Biochemija yra mokslas, tiriantis įvairias molekules, chemines reakcijas ir procesus, vykstančius gyvose ląstelėse ir organizmuose. Išsamios biochemijos žinios yra būtinos sėkmingam dviejų pagrindinių biomedicinos mokslų sričių vystymuisi: 1) sprendžiant žmonių sveikatos išsaugojimo problemas; 2) įvairių ligų priežasčių išsiaiškinimas ir efektyvaus gydymo būdų paieška.

BIOCHEMIJA IR SVEIKATA

Pasaulio sveikatos organizacija (PSO) apibrėžia sveikatą kaip „visiškos fizinės, psichinės ir socialinės gerovės būseną, o ne tik ligos ar negalios nebuvimą“. Griežtai biocheminiu požiūriu organizmas gali būti laikomas sveiku, jei daugybė tūkstančių reakcijų, vykstančių ląstelių viduje ir tarpląstelinėje aplinkoje, vyksta tokiomis sąlygomis ir tokiu greičiu, kad užtikrina maksimalų organizmo gyvybingumą ir palaiko fiziologiškai normalią ( ne patologinė) būsena.

BIOCHEMIJA, MITYBA, PREVENCIJA IR GYDYMAS

Viena iš pagrindinių sveikatos palaikymo sąlygų yra optimali mityba, kurioje yra daug cheminių medžiagų; pagrindiniai yra vitaminai, kai kurios amino rūgštys, kai kurios riebalų rūgštys, įvairūs mineralai ir vanduo. Visos šios medžiagos yra įdomios tiek biochemijai, tiek racionalios mitybos mokslui. Todėl tarp šių dviejų mokslų yra glaudus ryšys. Be to, galima daryti prielaidą, kad, stengiantis suvaldyti medicinos pagalbos brangimą, daugiau dėmesio bus skiriama sveikatos išsaugojimui ir ligų prevencijai, t.y. prevencinė medicina. Pavyzdžiui, aterosklerozės ir vėžio profilaktikai laikui bėgant, ko gero, vis daugiau dėmesio bus skiriama racionaliai mitybai. Tuo pačiu racionalios mitybos samprata turėtų būti pagrįsta biochemijos žiniomis.

BIOCHEMIJA IR LIGA

Visos ligos yra tam tikrų molekulių savybių pokyčių ir cheminių reakcijų bei procesų eigos sutrikimų pasireiškimas. Pagrindiniai veiksniai, lemiantys gyvūnų ir žmonių ligų vystymąsi, pateikti lentelėje. 1.1. Visi jie turi įtakos vienai ar kelioms pagrindinėms cheminėms reakcijoms arba funkciškai svarbių molekulių struktūrai ir savybėms.

Biocheminių tyrimų indėlis diagnozuojant ir gydant ligas yra toks.

1.1 lentelė. Pagrindiniai veiksniai, lemiantys ligų vystymąsi. Visi jie veikia įvairius biocheminius procesus, vykstančius ląstelėje ar visame organizme.

1. Fiziniai veiksniai: mechaniniai sužalojimai, ekstremali temperatūra, staigūs atmosferos slėgio pokyčiai, radiacija, elektros smūgis

2. Cheminės medžiagos ir vaistai: kai kurie toksiški junginiai, gydomieji vaistai ir kt.

4. Deguonies badas: kraujo netekimas, pablogėjusi deguonies pernešimo funkcija, apsinuodijimas oksidaciniais fermentais

5. Genetiniai veiksniai: įgimti, molekuliniai

6. Imunologinės reakcijos: anafilaksija, autoimuninės ligos

7. Mitybos sutrikimai: nepakankama mityba, per didelė mityba

Šių tyrimų dėka galima 1) nustatyti ligos priežastį; 2) pasiūlyti racionalų ir veiksmingą gydymo būdą; 3) parengti masinio gyventojų tyrimo ankstyvosios diagnostikos tikslais metodus; 4) stebėti ligos eigą; 5) stebėti gydymo efektyvumą. Priede aprašomi svarbiausi biocheminiai tyrimai, naudojami įvairioms ligoms diagnozuoti. Į šį priedą bus naudinga kreiptis, kai kalbame apie įvairių ligų (pvz., miokardo infarkto, ūminio pankreatito ir kt.) biocheminę diagnostiką.

Biochemijos galimybės, susijusios su ligų prevencija ir gydymu, trumpai iliustruojamos trimis pavyzdžiais; Toliau šiame skyriuje apžvelgsime dar kelis pavyzdžius.

1. Gerai žinoma, kad žmogus, norėdamas palaikyti savo sveikatą, turi gauti tam tikrų kompleksinių organinių junginių – vitaminų. Organizme vitaminai virsta sudėtingesnėmis molekulėmis (kofermentais), kurios atlieka pagrindinį vaidmenį daugelyje ląstelėse vykstančių reakcijų. Bet kurio vitamino trūkumas maiste gali sukelti įvairių ligų, tokių kaip skorbutas, kai trūksta vitamino C, arba rachitas, kai trūksta vitamino D, išsivystymą. tapo viena iš pagrindinių užduočių, kurias biochemikai ir mitybos specialistai sprendė nuo šio amžiaus pradžios.

2. Negydoma patologinė būklė, žinoma kaip fenilketonurija (PKU), gali sukelti sunkų protinį atsilikimą. Biocheminė PKU prigimtis žinoma jau apie 30 metų: ligą sukelia fermento, katalizuojančio aminorūgšties fenilalanino virsmą kita aminorūgštimi – tirozinu, veiklos trūkumas arba visiškas nebuvimas. Nepakankamas šio fermento aktyvumas lemia tai, kad fenilalanino ir kai kurių jo metabolitų, ypač ketonų, perteklius kaupiasi audiniuose, o tai neigiamai veikia centrinės nervų sistemos vystymąsi. Išsiaiškinus PKU biocheminius pagrindus, rastas racionalus gydymo metodas: sergantiems vaikams skiriama dieta su mažu fenilalanino kiekiu. Masinis naujagimių tyrimas dėl PKU leidžia prireikus nedelsiant pradėti gydymą.

3. Cistinė fibrozė yra paveldima egzokrininių liaukų, ypač prakaito, liga. Ligos priežastis nežinoma. Cistinė fibrozė yra viena iš labiausiai paplitusių genetinių ligų Šiaurės Amerikoje. Jam būdingas neįprastai klampus sekretas, užkemšantis kasos ir bronchiolių sekrecijos latakus. Sergantys šia liga dažniausiai miršta ankstyvame amžiuje nuo plaučių infekcijos. Kadangi ligos molekulinis pagrindas nežinomas, galimas tik simptominis gydymas. Tačiau galima tikėtis, kad jau netolimoje ateityje naudojant rekombinantinės DNR technologiją pavyks išsiaiškinti molekulinę ligos prigimtį, kuri leis rasti efektyvesnį gydymo būdą.

OFICIALUS BIOCHEMIJOS APIBRĖŽIMAS

Biochemija, kaip rodo pavadinimas (iš graikų kalbos bios-life), yra gyvybės chemija arba, tiksliau, mokslas apie gyvybės procesų cheminius pagrindus.

Gyvų sistemų struktūrinis vienetas yra ląstelė, todėl galima pateikti kitą apibrėžimą: biochemija kaip mokslas tiria gyvų ląstelių cheminius komponentus, taip pat reakcijas ir procesus, kuriuose jos dalyvauja. Pagal šį apibrėžimą biochemija apima plačias ląstelių biologijos ir visos molekulinės biologijos sritis.

BIOCHEMIJOS TIKSLAI

Pagrindinis biochemijos uždavinys yra molekuliniu lygmeniu visiškai suprasti visų cheminių procesų, susijusių su gyvybine ląstelių veikla, prigimtį.

Norint išspręsti šią problemą, būtina iš ląstelių išskirti daugybę ten esančių junginių, nustatyti jų struktūrą ir nustatyti jų funkcijas. Kaip pavyzdį galima paminėti daugybę tyrimų, kuriais siekiama išsiaiškinti raumenų susitraukimo molekulinį pagrindą ir daugybę panašių procesų. Dėl to daug įvairaus sudėtingumo junginių buvo išskirta išgryninta forma ir atlikti išsamūs struktūriniai bei funkciniai tyrimai. Dėl to buvo galima išsiaiškinti daugybę raumenų susitraukimo molekulinio pagrindo aspektų.

Kitas biochemijos uždavinys – išsiaiškinti gyvybės kilmės klausimą. Mūsų supratimas apie šį įdomų procesą toli gražu nėra išsamus.

TYRIMO SRITYS

Biochemijos sritis yra tokia pat plati, kaip ir pats gyvenimas. Visur, kur egzistuoja gyvybė, vyksta įvairūs cheminiai procesai. Biochemija tiria chemines reakcijas, vykstančias mikroorganizmuose, augaluose, vabzdžiuose, žuvyse, paukščiuose, žemesniuosiuose ir aukštesniuosiuose žinduoliuose, ypač žmogaus kūne. Ypač domina biomedicinos mokslų studentus

paskutinės dvi dalys. Tačiau būtų trumparegiška visiškai neįsivaizduoti kai kurių kitų gyvybės formų biocheminių ypatybių: dažnai šios savybės yra būtinos norint suprasti įvairias situacijas, tiesiogiai susijusias su žmogumi.

BIOCHEMIJA IR MEDICINA

Tarp biochemijos ir medicinos yra platus dvipusis ryšys. Biocheminių tyrimų dėka buvo atsakyta į daugybę su ligų išsivystymu susijusių klausimų, o tiriant tam tikrų ligų vystymosi priežastis ir eigą buvo sukurtos naujos biochemijos kryptys.

Biocheminiai tyrimai, kuriais siekiama nustatyti ligų priežastis

Be to, kas išdėstyta pirmiau, pateiksime dar keturis pavyzdžius, iliustruojančius galimų biochemijos taikymo sričių platumą. 1. Choleros sukėlėjo gaminamo toksino veikimo mechanizmo analizė leido išsiaiškinti svarbius dalykus, susijusius su klinikiniais ligos simptomais (viduriavimu, dehidratacija). 2. Daugelyje Afrikos augalų vienos ar kelių nepakeičiamų aminorūgščių kiekis yra labai mažas. Šio fakto atradimas leido suprasti, kodėl tie žmonės, kuriems šie augalai yra pagrindinis baltymų šaltinis, kenčia nuo baltymų trūkumo. 3. Nustatyta, kad uodai – maliarijos sukėlėjų nešiotojai – gali suformuoti biochemines sistemas, dėl kurių jie tampa atsparūs insekticidams; į tai svarbu atsižvelgti kuriant maliarijos kontrolės priemones. 4. Grenlandijos eskimai vartoja didelius kiekius žuvų taukų, kuriuose gausu kai kurių polinesočiųjų riebalų rūgščių; tuo pat metu žinoma, kad jiems būdingas mažas cholesterolio kiekis kraujyje, todėl daug mažesnė tikimybė susirgti ateroskleroze. Šie stebėjimai parodė galimybę naudoti polinesočiąsias riebalų rūgštis cholesterolio kiekiui plazmoje sumažinti.

Ligos tyrimas prisideda prie biochemijos vystymosi

Anglų gydytojo sero Archibaldo Garrodo pastebėjimai XX a. pradžioje. nedidelei grupei pacientų, kenčiančių nuo įgimtų medžiagų apykaitos sutrikimų, paskatino tirti biocheminius kelius, kurių pažeidimas atsiranda esant tokiai būklei. Bandymai suprasti genetinės ligos, vadinamos šeimine hipercholesterolemija, dėl kurios ankstyvame amžiuje išsivysto sunki aterosklerozė, prigimtį, prisidėjo prie greito žinių apie ląstelių receptorius ir apie cholesterolio absorbcijos ląstelėse mechanizmus kaupimosi. Intensyvus vėžio ląstelių onkogenų tyrimas atkreipė dėmesį į molekulinius mechanizmus, kurie kontroliuoja ląstelių augimą.

Žemesniųjų organizmų ir virusų tyrimas

Vertinga informacija, kuri pasirodė labai naudinga atliekant biocheminius tyrimus klinikoje, buvo gauta tiriant tam tikrus žemesniuosius organizmus ir virusus. Pavyzdžiui, šiuolaikinės genų ir fermentų veiklos reguliavimo teorijos buvo suformuotos remiantis novatoriškais pelėsių ir bakterijų tyrimais. Rekombinantinės DNR technologija atsirado dėl bakterijų ir bakterijų virusų tyrimų. Pagrindinis bakterijų ir virusų, kaip biocheminių tyrimų objektų, privalumas – didelis jų dauginimosi greitis; tai labai palengvina genetinę analizę ir genetines manipuliacijas. Informacija, gauta tiriant virusinius genus, atsakingus už tam tikrų gyvūnų vėžio formų (virusinių onkogenų) vystymąsi, leido geriau suprasti normalių žmogaus ląstelių virsmo vėžinėmis ląstelėmis mechanizmą.

BIOCHEMIJA IR KITI BIOLOGINIAI MOKSLAI

Nukleino rūgščių biochemija yra pačiame genetikos pagrinde; savo ruožtu, genetinių metodų naudojimas pasirodė esąs vaisingas daugelyje biochemijos sričių. Fiziologija, mokslas apie kūno funkcionavimą, labai sutampa su biochemija. Imunologijoje naudojama daugybė biocheminių metodų, o biochemikai savo ruožtu plačiai taiko daugelį imunologinių metodų. Farmakologija ir farmacija remiasi biochemija ir fiziologija; daugumos vaistų metabolizmas vyksta dėl atitinkamų fermentinių reakcijų. Nuodai veikia biochemines reakcijas ar procesus; šie klausimai yra toksikologijos tema. Kaip jau minėjome, įvairių tipų patologijos pagrindas yra daugelio cheminių procesų pažeidimas. Dėl to vis dažniau naudojami biocheminiai metodai tiriant įvairių tipų patologijas (pavyzdžiui, uždegiminius procesus, ląstelių pažeidimus ir vėžį). Daugelis zoologijos ir botanika užsiimančių asmenų savo darbe plačiai naudoja biocheminius metodus. Šie santykiai nestebina, nes, kaip žinome, gyvybė visomis savo apraiškomis priklauso nuo įvairių biocheminių reakcijų ir procesų. Kliūtys, buvusios tarp biologijos mokslų, iš tikrųjų yra sugriautos, o biochemija vis dažniau tampa jų bendra kalba.

BIOCHEMIJA (biologinė chemija) – mokslas, tiriantis gyvų objektų cheminę sudėtį, natūralių junginių struktūrą ir virsmo būdus ląstelėse, organuose, audiniuose ir visuose organizmuose, taip pat atskirų cheminių virsmų fiziologinį vaidmenį ir jų dėsnius. jų reguliavimas. Terminą „biochemija“ įvedė vokiečių mokslininkas K. Neubergas 1903 m. Biochemijos tyrimo dalykas, uždaviniai ir metodai susiję su visų gyvybės apraiškų tyrimu molekuliniame lygmenyje; gamtos mokslų sistemoje ji užima savarankišką sritį, vienodai susijusią ir su biologija, ir su chemija. Biochemija tradiciškai skirstoma į statinę, kuri nagrinėja visų organinių ir neorganinių junginių, sudarančių gyvus objektus (ląstelių organelius, ląsteles, audinius, organus), struktūros ir savybių analizę; dinamiškas, tiriantis visą atskirų junginių virsmų rinkinį (medžiagų apykaitą ir energiją); funkcinė, tirianti atskirų junginių molekulių fiziologinį vaidmenį ir jų virsmą tam tikrose gyvybinės veiklos apraiškose, taip pat lyginamoji ir evoliucinė biochemija, lemianti skirtingoms taksonominėms grupėms priklausančių organizmų sudėties ir metabolizmo panašumus ir skirtumus. Priklausomai nuo tyrimo objekto, išskiriama žmonių, augalų, gyvūnų, mikroorganizmų, kraujo, raumenų biochemija, neurochemija ir kt., o žinioms gilėjant ir jų specializacijai – fermentų sandarą ir veikimo mechanizmą tirianti fermentologija. , angliavandenių, lipidų, nukleorūgščių biochemija, tampa nepriklausomomis sekcijomis.rūgštys, membranos. Pagal tikslus ir uždavinius biochemija dažnai skirstoma į medicininę, žemės ūkio, techninę, mitybos biochemiją ir kt.

Biochemijos formavimasis XVI-XIX a. Biochemijos, kaip savarankiško mokslo, formavimasis glaudžiai susijęs su kitų gamtos mokslų disciplinų (chemijos, fizikos) ir medicinos raida. Svarbų indėlį į chemijos ir medicinos raidą XVI–XVII amžiaus I pusėje įnešė jatrochemija. Jos atstovai tyrė virškinimo sultis, tulžį, rūgimo procesus ir kt., kėlė klausimus apie medžiagų virsmą gyvuose organizmuose. Paracelsas padarė išvadą, kad žmogaus kūne vykstantys procesai yra cheminiai procesai. J. Silvius didelę reikšmę teikė teisingam rūgščių ir šarmų santykiui žmogaus organizme, kurio pažeidimas, jo manymu, yra daugelio ligų pagrindas. Ya. B. van Helmont bandė nustatyti, kaip kuriama augalų substancija. XVII amžiaus pradžioje italų mokslininkas S. Santorio, naudodamas specialiai jo sukurtą fotoaparatą, bandė nustatyti paimamo maisto kiekio ir žmogaus išmatų santykį.

Moksliniai biochemijos pagrindai buvo padėti XVIII amžiaus antroje pusėje, o tai palengvino atradimai chemijos ir fizikos srityse (įskaitant daugelio cheminių elementų ir paprastų junginių atradimą ir aprašymą, dujų dėsnių formulavimą, energijos tvermės ir konversijos dėsnių atradimas), cheminių metodų analizė fiziologijoje. 1770-aisiais A. Lavoisier suformulavo idėją apie degimo ir kvėpavimo procesų panašumą; nustatyta, kad žmonių ir gyvūnų kvėpavimas cheminiu požiūriu yra oksidacijos procesas. J. Priestley (1772) įrodė, kad augalai išskiria deguonį, reikalingą gyvūnų gyvenimui, o olandų botanikas J. Ingenhausas (1779) nustatė, kad „sugadinto“ oro valymą atlieka tik žaliosios augalų dalys ir tik šviesa (šie darbai padėjo pagrindus fotosintezės studijoms). L. Spallanzani siūlė virškinimą laikyti sudėtinga cheminių virsmų grandine. Iki XIX amžiaus pradžios iš natūralių šaltinių buvo išskirta nemažai organinių medžiagų (karbamidas, glicerinas, citrinos, obuolių, pieno ir šlapimo rūgštys, gliukozė ir kt.). 1828 m. F. Wöhleris pirmą kartą atliko cheminę karbamido sintezę iš amonio cianato, taip paneigdamas iki tol vyravusią mintį apie galimybę organinius junginius sintetinti tik gyviems organizmams ir įrodydamas vitalizmo nenuoseklumą. 1835 m. I. Berzelius pristatė katalizės sąvoką; jis teigė, kad fermentacija yra katalizinis procesas. 1836 metais olandų chemikas G. Ya. Mulderis pirmą kartą pasiūlė baltyminių medžiagų sandaros teoriją. Pamažu buvo kaupiami duomenys apie augalų ir gyvūnų organizmų cheminę sudėtį ir juose vykstančias chemines reakcijas, iki XIX amžiaus vidurio aprašyta nemažai fermentų (amilazės, pepsino, tripsino ir kt.). XIX amžiaus antroje pusėje buvo gauta šiek tiek informacijos apie baltymų, riebalų ir angliavandenių sandarą ir cheminius virsmus bei fotosintezę. 1850-55 metais C. Bernardas išskyrė glikogeną iš kepenų ir nustatė jo pavertimo gliukoze, patenkančia į kraują, faktą. I. F. Misher (1868) darbai padėjo pagrindą nukleorūgščių tyrimams. 1870 metais J. Liebigas suformulavo cheminę fermentų veikimo prigimtį (pagrindiniai jos principai savo reikšmę išlaiko iki šių dienų); 1894 metais E. G. Fisheris pirmasis panaudojo fermentus kaip cheminių reakcijų biokatalizatorius; jis padarė išvadą, kad substratas atitinka fermentą kaip „raktą į spyną“. L. Pasteur padarė išvadą, kad fermentacija yra biologinis procesas, reikalaujantis gyvų mielių ląstelių, todėl atmetė cheminę fermentacijos teoriją (J. Berzelius, E. Mitcherlich, J. Liebig), pagal kuriuos cukrų fermentacija yra sudėtinga cheminė reakcija. Aiškumas šiuo klausimu galutinai įvestas po to, kai E. Buchneris (1897 m. kartu su broliu G. Buchneriu) įrodė mikroorganizmų ląstelių ekstrakto gebėjimą sukelti fermentaciją. Jų darbas prisidėjo prie žinių apie fermentų prigimtį ir veikimo mechanizmą. Netrukus A. Gardenas išsiaiškino, kad fermentaciją lydi fosfatų įtraukimas į angliavandenių junginius, o tai buvo postūmis išskirti ir identifikuoti angliavandenių fosforo esterius bei suprasti jų pagrindinį vaidmenį biocheminėse transformacijose.

Biochemijos raida Rusijoje šiuo laikotarpiu siejama su A. Ya. Danilevskio (tyrė baltymus ir fermentus), M. V. Nentskio (tyrė karbamido susidarymo kepenyse kelius, chlorofilo ir hemoglobino struktūrą), V. S. Gulevičiaus vardais. (raumenų audinio biochemija, raumenų ekstraktinės medžiagos), S. N. Vinogradskis (atrado bakterijų chemosintezę), M. S. Cveta (sukūrė chromatografinės analizės metodą), A. I. Bachas (biologinės oksidacijos peroksido teorija) ir kt. vitaminų tyrimo būdas, eksperimentiškai įrodant (1880) ypatingų medžiagų (be baltymų, angliavandenių, riebalų, druskų ir vandens) būtinybę normaliam gyvūnų vystymuisi. pabaigoje susiformavo idėjos apie įvairių organizmų grupių cheminių virsmų pagrindinių principų ir mechanizmų panašumą, taip pat apie jų metabolizmo (medžiagų apykaitos) ypatumus.

Sukaupus didelį kiekį informacijos apie augalų ir gyvūnų organizmų cheminę sudėtį bei juose vykstančius cheminius procesus, atsirado poreikis sisteminti ir apibendrinti duomenis. Pirmasis šios krypties darbas buvo I. Simono vadovėlis („Handbuch der angewandten medicinischen Chemie“, 1842). 1842 metais pasirodė J. Liebigo monografija „Die Tierchemie oder die organische Chemie in ihrer Anwendung auf Physiologie und Pathologie“. Pirmąjį buitinį fiziologinės chemijos vadovėlį Charkovo universiteto profesorius A. I. Chodnevas išleido 1847 m. Periodiniai leidiniai pradėjo reguliariai pasirodyti nuo 1873 m. XIX amžiaus antroje pusėje daugelio Rusijos ir užsienio universitetų medicinos fakultetuose buvo organizuojamos specialios katedros (iš pradžių vadinosi medicinos arba funkcinės chemijos katedromis). Rusijoje pirmą kartą medicinos chemijos katedras įkūrė A. Ya. Danilevskis Kazanės universitete (1863 m.) ir A. D. Bulyginskis (1864 m.) Maskvos universiteto medicinos fakultete.

Biochemija XX amžiuje . Šiuolaikinė biochemija susiformavo XX amžiaus pirmoje pusėje. Jo pradžia buvo pažymėta vitaminų ir hormonų atradimu, nustatytas jų vaidmuo organizme. 1902 m. E. G. Fisheris pirmasis susintetino peptidus, taip nustatydamas cheminio ryšio tarp aminorūgščių baltymuose pobūdį. 1912 metais lenkų biochemikas K. Funkas išskyrė medžiagą, neleidžiančią išsivystyti polineuritui, ir pavadino ją vitaminu. Po to pamažu buvo atrasta daug vitaminų, o vitaminologija tapo viena iš biochemijos, o kartu ir mitybos mokslo šakų. 1913 metais L. Michaelis ir M. Mentenas (Vokietija) sukūrė teorinius fermentinių reakcijų pagrindus, suformulavo kiekybinius biologinės katalizės dėsnius; nustatyta chlorofilo struktūra (R. Wilstetter, A. Stoll, Vokietija). 1920-ųjų pradžioje AI Oparin suformulavo bendrą požiūrį į cheminį gyvybės kilmės problemos supratimą. Fermentai ureazė (J. Sumner, 1926), chimotripsinas, pepsinas ir tripsinas (J. Northrop, 1930 m.) pirmą kartą buvo gauti kristalinės formos, o tai buvo fermentų baltymingumo įrodymas ir spartaus fermentologijos vystymosi impulsas. Tais pačiais metais H. A. Krebsas aprašė karbamido sintezės mechanizmą stuburiniuose gyvūnuose ornitino ciklo metu (1932); A. E. Braunshteinas (1937, kartu su M. G. Kritzmanu) atrado transaminacijos reakciją kaip tarpinę aminorūgščių biosintezės ir skaidymo grandį; O. G. Warburgas išsiaiškino fermento, kuris reaguoja su deguonimi audiniuose, prigimtį. 4 dešimtmetyje buvo baigtas pagrindinis pagrindinių biocheminių procesų pobūdžio tyrimo etapas. Angliavandenių skilimo reakcijų seka glikolizės ir fermentacijos metu (O. Meyerhof, Ya. O. Parnas), piruvo rūgšties transformacija di- ir trikarboksirūgščių ciklais (A. Szent-Gyorgyi, H. A. Krebs, 1937) buvo nustatytas, fotodekompozicija buvo atrasta vandens (R. Hill, JK, 1937). V. I. Palladino, A. N. Bacho, G. Wielando, švedų biochemiko T. Thunbergo, O. G. Warburgo ir anglų biochemiko D. Keilin darbai padėjo pagrindus šiuolaikinėms idėjoms apie intracelulinį kvėpavimą. Adenozino trifosfatas (ATP) ir kreatino fosfatas buvo išskirti iš raumenų ekstraktų. SSRS V. A. Engelgardt (1930) ir V. A. Belitser (1939) darbai apie oksidacinį fosforilinimą ir kiekybinis šio proceso apibūdinimas padėjo pagrindus šiuolaikinei bioenergetikai. Vėliau F. Lipmanas sukūrė idėjas apie daug energijos turinčius fosforo junginius ir nustatė pagrindinį ATP vaidmenį ląstelių bioenergetikoje. DNR atradimas augaluose (Rusijos biochemikai A. N. Belozersky ir A. R. Kizel, 1936) prisidėjo prie augalų ir gyvūnų pasaulio biocheminės vienovės pripažinimo. 1948 metais A. A. Krasnovskis atrado grįžtamojo fotocheminio chlorofilo redukavimo reakciją, padaryta didelė pažanga aiškinantis fotosintezės mechanizmą (M. Calvin).

Tolesnė biochemijos raida siejama su daugelio baltymų struktūros ir funkcijos tyrimais, pagrindinių fermentinės katalizės teorijos nuostatų kūrimu, pagrindinių medžiagų apykaitos schemų sukūrimu ir kt. Biochemijos pažanga 20 amžiaus antroji pusė daugiausia nulemta naujų metodų kūrimo. Patobulinus chromatografijos ir elektroforezės metodus, atsirado galimybė iššifruoti aminorūgščių sekas baltymuose ir nukleotidų sekas nukleorūgščiuose. Rentgeno spindulių difrakcijos analizė leido nustatyti daugelio baltymų, DNR ir kitų junginių molekulių erdvinę struktūrą. Naudojant elektroninę mikroskopiją, buvo aptiktos iki tol nežinomos ląstelių struktūros, ultracentrifuguojant išskirtos įvairios ląstelės organelės (įskaitant branduolį, mitochondrijas, ribosomas); izotopų metodų panaudojimas leido suprasti sudėtingiausius medžiagų virsmo organizmuose būdus ir kt. Svarbią vietą biocheminiuose tyrimuose užėmė įvairios radijo ir optinės spektroskopijos rūšys, masių spektroskopija. L. Paulingas (1951, kartu su R. Corey) suformulavo idėjas apie antrinę baltymo struktūrą, F. Sanger (1953) iššifravo baltymo hormono insulino struktūrą, o J. Kendrew (1960) nustatė erdvinę baltymo struktūrą. mioglobino molekulė. Tobulėjant tyrimo metodams, atsirado daug naujų idėjų, susijusių su fermentų sandaros supratimu, jų aktyvaus centro formavimu, jų darbu kaip kompleksinių kompleksų dalimi. Nustačius DNR, kaip paveldimumo medžiagos, vaidmenį (O. Avery, 1944), ypatingas dėmesys skiriamas nukleino rūgštims ir jų dalyvavimui organizmo požymių perdavimo procese paveldėjimo būdu. 1953 metais J. Watsonas ir F. Crickas pasiūlė DNR erdvinės struktūros modelį (vadinamą dvigubą spiralę), susiedami jos struktūrą su biologine funkcija. Šis įvykis buvo lūžis biochemijos ir biologijos raidoje apskritai ir buvo pagrindas atskirti naują mokslą nuo biochemijos – molekulinę biologiją. Nukleino rūgščių struktūros, jų vaidmens baltymų biosintezėje ir paveldimumo reiškinių tyrimai taip pat siejami su E. Chargaffo, A. Kornbergo, S. Ochoa, H. G. Korano, F. Sangerio, F. Jacobo ir Dž. Monod, taip pat rusų mokslininkai A. N. Belozersky, A. A. Baev, R. B. Khesin-Lurie ir kt., nustatantys ryšį tarp medžiagos struktūros ir jos biologinės funkcijos. Šiuo atžvilgiu buvo sukurti tyrimai apie biologinės ir organinės chemijos ribas. Ši kryptis tapo žinoma kaip bioorganinė chemija. 1950-aisiais, biochemijos ir neorganinės chemijos sankirtoje, bioneorganinė chemija susiformavo kaip savarankiška disciplina.

Tarp neabejotinų biochemijos sėkmių yra šie: biologinių membranų dalyvavimo energijos gamyboje atradimas ir tolesni tyrimai bioenergijos srityje; svarbiausių medžiagų apykaitos produktų transformacijos kelių nustatymas; nervinio sužadinimo perdavimo mechanizmų, aukštesnės nervinės veiklos biocheminių pagrindų išmanymas; genetinės informacijos perdavimo mechanizmų išaiškinimas, svarbiausių biocheminių procesų gyvuose organizmuose reguliavimas (ląstelinė ir tarpląstelinė signalizacija) ir daugelis kitų.

Šiuolaikinė biochemijos raida. Biochemija yra neatsiejama fizikinės ir cheminės biologijos dalis – tarpusavyje susijusių ir glaudžiai persipynusių mokslų kompleksas, apimantis ir biofiziką, bioorganinę chemiją, molekulinę ir ląstelių biologiją ir kt., tiriantis gyvosios medžiagos fizikinius ir cheminius pagrindus. Biocheminiai tyrimai apima platų spektrą problemų, kurių sprendimas vykdomas kelių mokslų sankirtoje. Pavyzdžiui, biocheminė genetika tiria medžiagas ir procesus, susijusius su genetinės informacijos realizavimu, taip pat įvairių genų vaidmenį reguliuojant biocheminius procesus normaliomis sąlygomis ir esant įvairiems genetiniams medžiagų apykaitos sutrikimams. Biocheminė farmakologija tiria vaistų molekulinius veikimo mechanizmus, prisidedančius prie pažangesnių ir saugesnių vaistų kūrimo, imunochemija – antikūnų (imunoglobulinų) ir antigenų sandarą, savybes ir sąveiką. Šiuo metu biochemija pasižymi aktyviu plataus metodologinio arsenalo, susijusių su disciplinomis, įsitraukimu. Netgi tokia tradicinė biochemijos šaka kaip enzimologija, apibūdindama konkretaus fermento biologinį vaidmenį, retai apsieina be kryptingos mutagenezės, gyvuose organizmuose išjungdama tiriamą fermentą koduojantį geną arba, atvirkščiai, padidindama jo ekspresiją.

Nors pagrindiniai medžiagų apykaitos ir energijos gyvenimo sistemose būdai ir bendrieji principai gali būti laikomi nustatytais, daugelis medžiagų apykaitos ir ypač jos reguliavimo detalių lieka nežinomos. Ypač svarbus medžiagų apykaitos sutrikimų, sukeliančių sunkias „biochemines“ ligas (įvairios diabeto formos, aterosklerozė, piktybinė ląstelių degeneracija, neurodegeneracinės ligos, cirozė ir daugelis kitų) priežasčių išaiškinimas ir kryptingos korekcijos (sukūrimo) mokslinis pagrindimas. vaistų, mitybos rekomendacijų). Biocheminių metodų naudojimas leidžia nustatyti svarbius įvairių ligų biologinius žymenis ir pasiūlyti efektyvius jų diagnostikos ir gydymo metodus. Taigi, kardiospecifinių baltymų ir fermentų (troponino T ir miokardo kreatinkinazės izofermento) nustatymas kraujyje leidžia anksti diagnozuoti miokardo infarktą. Svarbus vaidmuo skiriamas mitybos biochemijai, kuri tiria maisto cheminius ir biocheminius komponentus, jų vertę ir svarbą žmogaus sveikatai, maisto laikymo ir perdirbimo įtaką maisto kokybei. Sistemingas požiūris į viso tam tikros ląstelės, audinio, organo ar tam tikro tipo organizmo biologinių makromolekulių ir mažos molekulinės masės metabolitų tyrimą paskatino naujų disciplinų atsiradimą. Tai genomika (tiria visą organizmų genų rinkinį ir jų raiškos ypatybes), transkriptomika (nustato kiekybinę ir kokybinę RNR molekulių sudėtį), proteomiką (analizuoja visą organizmui būdingų baltymų molekulių įvairovę) ir metabolomiką ( tiria visus organizmo ar jo atskirų ląstelių ir organų metabolitus, susidariusius gyvybinės veiklos procese), aktyviai taikydamas biocheminę strategiją ir biocheminius tyrimo metodus. Sukurta taikomoji genomikos ir proteomikos sritis – bioinžinerija, susijusi su kryptingu genų ir baltymų projektavimu. Aukščiau išvardytas kryptis vienodai generuoja biochemija, molekulinė biologija, genetika ir bioorganinė chemija.

Mokslo institucijos, draugijos ir periodiniai leidiniai. Moksliniai tyrimai biochemijos srityje atliekami daugelyje specializuotų tyrimų institutų ir laboratorijų. Rusijoje jie yra Rusijos mokslų akademijos sistemoje (įskaitant Biochemijos institutą, Evoliucinės fiziologijos ir biochemijos institutą, Augalų fiziologijos institutą, Mikroorganizmų biochemijos ir fiziologijos institutą, Sibiro augalų institutą Fiziologija ir biochemija, Molekulinės biologijos institutas, Bioorganinės chemijos institutas, pramonės akademijos (įskaitant Rusijos medicinos mokslų akademijos Biomedicininės chemijos institutą), daugybė ministerijų. Biochemijos darbai atliekami laboratorijose ir daugelyje biochemijos universitetų katedrų. Specialistai-biochemikai tiek užsienyje, tiek Rusijos Federacijoje rengiami universitetų chemijos ir biologijos fakultetuose su specialiomis katedromis; siauresnio profilio biochemikai - medicinos, technologijų, žemės ūkio ir kituose universitetuose.

Daugumoje šalių yra mokslinės biochemijos draugijos, susijungusios į Europos biochemikų federaciją (Europos biocheminių draugijų federacija, FEBS) ir į Tarptautinę biochemikų ir molekulinių biologų sąjungą (Tarptautinė biochemijos sąjunga, IUBMB). Šios organizacijos renka simpoziumus, konferencijas ir kongresus. Rusijoje 1959 m. buvo įkurta Visasąjunginė biochemikų draugija su daugybe respublikinių ir miestų skyrių (nuo 2002 m. Biochemikų ir molekulinių biologų draugija).

Yra daug periodinių leidinių, kuriuose publikuojami biochemijos darbai. Žymiausi yra: „Biologinės chemijos žurnalas“ (Balt., 1905), „Biochemija“ (Wash., 1964), „Biochemijos žurnalas“ (L., 1906), „Fitochemija“ (Oxf.; N. Y., 1962) , "Biochimica et Biophisica Acta" (Amst., 1947) ir daugelis kitų; Metraščiai: „Metinė biochemijos apžvalga“ (Stanfordas, 1932 m.), „Enzimologijos ir susijusių biochemijos dalykų pažanga“ (N.Y., 1945), „Proteinų chemijos pažanga“ (N.Y., 1945), „Febs Journal“ (iš pradžių „European“). Biochemijos žurnalas“, Oxf., 1967), „Vasario laiškai“ (Amst., 1968), „Nucleic Acids Research“ (Oxf., 1974), „Biochimie“ (R., 1914; Amst., 1986), „ Biochemijos mokslų tendencijos“ (Elsevier, 1976) ir kt. Rusijoje eksperimentinių tyrimų rezultatai skelbiami žurnaluose „Biochemija“ (M., 1936), „Augalų fiziologija“ (M., 1954), „Journal of Evoliucinė biochemija ir fiziologija" (SPb., 1965), "Taikomoji biochemija ir mikrobiologija" (M., 1965), "Biologinės membranos" (M., 1984), "Neurochemija" (M., 1982) ir kiti, apžvalginiai darbai apie biochemiją – žurnaluose „Šiuolaikinės biologijos sėkmės“ (M., 1932), „Chemijos sėkmės“ (M., 1932) ir kt.; Metraštis „Biologinės chemijos pažanga“ (M., 1950).

Lit.: Dzhua M. Chemijos istorija. M., 1975; Shamin A. M. Baltymų chemijos istorija. M., 1977; jis yra. Biologinės chemijos istorija. M., 1994; Biochemijos pagrindai: 3 tomai M., 1981; Strayer L. Biochemija: 3 tomai M., 1984-1985; Lehninger A. Biochemijos pagrindai: 3 tomai M., 1985; Azimovas A. Trumpa biologijos istorija. M., 2002; Elliot W., Elliot D. Biochemija ir molekulinė biologija. M., 2002; Bergas J.M., Tymoczko J.L., Stryeris L. Biochemija. 5-asis leidimas N.Y., 2002; Žmogaus biochemija: 2 tomai 2 leidimas. M., 2004; Berezovas T. T., Korovkinas B. F. Biologinė chemija. 3 leidimas M., 2004; Voetas D., VoetJ. biochemija. 3 leidimas N.Y., 2004; Nelsonas D. L., Cox M. M. Lehningerio biochemijos principai. 4-asis leidimas N. Y., 2005; Elliott W., Elliott D. Biochemija ir molekulinė biologija. 3 leidimas Oxf., 2005; Garrett R. H., Grisham C. M. Biochemistry. 3 leidimas Belmontas, 2005 m.

A. D. Vinogradovas, A. E. Medvedevas.

Vienas iš informatyviausių ir prieinamiausių laboratorinių tyrimų yra kraujo biochemija. Metodas padeda nustatyti žmogaus vidaus organų būklę ir nustatyti patologinių anomalijų raidą ankstyvosiose stadijose. Apykaitos procesų ir organizmo specifinių mikroelementų poreikio vertinimas taip pat nustatomas naudojant biocheminę analizę.

Biocheminis kraujo tyrimas yra labai informatyvus

Indikacijos atlikti biocheminį kraujo tyrimą

Bet koks tyrimas (specialus ar profilaktinis) prasideda biocheminio kraujo tyrimo (BAK) pristatymu.

Bendros tyrimų indikacijos yra:

• kepenų ir inkstų patologijos;
• normalios širdies veiklos nukrypimai (išemija, nepakankamumas, širdies priepuolis, insultas);
• Urogenitalinės sistemos ligos (įvairių etimologijų uždegiminiai procesai);
• endokrininės patologijos (cukrinis diabetas, skydliaukės veiklos sutrikimas);
• normalios virškinamojo trakto veiklos sutrikimai (opiniai ar uždegiminiai procesai skrandyje, žarnyne, dvylikapirštėje žarnoje, kasoje);
• patologiniai stuburo, sąnarių ir minkštųjų audinių pokyčiai (osteochondrozė, artrozė, artritas, bursitas, osteoporozė).

Be abejo, BAC skiriamas nėštumo metu, prieš bet kokią būsimą operaciją, kasmetinių medicininių apžiūrų metu.

Paaukoti kraujo biochemijai būtina sergant koronarine širdies liga

Kas įtraukta į biochemiją?

Atsižvelgiant į individualią situaciją, analizė apima tam tikrą skaičių komponentų. Taip atsitinka, kai reikia nustatyti konkretaus organo veikimo sutrikimo priežastį. Esant neaiškiam klinikiniam paciento būklės vaizdui arba norint detaliau ištirti problemą, reikia atlikti išplėstinį LHC tyrimą.

Lentelė „Pagrindiniai viso biocheminio kraujo tyrimo rodikliai“

Komponentai	apibūdinimas
Hemoglobinas	Atlieka transportavimo funkciją (tiekia deguonį į visas kūno ląsteles) ir prisideda prie normalaus kraujodaros procesų
Tiesioginis konjuguotas bilirubinas (IDBIL)	Tiesioginis (rodo tulžies nutekėjimo lygį). Padidėja esant kepenų uždegimui, sustingusiais procesais tulžyje, pažeidžiant tiesioginio bilirubino transportavimą iš tulžies į kraują.
Netiesioginis bilirubinas (DBIL)	Nurodo rimtus kepenų sutrikimus
Gliukozė (GLU)	Cukraus kiekio kraujyje kontrolė, angliavandenių apykaitos įvertinimas
	Rodo inkstų veiklą ir prisideda prie normalios energijos apykaitos audiniuose
Karbamidas	Naudojasi inkstai, parodo jų veiklos lygį. Būtent su inkstų ligomis karbamidas smarkiai nukrypsta nuo normos.
Šlapimo rūgštis	Natrio druskos koncentratas. Išsiskiria su šlapimu ir išmatomis. Jei kraujyje susikaupia didelis kiekis, kalbame apie purinų apykaitos pažeidimą (kraujagyslių, kaulų ir raumenų audinio užsikimšimą druskomis).
AST (aspartato aminotransferazė) ir ALT (alanino aminotransferazė)	Daugiausia sintetinamas kepenyse, patenka į kraują, kai sunaikinami organo audiniai
Cholesterolis (cholesterolis)	Riebalų apykaitos rodiklis. Padidėjęs skaičius rodo širdies ar kraujagyslių sutrikimus, taip pat gali rodyti onkologinių navikų vystymąsi
Bendras reaktyvusis baltymas (tprot)	Statybinis komponentas, atsakingas už normalius medžiagų apykaitos procesus kraujyje ir organizmo audiniuose
Albumenas	Pagrindiniai kraujo baltymai. Jie leidžia tiksliau nustatyti ligą nei bendro baltymo vertės. Rodiklių padidėjimas gali rodyti kūno skysčių netekimą, širdies sutrikimus, inkstų sutrikimus
Globulinas
fibrinogenas
Trigliceridai (trig)	Pagrindinis energijos šaltinis vidaus organų ląstelėms. Indikatoriaus padidėjimas gali rodyti širdies ar kraujagyslių sutrikimus, hepatitą ar kepenų cirozę, antsvorį, podagrą.
elektrolitų	Dalyvauti vandens-elektrolitų apykaitoje.
Reumatoidinis faktorius	Fermentas rodo artrito, reumato, artrozės vystymąsi organizme
Amilazė (alfa-amilazė ir kasos amilazė)	Rodo virškinamojo trakto darbą. Didėjant vertėms, jie kalba apie pankreatitą, cholecistitą, peritonitą. Gimdymo metu gali būti stebimas amilazės kiekio sumažėjimas

Išplėstinės biochemijos tikslas – nustatyti konkrečią ligą ir įvertinti kaimyninių organų pažeidimo mastą patologiniais procesais.

Kaip pasiruošti kraujo tyrimui

Biocheminio kraujo tyrimo rezultatai labai priklauso nuo pasiruošimo procedūrai.

Kad duomenys nebūtų iškraipyti, svarbu laikytis kelių pagrindinių taisyklių:

1. Biologinės medžiagos tiekimas įvyksta tuščiu skrandžiu. Nevalgykite ir negerkite 8-10 valandų prieš procedūrą. Jei reikia tiksliai nustatyti cukraus kiekį, nereikia valytis dantų ir gerti paprasto vandens be dujų.
2. Analizės išvakarėse atsisakykite greito maisto - riebaus, sūraus, rūkymo, aštraus, taip pat negerkite stiprios kavos ar arbatos.
3. Nevartokite alkoholio 2-3 dienas prieš tyrimą. O likus valandai iki procedūros – mesti rūkyti.
4. Bent dieną prieš analizę venkite sunkaus protinio ir fizinio darbo, streso ir emocinio pervargimo.
5. Biologinės medžiagos mėginiai turi būti paimami ryte prieš visas medicinines procedūras (injekcijas, tablečių, lašintuvų vartojimą, aparatūros veiksmus).
6. Vaistų vartojimą reikia nutraukti likus 10-14 dienų iki kraujo donorystės. Jei tai neįmanoma, svarbu apie tai įspėti gydytoją.

Prieš tyrimą negerkite arbatos ar kavos

Prieš pat kraujo paėmimą pacientui patariama nusiraminti ir pailsėti 10-15 minučių. Jei reikia pakartoti analizę, ji turi būti atliekama tuo pačiu metu ir toje pačioje laboratorijoje (kai kurios vertės gali skirtis priklausomai nuo gydymo įstaigos).

Kaip paaukoti kraują biochemijai

Biocheminės analizės ypatumas yra tas, kad jai reikalingas kraujas iš venos.

Paimkite biologinę medžiagą taip:

• pacientas atsisėda prie stalo, dešinę (kairiąją) ranką priešais save ant specialaus volelio;
• 4-6 cm atstumu virš alkūnės slaugytoja pritvirtina spaustuką arba guminę žarną;
• pacientas pradeda dirbti kumščiu (suspaudžia, atspaudžia), o slaugytoja šiuo metu palpacijos būdu nustato labiausiai užpildytą veną;
• pradūrimo vieta apdorojama vatos tamponu su spiritu ir įduriama adata;
• traukdamas švirkšto stūmoklį į save, specialistas surenka reikiamą kiekį biologinės medžiagos, procedūros pabaigoje į injekcijos vietą užtepama spirituota vata;
• alkūnė turi būti sulenkta, o vatos diską reikia tvirtai laikyti 3-5 minutes.

Kraujo paėmimo procedūra LHC yra praktiškai neskausminga ir trunka ne ilgiau kaip 5 minutes. Priklausomai nuo specialistų darbo krūvio, analizės iškodavimas atliekamas per 2-3 dienas.

Rezultatų ir normų interpretavimas

Gautų biocheminio kraujo tyrimo verčių išaiškinimas pacientui išduodamas specialioje formoje. Tai lentelė, kurioje pažymėti tiriami rodikliai ir jų santykis su normaliomis reikšmėmis.

Lentelė "Biocheminio kraujo tyrimo normos, atsižvelgiant į paciento lytį ir amžių"

Rodikliai	Norm
	Suaugusiesiems			Vaikams
	Vyrams	Tarp moterų
Bendras baltymas, g/l	63–85			Iki metų - 46–73 Nuo 1 iki 5 metų - 60-77 nuo 6 iki 8 metų - 53-79 Nuo 9 iki 15 metų - 57-78
Albuminas, g/l	35–45			40–50
Globulinas, g/l
Alfa1
Alfa2	1,55–3,52		1,77–4,20	4,5
beta globulinas	2,2–4			Nuo gimimo iki 12 metų - 1,35–2,75
Gama globulinas	Iki 10.5
Hemoglobinas	130–160	118–145
Bilirubinas tiesioginis, konjuguotas (IDBIL), µmol/l	0-7,9
Netiesioginis bilirubinas (DBIL), µmol/l	Iki 19 metų
Gliukozė (GLU), mmol/l	Nuo 14 iki 59 metų - 3,87–5,88 Nuo 60 iki 70 metų - 4,4-6,4 Vyresniems nei 70 metų - 4,1–6,1			3,34–5,55
Kreatininas, µmol/g	63-117	52-97		Iki gyvenimo metų - 17–36 Nuo vienerių iki 14 metų - 26-63
Karbamidas (karbamidas), mmol/g	0,22–0,55	0,14–0,46		Nuo 0 iki 14 metų -0,18-0,64
Šlapimo rūgštis (šlapimo rūgštis), mmol/g	0,16–0,56	0,13–0,47		Nuo 0 iki 14 metų - 0,15-0,32
Fermentai AST (aspartataminotransferazė), U/l	iki 40	Iki 35		Nuo 0 iki 12 mėnesių - iki 58 1-4 metai - iki 60 4-6 metai - iki 50 7-13 metų - iki 49 14-18 metų - iki 40
ALT (alanino aminotransferazė), U/l	Iki 46	iki 33		iki 48
Cholesterolis (chol), mmol/l	Iki 5.2
Trigliceridai (trig), mmol/l	Nuo 15 iki 45 metų - 0,45–3,62 Nuo 45 iki 60 metų - 0,65–3,23 Nuo 60 iki 70 metų - 0,66-2,94	Nuo 15 iki 45 metų - 0,40–2,16 Nuo 45 iki 60 metų - 0,52-2,96 Nuo 60 iki 70 metų - 0,63-2,71		Iki 10 metų - 0,33–1,22 Nuo 10 iki 15 metų - 0,37-1,49
Elektrolitai, mmol/l Vitaminas B12, p/ml
Reumatoidinis faktorius	Nėra

Nedideli nukrypimai nuo normos yra priimtini, jei pacientas yra geros sveikatos ir neturi jokių nusiskundimų. Esant dideliems neatitikimams nustatytoms reikšmėms, galime kalbėti apie patologinių pakitimų išsivystymą konkrečiame organe (priklausomai nuo analizės žymens).

Klausimo atsakymas

Kaip pagerinti biocheminį kraujo tyrimą?

Specialios procedūros ir veikla prisideda prie kraujo sudėties gerinimo:

• masažas (atkuria kraujotaką, gerina medžiagų apykaitos procesus, skatina deguonies transportavimą į visas ląsteles);
• fiziniai pratimai (įprasti rytiniai pratimai, vaikščiojimas gryname ore, plaukimas);
• šiltos vonios (turi ne tik bendrą atpalaiduojantį poveikį, bet ir padeda išvalyti toksinų ir nuodų kraują);
• tinkama mityba (daugiau daržovių ir vaisių žalių, virtų ir troškintų, neįtraukti visų riebių, keptų, sūrių ir aštrių);
• pamiršk alkoholį ir rūkymą.

Laikantis specifinių taisyklių, per trumpą laiką galima išvalyti kraują nuo kenksmingų medžiagų, pagerinti jo vandens ir elektrolitų balansą bei pagerinti medžiagų apykaitą.

Valgykite daugiau daržovių, kad pagerintumėte kraujotaką

Kuo skiriasi bendras kraujo tyrimas nuo biocheminio?

Kraujo biochemija – tai laboratorinės diagnostikos metodas, leidžiantis įvertinti vidaus organų (inkstų, kasos, skrandžio, žarnyno, kepenų) darbą ir nustatyti, kurių mikroelementų neužtenka normaliam konkrečios sistemos funkcionavimui. Šio tipo kraujo tyrimai plačiai taikomi endokrinologijoje, terapijoje, gastroenterologijoje, kardiologijoje, urologijoje, ginekologijoje, nes reaguoja į hormonus (hormonų disbalansą), nustato cukraus kiekį plazmoje, nustato kepenų fermentus.

Bendrasis arba klinikinis kraujo tyrimas, skirtingai nei biocheminis metodas, parodo tik susiformavusius elementus (eritrocitų skaičius, hemoglobino kiekis, ESR, spalvos indeksas, leukocitai, leukocitų formulė). Tyrimo metu įvertinama kraujo kokybė ir nustatomos galimos ligos, infekcinio pobūdžio uždegiminiai procesai, virusinės ar bakterinės patologijos.

Klinikinė analizė rodo tik kraujo ląsteles

Išsamus biocheminis kraujo tyrimas yra gana informatyvus. Jis plačiai naudojamas medicinos praktikoje tiek profilaktikai, tiek gydymo tikslais. Laboratorinis metodas parodo vidaus organų būklę, padeda nustatyti patologinių sutrikimų priežastį pradiniame vystymosi etape ir nustatyti maistinių medžiagų trūkumą organizme. Kraujo paėmimo procedūra trunka ne ilgiau kaip 5 minutes, o rezultatus galima gauti jau po 2-3 dienų po procedūros.

Vienas iš svarbiausių šiuolaikinės medicinos komponentų yra laboratoriniai tyrimai. Tarp dažniausiai atliekamų ir paklausių tokios diagnostikos rūšių išskiriamas biocheminis kraujo tyrimas. Tai leidžia sužinoti apie beveik visų žmogaus organizme vykstančių procesų būklę, suteikia išsamios informacijos apie sveikatą. Sunkumas slypi tik tame, nes nuo to priklauso rezultatų patikimumas.

Diagnostinė užduotis

Pirmiausia turėtumėte suprasti, kas tai yra ir kodėl to reikia.

Kraujo biochemijos uždavinys yra nustatyti tam tikrų komponentų santykį žmogaus kraujyje, susidarantį dėl tam tikrų medžiagų apykaitos rūšių.

Norėdami gauti pavyzdžius, darykite. Norint atlikti biocheminį kraujo tyrimą, reikalinga skaidri, skysta kraujo dalis – plazma, todėl kraujas turi pereiti sedimentacijos ir centrifugavimo procesą.

Atliekant kraujo tyrimą plazmos biochemijai, atskleidžiami šie rodikliai:

• Baltymų apykaita: bendras baltymas ir jų struktūra, albumino ir globulino kiekis, taip pat azotiniai komponentai: liekamasis azotas, kreatininas,;
• Pigmentų metabolizmas: bilirubinas ir jo frakcijos (tiesioginis arba netiesioginis)
• Serumo fermentai, įskaitant alanino aminotransferazę (ALAT), glutamato oksaloacetato transaminazę (AST), alfa amilazę, šarminę fosfatazę.
• Lipidų apykaita, įskaitant neutralius riebalus, cholesterolį, įvairaus tankio lipoproteinus.
• Elektrolitai: magnis, kalis, chloras, natris ir kalcis.

Indikacijos gali būti visiškai skirtingos. Tai privaloma atlikti, pavyzdžiui, esant vidaus organų patologijai, onkologinėms ir uždegiminėms ligoms.

Visų šių rodiklių iš karto įtraukti į tyrimą nebūtina. Tam tikrų indikacijų poreikį analizėje nustato gydytojas ir tai priklauso nuo paties paciento ir jo būklės. Galimybė pašalinti nereikalingą gali žymiai sumažinti tyrimo išlaidas, nepakenkiant rezultato kokybei.

Baltymų molekulės žmogaus organizme atlieka labai svarbų vaidmenį, yra ląstelių membranų dalis, atsakingos už maistinių medžiagų transportavimą, yra pagrindas.

Žemiau esančioje lentelėje galite pamatyti, ką rodo tam tikrų baltymų apykaitos rodiklių rezultatas.

Baltymų apykaitos indeksas	Norm	Patologiniai pokyčiai
viso baltymo	70-90 g/l	Hipoproteinemija. Esant tokiai būsenai, baltymų kiekis organizme yra žemesnis už normalų. Hiperproteinemija. Esant tokiai būklei, bendras plazmos baltymų kiekis viršija normą. Disproteinemija. Sutrinka albumino ir globulinų kiekio santykis.
Albuminai	56,5-66,5%	Gopoalbuminemija. Tyrimų metu gauta albumino vertė yra mažesnė už normą. Hiperalbuminemija. Tyrimų metu gautas albumino indeksas viršija normą.
Globulinai	33,5-43,5%	Hipoglobulinemija / hiperglobulinemija yra aptiktas globulinų kiekis (bendras arba tam tikrų tipų) mažesnis / didesnis už normalų lygį.
Kreatinino	50-115 mmol/l	Praktinis susidomėjimas yra kreatinino kiekio kraujyje padidėjimas.
Karbamidas	4,2-8,3 mmol/l	Praktinis susidomėjimas yra karbamido kiekio kraujyje padidėjimas.

Ne visi riebalų apykaitos parametrai paprastai duoda naudos iš lipidų apykaitos lygio. Kraujagyslių aterosklerozės dinamikos diagnozė yra gana aktuali, todėl daugelis šių „naudingų“ rodiklių yra susiję būtent su cholesterolio metabolizmu.

Tai gali tapti koronarinės širdies ligos, insulto ir širdies priepuolio vystymosi pagrindu, dėl kurio kyla problemų su apatinių galūnių kraujagyslėmis ir aortos šakomis, todėl rodiklis tyrime turi didelę reikšmę.

Rodiklių dekodavimas pateiktas žemiau esančioje lentelėje:

Rodiklis	Norm	Nukrypimo nuo normos variantai
Cholesterolis	Mažiau nei 4,1 mmol/l	Šio rodiklio padidėjimas serume reiškia lipidų apykaitos pažeidimą, kuris gali būti metabolinio sindromo, nutukimo, cukrinio diabeto pasekmė ir gali sukelti kraujagyslių aterosklerozės progresavimą. Cholesterolio kiekio sumažėjimas taip pat yra labai nepalankus ir gali sutrikdyti steroidinių ir lytinių hormonų sintezę organizme.
mažo tankio lipoproteinai	Mažiau nei 2,2 mmol/l	Šio rodiklio padidėjimas gali būti aterosklerozinių kraujagyslių pažeidimų išplitimo priežastis, nes MTL perneša cholesterolį iš kepenų į kraujagysles.
didelio tankio lipoproteinai	0,9-1,9 mol/l	Junginiai yra atsakingi už cholesterolio pernešimą iš kraujagyslių į kepenis ir audinius. Praktiniu požiūriu svarbu sumažinti jų lygį analizuojant plazmą biochemijai. Jei toks aptinkamas, tai rodo, kad kraujagyslių sienelėse gali atsirasti aterosklerozinis procesas.

Elektrolitų sudėtis kraujyje

Elektrolitai, taip pat kalcio, chloro, kalio ir magnio jonai yra kažkas, be kurio žmogaus kūno ląstelės negali egzistuoti ir atlikti savo funkcijų. Todėl pagal biocheminio kraujo tyrimo rezultatus galima spręsti apie bendrą ląstelių būklę ir galimas komplikacijas.

Lentelėje nurodyta kraujo elektrolitų sudėties norma:

Rodiklis	Norm	Patologija
Kalis	3,3-5,5 mmol/l	Jie yra tarpląsteliniai jonai. Šių rodiklių normos viršijimas (hiperkalemija arba hipermagnezemija) rodo inkstų nepakankamumą arba raumeninio audinio nykimą, kuris gali atsirasti dėl sunkių nudegimų, traumų, kasos nekrozės. Per didelis šių elektrolitų kiekis gali sukelti nenormalų širdies ritmą, taip pat širdies sustojimą diastolės metu. Šių jonų trūkumas plazmoje (hipokalemija, hipomagnezemija) dažniausiai yra peritonito, dehidratacijos, žarnyno nepraeinamumo, infekcinio viduriavimo ir vėmimo, diuretikų perdozavimo pasekmė. Pavojus sveikatai nesiskiria nuo hiperkalemijos ir hipermagnezemijos keliamų pavojų.
Magnis	0,7-1,2 mmol/l
Natrio	135-152 mmol/l	Tai yra tarpląsteliniai jonai ir jie yra atsakingi už osmosinį slėgį ląstelės viduje, taip pat erdvėje tarp jų. Jų lygio sumažėjimą dažniausiai sukelia vandens ir elektrolitų pusiausvyros pažeidimas bei dehidratacija įvairių sunkių ligų fone. Tokiu atveju kyla pavojus, kad bus pažeistas nervinių audinių ir širdies jaudrumas, dėl kurio ji gali sustoti sistolės metu.
Chloras	95-110 mmol/l
Kalcis	2,2-2,75 mmol/l	Tai pagrindinis jonas, atsakingas už ląstelių membranų stabilizavimą, kaulų stiprumą ir raumenų susitraukimą. Jei šio rodiklio lygis yra mažesnis už normą, tai gali atskleisti rachitą, hipotirozę ir paciento maisto trūkumą. Kyla raumenų silpnumo, aritmijos, osteoporozės grėsmė. Padidėjęs kalcio kiekis yra prieskydinių liaukų hiperfunkcijos, taip pat kasos nekrozės požymis.

Biochemijos kraujo tyrimas yra labai naudingas ir informatyvus tyrimas, galintis atskleisti įvairias ligas, daugelio organų darbo sutrikimų pobūdį ir gauti išplėstinius duomenis apie fizinius procesus organizme. Teisingas biochemijos rezultatų interpretavimas yra lemiamas momentas nustatant diagnozę ir nustatant tolesnius veiksmus.

Gyvenimas ir negyvasis? Chemija ir biochemija? Kur yra riba tarp jų? Ir ar ji egzistuoja? Kur yra ryšys? Raktą, kaip išnarplioti šias problemas, gamta ilgą laiką saugojo už septynių užraktų. Ir tik XX amžiuje pavyko šiek tiek atskleisti gyvenimo paslaptis, o mokslininkams pasiekus tyrimus molekuliniu lygmeniu išsiaiškinta daug kardinalių klausimų. Fizinių ir cheminių gyvybės procesų pagrindų išmanymas tapo vienu iš pagrindinių gamtos mokslų uždavinių ir būtent šia kryptimi buvo gauti įdomiausi rezultatai, turintys esminę teorinę reikšmę ir žadantys didžiulę našumą praktikoje. .

Chemija jau seniai ieško natūralių medžiagų, dalyvaujančių gyvybės procesuose.

Per pastaruosius du šimtmečius chemijai buvo lemta atlikti išskirtinį vaidmenį pažįstant gyvąją gamtą. Pirmajame etape cheminis tyrimas buvo aprašomojo pobūdžio, mokslininkai išskyrė ir apibūdino įvairias natūralias medžiagas, mikroorganizmų, augalų ir gyvūnų atliekas, kurios dažnai turėjo vertingų savybių (vaistai, dažikliai ir kt.). Tačiau tik palyginti neseniai šią tradicinę natūralių junginių chemiją pakeitė šiuolaikinė biochemija su noru ne tik aprašyti, bet ir paaiškinti, ir ne tik paprasčiausią, bet ir sudėtingiausią gyvuosiuose dalykuose.

Neorganinė biochemija

Neorganinė biochemija kaip mokslas susiformavo XX amžiaus viduryje, kai į sceną įsiveržė naujos biologijos sritys, apvaisintos kitų mokslų pasiekimais, o į gamtos mokslą atėjo naujos mąstysenos specialistai, kuriuos vienija noras ir noras tiksliau apibūdinti gyvąjį pasaulį. Ir neatsitiktinai po vienu senovinio pastato, esančio Akademichesky proezd 18, stogu veikė du naujai įsteigti institutai, reprezentuojantys naujausias to meto chemijos ir biologijos mokslo tendencijas - Gamtinių junginių chemijos institutas ir institutas. radiacinės ir fizinės-cheminės biologijos. Šioms dviem įstaigoms buvo lemta mūsų šalyje pradėti kovą dėl biologinių procesų mechanizmų pažinimo ir detalaus fiziologiškai aktyvių medžiagų struktūrų išaiškinimo.

Iki šio laikotarpio išaiškėjo unikali pagrindinio molekulinės biologijos objekto – dezoksiribonukleino rūgšties (DNR) – garsiosios „dvigubos spiralės“ struktūra. (Tai ilga molekulė, ant kurios, kaip ant juostos ar matricos, užrašomas visas „tekstas“ visos informacijos apie organizmą.) Atsirado pirmojo baltymo – hormono insulino – struktūra ir cheminė jo sintezė. hormonas oksitocinas buvo sėkmingai atliktas.

O kas iš tikrųjų yra biochemija, ką ji daro?

Šis mokslas tiria biologiškai svarbias natūralias ir dirbtines (sintetines) struktūras, cheminius junginius – tiek biopolimerus, tiek mažos molekulinės masės medžiagas. Tiksliau, jų specifinės cheminės struktūros ryšio su atitinkama fiziologine funkcija modeliai. Bioorganinė chemija domisi smulkia biologiškai svarbios medžiagos molekulės sandara, jos vidiniais ryšiais, jos kitimo dinamika ir specifiniu mechanizmu, kiekvienos jos grandies vaidmeniu atliekant funkciją.

Biochemija yra raktas į baltymų supratimą

Bioorganinė chemija neabejotinai padarė didelę pažangą tiriant baltymines medžiagas. Dar 1973 metais buvo baigta išaiškinti visa pirminė fermento aspartataminotransferazės struktūra, susidedanti iš 412 aminorūgščių liekanų. Tai vienas svarbiausių gyvo organizmo biokatalizatorių ir vienas didžiausių struktūriškai dekoduotų baltymų. Vėliau buvo nustatyta ir kitų svarbių baltymų struktūra – keletas neurotoksinų iš Centrinės Azijos kobros nuodų, kurie naudojami tiriant nervinio sužadinimo perdavimo mechanizmą kaip specifiniai blokatoriai, taip pat augalinis hemoglobinas iš geltonųjų lubinų mazgelių. ir antileukeminio baltymo aktinoksantino.

Didelį susidomėjimą kelia rodopsinai. Jau seniai žinoma, kad rodopsinas yra pagrindinis baltymas, dalyvaujantis gyvūnų regėjimo procesuose, ir jis yra išskirtas iš specialių akies sistemų. Šis unikalus baltymas gauna šviesos signalą ir suteikia mums galimybę matyti. Nustatyta, kad į rodopsiną panašus baltymas pasitaiko ir kai kuriuose mikroorganizmuose, tačiau atlieka labai skirtingą funkciją (nes bakterijos „nemato“). Čia jis yra energijos mašina, sintezuojanti daug energijos turinčias medžiagas šviesos sąskaita. Abu baltymai yra labai panašios struktūros, tačiau jų paskirtis iš esmės skiriasi.

Vienas iš svarbiausių tyrimo objektų buvo fermentas, dalyvaujantis genetinės informacijos įgyvendinime. Judėdamas DNR matrica, jis tarsi nuskaito joje įrašytą paveldimą informaciją ir tuo remdamasis sintezuoja informacinę ribonukleino rūgštį. Pastarasis, savo ruožtu, tarnauja kaip baltymų sintezės matrica. Šis fermentas yra didžiulis baltymas, jo molekulinė masė artėja prie pusės milijono (atminkite: vanduo turi tik 18) ir susideda iš kelių skirtingų subvienetų. Jo sandaros išaiškinimas buvo lemtas padėti atsakyti į svarbiausią biologijos klausimą: koks yra genetinės informacijos „pašalinimo“ mechanizmas, kaip vyksta DNR – pagrindinėje paveldimumo substancija – užrašyto teksto iššifravimas.

Peptidai

Mokslininkus traukia ne tik baltymai, bet ir trumpesnės aminorūgščių grandinės, vadinamos peptidais. Tarp jų – šimtai didelę fiziologinę reikšmę turinčių medžiagų. Vasopresinas ir angiotenzinas dalyvauja reguliuojant kraujospūdį, gastrinas kontroliuoja skrandžio sulčių sekreciją, gramicidinas C ir polimiksinas yra antibiotikai, kuriems priklauso vadinamosios atminties medžiagos. Didžiulė biologinė informacija yra užfiksuota trumpoje grandinėje su keliomis aminorūgščių „raidėmis“!

Šiandien dirbtinai galime gauti ne tik bet kokį sudėtingą peptidą, bet ir paprastą baltymą, pavyzdžiui, insuliną. Tokių darbų svarbą sunku pervertinti.

Sukurtas metodas kompleksinei peptidų erdvinės struktūros analizei naudojant įvairius fizikinius ir skaičiavimo metodus. Tačiau sudėtinga peptido tūrinė architektūra lemia visas jo biologinio aktyvumo ypatybes. Bet kurios biologiškai aktyvios medžiagos erdvinė struktūra arba, kaip sakoma, jos konformacija yra raktas į jos veikimo mechanizmo supratimą.

Tarp naujos peptidinių sistemų klasės – depsipeltidų – atstovų mokslininkų komanda atrado nuostabios prigimties medžiagas, gebančias selektyviai pernešti metalų jonus per biologines membranas, vadinamuosius jonoforus. Pagrindinis iš jų yra valinomicinas.

Jonoforų atradimas sudarė visą membranologijos erą, nes tai leido kryptingai keisti šarminių metalų – kalio ir natrio – pernešimą per biomembranas. Šių jonų pernešimas yra susijęs su nervinio sužadinimo procesais, ir kvėpavimo procesais, ir priėmimo procesais – signalų iš išorinės aplinkos suvokimu. Pasitelkus valinomicino pavyzdį, buvo galima parodyti, kaip biologinės sistemos sugeba atrinkti tik vieną joną iš dešimčių kitų, surišti į patogiai transportuojamą kompleksą ir pernešti per membraną. Ši nuostabi valinomicino savybė slypi jo erdvinėje struktūroje, kuri primena ažūrinę apyrankę.

Kitas jonoforo tipas yra antibiotikas gramicidinas A. Tai linijinė 15 aminorūgščių grandinė, erdvėje sudaro dviejų molekulių spiralę ir, kaip buvo nustatyta, tai yra tikra dviguba spiralė. Pirmoji dviguba spiralė baltymų sistemose! O spiralinė struktūra, įmontuota į membraną, sudaro savotiškas poras, kanalą, per kurį per membraną praeina šarminių metalų jonai. Paprasčiausias jonų kanalo modelis. Aišku, kodėl gramicidinas sukėlė tokią audrą membranologijoje. Mokslininkai jau yra įgiję daug sintetinių gramicidino analogų, jis buvo išsamiai ištirtas ant dirbtinių ir biologinių membranų. Kiek grožio ir reikšmės tokioje, atrodytų, mažoje molekulėje!

Ne be valinomicino ir gramicidino pagalbos mokslininkai buvo įtraukti į biologinių membranų tyrimą.

biologinės membranos

Tačiau membranų sudėtis visada apima dar vieną pagrindinį komponentą, kuris lemia jų prigimtį. Tai į riebalus panašios medžiagos arba lipidai. Lipidų molekulės yra mažo dydžio, tačiau jos sudaro stiprius milžiniškus ansamblius, kurie sudaro ištisinį membraninį sluoksnį. Šiame sluoksnyje yra įterptos baltymų molekulės – ir štai vienas iš biologinės membranos modelių.

Kodėl biomembranos svarbios? Apskritai membranos yra svarbiausios gyvo organizmo reguliavimo sistemos. Dabar biomembranų panašumu kuriamos svarbios techninės priemonės – mikroelektrodai, jutikliai, filtrai, kuro elementai... O tolimesnės membranų principų panaudojimo technologijose perspektyvos tikrai neribotos.

Kiti biochemijos pomėgiai

Žymią vietą užima nukleorūgščių biochemijos tyrimai. Jais siekiama iššifruoti cheminės mutagenezės mechanizmą, taip pat suprasti nukleorūgščių ir baltymų ryšio pobūdį.

Ypatingas dėmesys jau seniai buvo skiriamas dirbtinei genų sintezei. Geną arba, paprasčiau tariant, funkciniu požiūriu reikšmingą DNR dalį, šiandien jau galima gauti cheminės sintezės būdu. Tai viena iš svarbių dabar madingos „genų inžinerijos“ sričių. Darbai bioorganinės chemijos ir molekulinės biologijos sankirtoje reikalauja sudėtingiausių technikų įvaldymo, draugiško chemikų ir biologų bendradarbiavimo.

Kita biopolimerų klasė yra angliavandeniai arba polisacharidai. Žinome tipiškus šios medžiagų grupės atstovus – celiuliozę, krakmolą, glikogeną, runkelių cukrų. Tačiau gyvame organizme angliavandeniai atlieka labai įvairias funkcijas. Tai ląstelės apsauga nuo priešų (imunitetas), tai svarbiausias ląstelės sienelių komponentas, receptorių sistemų komponentas.

Galiausiai antibiotikai. Laboratorijose išaiškinta tokių svarbių antibiotikų grupių kaip streptotricinas, olivomicinas, albofunginas, abikovchromicinas, aureolio rūgštis, pasižyminčių priešnavikiniu, antivirusiniu ir antibakteriniu poveikiu, struktūra.

Neįmanoma nupasakoti apie visus bioorganinės chemijos ieškojimus ir pasiekimus. Galima tik tvirtai teigti, kad bioorganikai turi daugiau planų nei yra padarę.

Biochemija glaudžiai bendradarbiauja su molekuline biologija, biofizika, kurios tyrinėja gyvenimą molekuliniu lygmeniu. Tai tapo šių tyrimų cheminiu pagrindu. Naujų jos metodų, naujų mokslinių koncepcijų sukūrimas ir platus naudojimas prisideda prie tolesnės biologijos pažangos. Pastaroji, savo ruožtu, skatina chemijos mokslų plėtrą.