - це прогресивна, важлива і дуже широко спектральна наука, що дозволяє знайти відповіді багато питань людства.

Біохімія у Росії

У нашій країні біохімія є такою ж прогресивною та важливою наукою, як і в цілому світі. На території Росії діють Інститут біохімії ім. О. М. Баха РАН, Інститут біохімії та фізіології мікроорганізмів ім. Г. К. Скрябіна РАН, НДІ біохімії СО РАН. Нашим вченим належить велика роль та безліч заслуг в історії розвитку науки. Так, наприклад, було відкрито метод імуноелектрофарезу, механізми гліколізу, сформульовано принцип комплементарності нуклеотидів у структурі молекули ДНК та зроблено низку інших важливих відкриттів. Наприкінці XIX та на початку XX ст. в основному були сформовані не цілі інститути, а кафедра біохімії у деяких вузах. Проте невдовзі виникла необхідність розширити простір вивчення цієї науки у зв'язку з її інтенсивним розвитком.

Біохімічні процеси рослин

Біохімія рослин нерозривно пов'язана із фізіологічними процесами. В цілому, предметом вивчення біохімії та фізіології рослин є:

• життєдіяльність рослинної клітини;
• фотосинтез;
• дихання;
• водний режим рослин;
• мінеральне харчування;
• якість урожаю та фізіологія його формування;
• стійкість рослин до шкідників та несприятливих умов навколишнього середовища.

Значення для сільського господарства

Знання глибинних процесів біохімії в рослинних клітинах і тканинах дозволяють підвищувати якість та кількість врожаю культурних сільськогосподарських рослин, які є масовими виробниками важливих продуктів для всього людства. Крім того, фізіологія та біохімія рослин дозволяють знаходити шляхи вирішення проблем зараження шкідниками, стійкості рослин до несприятливих умов середовища, дають можливість підвищити якість продукції рослинництва.

Біологічна хімія Лелевич Володимир Валер'янович

Глава 1. Введення у біохімію

Глава 1. Введення у біохімію

Біологічна хімія- Наука, що вивчає хімічну природу речовин, що входять до складу живих організмів, перетворення цих речовин (метаболізм), а також зв'язок цих перетворень з діяльністю окремих тканин і всього організму в цілому.

Біохімія –це наука про молекулярні основи життя. Існує кілька причин тому, що в наші дні біохімія привертає велику увагу та швидко розвивається.

1. По-перше, біохімікам вдалося з'ясувати хімічні основи низки найважливіших біохімічних процесів.

2. По-друге, виявлено загальні шляхи перетворення молекул та загальні принципи, що лежать в основі різноманітних проявів життя.

3. По-третє, біохімія все більш глибокий вплив на медицину.

4. По-четверте, швидке розвиток біохімії останніми роками дозволило дослідникам розпочати вивчення найгостріших, корінних проблем біології та медицини.

Історія розвитку біохімії

В історії розвитку біохімічних знань та біохімії як науки можна виділити 4 періоди.

I період - з давніх часів до епохи Відродження (XV століття). Це період практичного використання біохімічних процесів без знання їх теоретичних основ і перших, часом дуже примітивних, біохімічних досліджень. У найвіддаленіші часи люди вже знали технологію таких виробництв, що ґрунтуються на біохімічних процесах, як хлібопечення, сироваріння, виноробство, дублення шкір. Використання рослин у харчових цілях для приготування фарб, тканин наштовхувало на спроби зрозуміти властивості окремих речовин рослинного походження.

ІІ період - від початку епохи Відродження до другої половини 19 століття, коли біохімія стає самостійною наукою. Великий дослідник того часу, автор багатьох шедеврів мистецтва, архітектор, інженер, анатом Леонардо да Вінчі провів досліди і на підставі їх результатів зробив важливий для тих років висновок, що живий організм здатний існувати тільки в такій атмосфері, в якій горітиме полум'я.

У цей час слід виділити роботи таких учених, як Парацельс, М. У. Ломоносов, Ю. Лібіх, А. М. Бутлеров, Лавуазьє.

III період – з другої половини 19 століття до 50-х 20 століття. Ознаменований різким збільшенням інтенсивності та глибини біохімічних досліджень, обсягу отриманої інформації, збільшеним прикладним значенням – використанням досягнень біохімії у промисловості, медицині, сільському господарстві. На той час належать роботи однієї з основоположників вітчизняної біохімії А. Я. Данилевського (1838–1923), М. У. Ненцького (1847–1901). На рубежі 19 та 20 століть працював найбільший німецький хімік-органік та біохімік Е. Фішер (1862–1919). Ним було сформульовано основні положення поліпептидної теорії білків, початок якої дали дослідження А. Я. Данилевського. На той час ставляться роботи великого російського вченого До. А. Тимірязєва (1843–1920), засновника радянської біохімічної школи А. М. Баха, німецького біохіміка О. Варбурга. У 1933 р. Г. Кребс докладно вивчив орнітіновий цикл утворення сечовини, а 1937 датується відкриття ним же циклу трикарбонових кислот. У 1933 р. Д. Кейлін (Англія) виділив цитохром С і відтворив процес перенесення електронів по дихальному ланцюгу в препаратах із серцевого м'яза. У 1938 р. А. Є. Браунштейн та М. Г. Крицман вперше описали реакції трансамінування, які є ключовими в азотистому обміні.

IV період - з початку 50-х років 20 століття по теперішній час. Характеризується широким використанням у біохімічних дослідженнях фізичних, фізико-хімічних, математичних методів, активним та успішним вивченням основних біологічних процесів (біосинтез білків та нуклеїнових кислот) на молекулярному та надмолекулярному рівнях.

Ось коротка хронологія основних відкриттів у біохімії цього періоду:

1953 р. – Дж. Вотсон та Ф. Крик запропонували модель подвійної спіралі будови ДНК.

1953 - Ф. Сенгер вперше розшифрував амінокислотну послідовність білка інсуліну.

1961 - М. Ніренберг розшифрував першу «літеру» коду білкового синтезу - триплет ДНК, відповідний фенілаланіну.

1966 р. – П. Мітчелл сформулював хеміосмотичну теорію сполучення дихання та окислювально-фосфорилювання.

1969 р. – Р. Меріфілд хімічним шляхом синтезував фермент рибонуклеазу.

1971 р. – у спільній роботі двох лабораторій, керованих Ю. А. Овчинниковим та А. Є. Браунштейном, встановлено первинну структуру аспартатамінотрансферази – білка з 412 амінокислот.

1977 - Ф. Сенгер вперше повністю розшифрував первинну структуру молекули ДНК (фаг? Х 174).

Розвиток медичної біохімії у Білорусі

З моменту створення у 1923 р. у Білоруському державному університеті кафедри біохімії розпочалася професійна підготовка національних біохімічних кадрів. У 1934 р. організовано кафедру біохімії у Вітебському медичному інституті, у 1959 р. – у Гродненському медичному інституті, у 1992 р. – у Гомельському медичному інституті. На завідування кафедрами запрошувалися та обиралися відомі вчені, великі фахівці в галузі біохімії: А. П. Бестужев, Г. В. Дервіз, Л. Є. Таранович, Н. Є. Глушакова, В. К. Кухта, В. С. Шапот , Л. Г. Орлова, А. А. Чиркін, Ю. М. Островський, Н. К. Лукашик. На формування наукових шкіл у галузі медичної біохімії величезний вплив справила діяльність таких видатних учених, як М. Ф. Мережинський (1906–1970), В. А. Бондарін (1909–1985), Л. С. Черкасова (1909–1998), В. С. Шапот (1909-1989), Ю. М. Островський (1925-1991), А. Т. Пікулев (1931-1993).

У 1970 р. у м. Гродно створено Відділ регулювання обміну речовин АН БРСР, перетворений у 1985 р. в Інститут біохімії Національної академії наук Білорусі. Першим завідувачем відділу та директором інституту був академік АН БРСР Ю. М. Островський. Під його керівництвом було розпочато всебічне вивчення вітамінів, зокрема тіаміну. Роботи

Ю. М. Островського доповнено та продовжено у дослідженнях його учнів: Н. К. Лукашика, А. І. Балаклієвського, О. М. Розумовича, Р. В. Требухіної, Ф. С. Ларіна, А. Г. Мойсеєнка.

Найбільш важливими практичними результатами діяльності наукових біохімічних шкіл стала організація державної лабораторної служби республіки (професор В. Г. Колб), відкриття у Вітебському медичному інституті Республіканського ліпідного лікувально-діагностичного центру метаболічної терапії (професор А. А. Чиркін), створення у Гродненському медицині лабораторії медико-біологічних проблем наркології (професор В. В. Лелевич).

1. Склад та будова хімічних речовин живого організму – статична біохімія.

2. Вся сукупність перетворення речовин у організмі (метаболізм) – динамічна біохімія.

3. Біохімічні процеси, що у основі різних проявів життєдіяльності – функціональна біохімія.

4. Структура та механізм дії ферментів – ензимологія.

5. Біоенергетика.

6. Молекулярні засади спадковості – передача генетичної інформації.

7. Регуляторні механізми метаболізму.

8. Молекулярні механізми специфічних функціональних процесів.

9. Особливості метаболізму в органах та тканинах.

Розділи та напрямки біохімії

1. Біохімія людини та тварин.

2. Біохімія рослин.

3. Біохімія мікроорганізмів.

4. Медична біохімія.

5. Технічна біохімія.

6. Еволюційна біохімія.

7. Квантова біохімія.

Об'єкти біохімічних досліджень

1. Організми.

2. Окремі органи та тканини.

3. Зрізи органів та тканин.

4. Гомогенати органів та тканин.

5. Біологічні рідини.

6. Клітини.

7. Дріжджі, бактерії.

8. Субклітинні компоненти та органоїди.

9. Ферменти.

10. Хімічні речовини (метаболіти).

Методи біохімії

1. Гомогенізація тканин.

2. Центрифугування:

Просте

Ультрацентрифугування

Центрифугування у градієнті щільності.

3. Діаліз.

4. Електрофорез.

5. Хроматографія.

6. Ізотопний метод.

7. Колориметрія.

8. Спектрофотометрія.

9. Визначення ферментативної активності.

Зв'язок біохімії з іншими дисциплінами

1. Біоорганічна хімія

2. Фізколоїдна хімія

3. Біофізична хімія

4. Молекулярна біологія

5. Генетика

6. Нормальна фізіологія

7. Патологічна фізіологія

8. Клінічні дисципліни

9. Фармакологія

10. Клінічна біохімія