Біохімія як наука. Течія циклу Кребса. Що входить до складу біохімії

Біологічна хімія - одна з фундаментальних теоретичних наук, яка вивчає склад, структуру та властивості хімічних сполук, що формують живі системи, а також їх взаємодію та взаємоперетворення у процесі метаболізму.

Біохімія - вивчає хімічні речовини, що входять до складу організмів, їх структуру, розподіл, перетворення та функції. Принципове значення для розвитку біохімії мав перший синтез природної речовини - сечовини (Ф. Велер, 1828), який підірвав уявлення про "життєву силу", яка нібито бере участь у синтезі різних речовин організмом. Використовуючи досягнення загальної, аналітичної та органічної хімії, біохімія у XIX ст. сформувалася у самостійну науку.

Біохімія – це наука, що займається вивченням різних молекул, хімічних реакцій та процесів, що протікають у живих клітинах та організмах.

Біохімія, як випливає з назви (від грецького bios – життя), - це хімія життя, або, суворо, наука про хімічні основи процесів життєдіяльності.

Спочатку питання біохімії вивчалися з різних боків органічною хімією та фізіологією.

Історичні передумови розвитку біохімії.

У загальнонауковому варіанті біохімія з'явилася в давнину (Авіценна, Гіппократ).

XVI-XVII ст. – думки алхіміків отримали розвиток у працях ятрохіміків (від грецьк. iatros-лікар). Т. Парацельс висунув дуже прогресивне положення про тісний зв'язок хімії з медициною.

Віталізм - вчення про тваринну силу, в основі якої лежить теза "живе якісно відрізняється від неживого".

XVII-XVIII ст. - Відкриття закону збереження матерії, фотосинтезу; з'явилися дані, що доводять єдність живого та неживого світу. Виділили сечовину, органічні кислоти, спирти, холестерин із живого – остаточне спростування віталізму.

втор. підлога. XVIII ст. Спалланцані – дослідження фізіології травлення – початок вивчення ферментів травних соків.

1814 - К.С. Кірхгоф описав ферментативний процес оцукрювання крохмалю під впливом витяжки з пророслого насіння ячменю.

1828 – Ф. Велер здійснив синтез сечовини у лабораторних умовах, довівши єдність живої та неживої природи (матерії).

1828 рік народження біохімії.

1839 – Ю. Лібіх з'ясував, що до складу їжі входять білки, жири та вуглеводи.

1842 перший підручник біохімії І. Зимона.

1845 – А. Кольбе – синтезував оцтову кислоту.

1847 – підручник біохімії Ю. Лібіха; підручник фізіологічної хімії О.І. Ходнєва.

сірий. ХІХ ст. знайдені ферменти: амілаза слини, пепсин шлункового соку, трипсин соку підшлункової залози; Й. Берцеліус ввів у хімію поняття про каталіз і каталізаторів.

1854 - М. Бертло - синтезував жири.

1861 - А.М. Бутлеров – синтезував вуглеводи.

1863 – у Казанському (організатор кафедри А.Я. Данилевський) та Московському (організатор – А.Д. Булигінський) університетах викладають біохімію як науку.

1869 – відкриття ДНК (Міллер).

Л. Пастер - вивчення бродіння.

1871 - М.М. Манасеїна та Е. Бухнер (1897) довели здатність безклітинного дріжджового соку викликати алкогольне бродіння.

1880 – вітаміни (Лунін).

1892 – почала функціонувати кафедра фізіологічної хімії у Військово-медичній (Медико-хірургічній) академії у Петербурзі (А.Я. Данилевський очолював кафедру).

XX ст. - Розквіт біохімії. Синтез пептидів (фішер). Вивчено вуглеводний, білковий та ліпідний обміни (основи біохімії). Відкрито молекулу АТФ. Виділено ферменти (ензимологія). Дроблення біохімії.

1931 - Енгельгардт - вивчення процесу окисного фосфорилювання (розвиток біоенергетики).

1953 – Вотсон та Крик – вивчення вторинної структури ДНК (розвиток молекулярної біології, у 70-ті рр. її основі розвиток генної інженерії).

Сучасна біохімія як самостійна наука склалася межі XIX і XX століть.

к. XX – н. XXI – сучасний етап біохімії.

Причини виділення біохімії як самостійної науки:

успіхи у вивченні природних сполук;

потреби практики медицини;

широке використання сучасних методик біохімічного аналізу

8.2. Що вивчає біохімія та що є предметом досліджень, напрями досліджень.

Залежно від об'єкта дослідження біохімію умовно поділяють на біохімію людини та тварин, біохімію рослин та мікроорганізмів. Незважаючи на біохімічну єдність всього живого, у тварин та рослинних організмах існують і корінні відмінності, насамперед у характері обміну речовин. У тварин прояви життєдіяльності та синтез речовин, що входять до складу тіла, забезпечуються за рахунок хімічної енергії, що звільняється при розпаді чи окисленні складних органічних сполук. Рослини, що не використовують для своєї життєдіяльності речовини органічної природи, називаються аутотрофними організмами, а тварини є гетеротрофними організмами. Серед мікроорганізмів зустрічаються як аутотрофний, і гетеротрофний типи обміну речовин. Крім того, мікроорганізми характеризуються наявністю хімічних речовин і реакцій, що не зустрічаються у тварин та рослин.

Області дослідження

Біохімія займається вивченням хімічних реакцій, що протікають у мікроорганізмах, рослинах, комах, рибах, птахах, нижчих та вищих ссавців, зокрема людини. Для студентів, які вивчають біомедичні науки, особливий інтерес становлять два останні розділи.

Головні напрями розвитку досліджень у галузі біологічної хімії (горизонти біохімії) на найближчу та віддалену перспективу.

Диференціювання клітин вищих організмів (еукаріотів).

Організація та механізм функціонування геному.

Регуляція дії ферментів та теорія ензиматичного каталізу.

Процеси впізнавання на молекулярному рівні.

Молекулярні основи соматичних та спадкових захворювань людини.

Молекулярні основи злоякісного зростання.

Молекулярні засади імунітету.

Раціональне харчування.

Молекулярні механізми пам'яті

Біосинтез білка

Біологічні мембрани та біоенергетика.

Основне призначення біохімії зводиться до того, щоб вирішувати на молекулярному рівні завдання фундаментальні, загальнобіологічні, включаючи проблему залежності людини від екосистеми, яку необхідно не тільки зрозуміти, а й захищати та навчитися розумно користуватися нею.

54.5

Для друзів!

Довідка

Слово «біохімія»прийшло до нас ще з ХІХ століття. Але як науковий термін воно закріпилося через століття німецькому вченому Карлу Нойбергу. Логічно, що біохімія поєднує собою положення двох наук: хімії та біології. Тому вона займається дослідженням речовин та хімічних реакцій, які протікають у живій клітині. Відомими біохіміками свого часу були арабський учений Авіценна, італійський учений Леонардо да Вінчі, шведський біохімік А. Тізеліус та інші. Завдяки біохімічним розробкам з'явилися такі методи, як поділ неоднорідних систем (центрифугування), хроматографія, молекулярна та клітинна біологія, електрофорез, електронна мікроскопія та рентгеноструктурний аналіз

Опис діяльності

Діяльність біохіміка складна та багатогранна. Ця професія потребує знань мікробіології, ботаніки, фізіології рослин, медичної та фізіологічної хімії. Фахівці у галузі біохімії займаються також дослідженнями питань теоретичної та прикладної біології, медицини. Результати їх роботи важливі у сфері технічної та промислової біології, вітамінології, гістохімії та генетики. Праця біохіміків застосовується в освітніх установах, медичних центрах, на підприємствах біологічного виробництва, у сільському господарстві та інших сферах Професійна діяльністьбіохіміків – це переважно Лабораторна робота. Однак сучасний біохімік має справу не лише з мікроскопом, пробірками та реагентами, а й працює з різними технічними приладами.

Заробітня плата

середня по Росії:середня по Москві:середня по Санкт-Петербургу:

Трудові обов'язки

Основні обов'язки біохіміка – це проведення наукових дослідженьта наступний аналіз отриманих результатів.
Однак біохімік не тільки бере участь у науково-дослідній роботі. Він також може працювати на підприємствах медичної промисловості, де веде, наприклад, роботи з вивчення дії препаратів на кров людини та тварин. Природно, що така діяльність потребує дотримання технологічного регламенту біохімічного процесу. Біохімік стежить за реактивами, сировиною, хімічним складом та властивостями готової продукції.

Особливості кар'єрного зростання

Біохімік - це не найпопулярніша професія, проте фахівці цієї сфери цінуються високо. Наукові розробки компаній різних галузей (харчової, сільськогосподарської, медичної, фармакологічної та ін.) не обходяться без біохіміків.
Вітчизняні науково-дослідні центри тісно співпрацюють із західними країнами. Фахівець, який впевнено володіє іноземною мовоюі впевнено працюючий за комп'ютером, може знайти роботу у зарубіжних біохімічних компаніях.
Біохімік може реалізувати себе у сфері освіти, фармації чи менеджменту.

Життя та неживе? Хімія та біохімія? Де між ними грань? І чи є вона? Де зв'язок? Ключ до розгадки цих проблем довгий часбув у природи за сімома замками. І лише в XX столітті вдалося трохи відкрити таємниці життя, причому багато кардинальних питань прояснилися, коли вчені дійшли до досліджень на рівні молекул. Пізнання фізико-хімічних основ життєвих процесів стало однією з головних завдань природознавства, і саме на цьому напрямі, мабуть, були отримані найцікавіші результати, що мають принципове теоретичне значення і величезний вихід у практику.

Хімія давно вже придивляється до природних речовин, що беруть участь у життєдіяльності.

За два століття хімії судилося зіграти видатну роль пізнанні живої природи. На першому етапі хімічне вивчення мало описовий характер, і вченими були виділені та охарактеризовані різноманітні природні речовини, продукти життєдіяльності мікроорганізмів, рослин і тварин, які мали часто цінні властивості ( лікарські засоби, барвники тощо). Проте лише порівняно недавно зміну цієї традиційної хімії природних сполук прийшла сучасна біохімія з її прагненням як описати, а й пояснити, і як найпростіше, а й найскладніше у живому.

Позаорганічна біохімія

Позаорганічна біохімія як наука склалася в середині XX століття, коли на сцену вирвалися нові напрямки біології, запліднені здобутками інших наук, і коли в природознавство прийшли фахівці нового складу розуму, об'єднані бажанням та прагненням точніше описати живий світ. І не випадково під одним дахом старомодної будівлі по Академічному проїзду, 18 опинилися два новостворені інститути, що представляли найновіші на той час напрями хіміко-біологічної науки, - Інститут хімії природних сполук та Інститут радіаційної та фізико-хімічної біології. Цим двом інститутам судилося розпочати нашій країні бій за пізнання механізмів біологічних процесів і детальне з'ясування структур фізіологічно активних речовин.

До цього періоду стала зрозумілою унікальна структура основного об'єкта молекулярної біології - дезоксирибонуклеїнової кислоти (ДНК), знаменита «подвійна спіраль». (Це довга молекула, на якій, як на магнітофонній стрічці або матриці, записано повний «текст» всієї інформації про організм.) З'явилася структура першого білка - гормону інсуліну, успішно виконаний хімічний синтез гормону окситоцину.

А що, власне, таке біохімія, що вона займається?

Ця наука вивчає біологічно важливі природні та штучні (синтетичні) структури, хімічні сполуки- як біополімери, і низькомолекулярні речовини. Точніше, закономірності зв'язку їхньої конкретної хімічної структури з відповідною фізіологічною функцією. Біоорганічну хімію цікавить тонкий пристрій молекули біологічно важливої ​​речовини, її внутрішні зв'язки, динаміка і конкретний механізм її зміни, роль кожної її ланки у виконанні функції.

Біохімія - ключ до розуміння білків

Біо органічної хіміїналежать, безперечно, великі успіхи у вивченні білкових речовин. Ще 1973 року було завершено з'ясування повної первинної структури ферменту аспартат-амінотрансферази, що складається з 412 амінокислотних залишків. Це один з найважливіших біокаталізаторів живого організму і один з найбільших білків з розшифрованою структурою. Пізніше було визначено будову та інших важливих білків - кілька нейротоксинів з отрути середньоазіатської кобри, які використовуються при вивченні механізму передачі нервового збудження як специфічні блокатори, а також рослинного гемоглобіну з бульбочків жовтого люпину та антилейкозного білка актиноксантину.

Величезний інтерес становлять родопсини. Давно відомо, що родопсин - основний білок, що бере участь у тварин у процесах зорової рецепції, і виділяють його з особливих систем ока. Цей унікальний білок приймає світловий сигнал та забезпечує нам здатність бачити. Було виявлено, що подібний родопсин білок зустрічається і в деяких мікроорганізмів, але виконує зовсім іншу функцію (оскільки бактерії «не бачать»). Тут він енергетична машина, що синтезує багаті на енергію речовини за рахунок світла. Обидва білки дуже близькі за структурою, та їх призначення важливо по-різному.

Однією з найважливіших об'єктів вивчення був фермент, що у реалізації генетичної інформації. Рухаючись ДНК-матрицею, він як би зчитує записану в ній спадкову інформацію і на цій основі синтезує інформаційну рибонуклеїнову кислоту. Остання ж, своєю чергою, служить матрицею для синтезу білків. Цей фермент – величезний білок, його молекулярна ваганаближається до півмільйона (згадаємо: у води він лише 18) і складається з декількох різних субодиниць. З'ясування його структури судилося допомогти відповісти на найважливіше питаннябіології: який механізм «зняття» генетичної інформації, як іде розшифрування тексту, записаного в ДНК - основному речовині спадковості.

Пептиди

Вчених приваблюють як білки, а й коротші ланцюжки з амінокислот, звані пептидами. У тому числі сотні речовин величезного фізіологічного значення. Вазопресин та ангіотензин беруть участь у регуляції кров'яного тиску, гастрин управляє секрецією шлункового соку, граміцидин С та поліміксин – антибіотики, до яких належать і так звані речовини пам'яті. У короткому ланцюжку кількома «літерами» амінокислотами записано величезну біологічну інформацію!

Сьогодні ми вміємо штучно отримувати не лише будь-який складний пептид, а й простий білок, наприклад, інсулін. Значення таких робіт важко переоцінити.

Було створено метод комплексного аналізупросторової будови пептидів за допомогою різноманітних фізичних та розрахункових методів. Але ж складна об'ємна архітектура пептиду і визначає всю специфіку його біологічної активності. Просторова будова будь-якої біологічно активної речовини, або, як то кажуть, її конформація, - ключ до розуміння механізму її дії.

Серед представників нового класу пептидних систем – депсипелтидів – колектив вчених виявив речовини вражаючої природи, здатні селективно переносити іони металів через біологічні мембрани, так звані іонофори. І головний серед них – валіноміцин.

Відкриття іонофорів склало цілу еру в мембранології, оскільки дозволило спрямовано змінювати транспорт іонів лужних металів- калій та натрій – через біомембрани. З транспортом цих іонів пов'язані і процеси нервового збудження, і дихання, і процеси рецепції - сприйняття сигналів довкілля. На прикладі валіноміцину вдалося показати, як біологічні системи здатні вибрати лише один іон з десятків інших, зв'язати його в комплекс, що транспортується, і перенести через мембрану. Ця дивовижна властивість валіноміцину полягає в його просторовій структурі, що нагадує ажурний браслет.

Інший тип іонофорів є антибіотик граміцидин А. Це лінійний ланцюжок, побудований з 15 амінокислот, у просторі утворює спіраль з двох молекул, причому, як було встановлено, це справжня подвійна спіраль. Перша подвійна спіраль у білкових системах! І спіральна структура, вбудовуючись у мембрану, утворює своєрідну пору, канал, через який іони лужних металів проходять крізь мембрану. Найпростіша модель іонного каналу. Зрозуміло чому граміцидин викликав таку бурю в мембранології. Вчені вже отримали багато синтетичних аналогів граміцидину, він детально вивчався на штучних та біологічних мембранах. Скільки принади та значущості в такій, начебто, маленькій молекулі!

Не без допомоги валіноміцину та граміцидину вчені виявилися втягнутими у дослідження біологічних мембран.

Біологічні мембрани

Але до складу мембран завжди входить ще один основний компонент, який визначає їхню природу. Це жироподібні речовини, чи ліпіди. Молекули ліпідів невеликі за розміром, але утворюють міцні гігантські ансамблі, що формують суцільний мембранний шар. У цей шар вбудовуються молекули білків – і ось вам одна з моделей біологічної мембрани.

Чому ж важливі біомембрани? Взагалі мембрани – найважливіші регуляторні системи живого організму. Зараз за подобою біомембран створюються важливі технічні засоби- мікроелектроди, датчики, фільтри, паливні елементи... І подальші перспективи використання мембранних принципів у техніці воістину безмежні.

Інші інтереси біохімії

Чільне місце займають дослідження з біохімії нуклеїнових кислот. Вони націлені на розшифрування механізму хімічного мутагенезу, а також на пізнання природи зв'язку між нуклеїновими кислотами та білками.

Особливу увагу було давно зосереджено на штучному синтезі гена. Ген, або, якщо говорити спрощено, функціонально значущу ділянку ДНК сьогодні вже можна отримати хімічним синтезом. Це одне з важливих напрямівмодною зараз « генної інженерії». Роботи, що лежать на стику біоорганічної хімії та молекулярної біології, вимагають оволодіння найскладнішими прийомами, дружньої співпраці хіміків та біологів.

Ще один клас біополімерів – вуглеводи, або полісахариди. Ми знаємо типових представників речовин цієї групи – целюлозу, крохмаль, глікоген, буряковий цукор. Але в живому організмі вуглеводи виконують найрізноманітніші функції. Це захист клітини від ворогів (імунітет), вона найважливіша складова частина клітинних стінок, компонент рецепторних систем.

Зрештою, антибіотики. У лабораторіях з'ясовано будову таких найважливіших груп антибіотиків, як стрептотрицин, оливоміцин, або фунгін, абіковхроміцин, ауреолова кислота, що мають протипухлинну, противірусну та антибактеріальну активність.

Розповісти про всі пошуки та досягнення біоорганічної хімії неможливо. З упевненістю тільки можна стверджувати, що біоорганіки мають більше планів, ніж зробленого.

Біохімія тісно співпрацює з молекулярною біологією, біофізикою, які вивчають життя лише на рівні молекул. Вона стала хімічним фундаментом цих досліджень. Створення та широке використання нових її методів, нових наукових концепцій сприяє подальшому прогресу біології. Остання, своєю чергою, стимулює розвиток хімічних наук.

Біохімія. Лекція №1. Біохімія як наука. Структура та функції основних речовин в організмі. Предмет та методи досліджень у біохімії. Огляд основних класів органічних речовин, їх роль гомеостазі.

Біохімія (від грец. βίος - «життя» та єгип. kēme - «Земля», також біологічна або фізіологічна хімія) - наука про хімічний склад організмів та їх складових частин та про хімічні процеси, що протікають в організмах. Наука має справу зі структурою та функцією речовин, що є компонентами клітин та входять до складу організму, таких як білки, вуглеводи, ліпіди, нуклеїнові кислоти та інші біомолекули. Біохімія прагне відповідати на біологічні та біохімічні питання за допомогою хімічних методів.

Біохімія – порівняно молода наука, що виникла з кінця біології та хімії наприкінці 19 століття. Вона вивчає процеси розвитку та функціонування організмів мовою молекул, структуру та хімічні процеси, які забезпечують життя одно- та багатоклітинних істот, що населяють Землю. Видатні відкриття в галузі вчення про ферменти, біохімічну генетику, молекулярну біологію та біоенергетику перетворили біохімію на фундаментальну дисципліну, що дозволяє вирішувати багато важливих проблем біології та медицини.

Хоча існує широкий ряд різних біомолекул, багато з них полімери, тобто. складними великими молекулами, що складаються з багатьох подібних субодиниць, мономерів. Кожен клас полімерних біомолекул має власний набір типів цих субодиниць. Наприклад, білки є полімерами, що складаються з амінокислот. Біохімія вивчає Хімічні властивостіважливих біологічних молекул, таких як білки, зокрема, хімію реакцій, що каталізуються ферментами.

Крім того, більша частина досліджень з біохімії має справу з метаболізмом клітини та її ендокринною та паракринною регуляцією. Інші галузі біохімії включають дослідження генетичного коду ДНК та РНК, біосинтез білків, транспорту через біологічні мембрани та передачу сигналів.

Основи біохімії були закладені в середині 19-го століття, коли такі вчені як Фрідріх Вьолер та Ансельм Паєн зуміли вперше описати хімічні процеси в живих організмах і показати, що вони не відрізняються від звичайних хімічних процесів. Багато робіт на початку 20-го століття призвели до розуміння структури білків, стало можливим проведення біохімічних реакцій (спиртового бродіння) за межами клітини і т. д. У той же час почав застосовуватися і сам термін «біохімія». Основи біохімії в Україні заклав Володимир Іванович Вернадський у 20-х роках минулого сторіччя.

Історія

На початку 19 століття існувала загальна впевненість, що життя не підлягає фізичним та хімічним законам, властивим неживій природі. Вважалося, що тільки живі організми здатні виробляти молекули, характерні для них. Лише у 1828 році Фрідріх Велер опублікував роботу про синтез сечовини, здійснений у лабораторних умовах, довівши, що органічні сполуки можуть бути створені штучно. Це відкриття завдало серйозної поразки вченим-віталістам, які заперечували таку можливість.

На той час вже існував фактичний матеріал для первинних біохімічних узагальнень, який накопичувався у зв'язку з практичною діяльністю людей, спрямованої на виготовлення їжі та вина, отримання пряжі з рослин, очищення шкіри від вовни за допомогою мікробів, вивчення складу та властивостей сечі та інших виділень здорової та хворої людини. Після робіт Велера поступово почали встановлюватись такі наукові поняття, як дихання, бродіння, ферментація, фотосинтез. Вивчення хімічного складута властивостей сполук, виділених з тварин та рослин, стає предметом органічної хімії (хімії органічних сполук).

Народження біохімії також ознаменувалося відкриттям першого ферменту, діастазу (зараз відомого як амілаза) в 1833 Ансельмом Паєном. Труднощі, пов'язані з отриманням ферментів із тканин і клітин, використовувалися прихильниками віталізму для твердження про неможливість вивчення клітинних ферментів поза живими істотами. Це твердження було спростовано російським лікарем М. Манассєїною (1871 - 1872), яка запропонувала можливість спостерігати спиртове бродіння в екстрактах розтертих (тобто позбавлених структурної цілісності) дріжджів. У 1896 році цю можливість було підтверджено німецьким ученим Едуардом Бухнером, який зумів експериментально відтворити цей процес.

Сам термін «біохімія» був уперше запропонований у 1882 році, проте, вважається, широкого використання він набув після робіт німецького хіміка Карла Нойберга у 1903 році. На той час ця сфера досліджень була відома як фізіологічна хімія. Після цього біохімія швидко розвивалася, особливо починаючи з середини 20 століття, насамперед завдяки розробці нових методів, таких як хроматографія, рентгеноструктурний аналіз, ЯМР-спектроскопія, використання радіоізотопної мітки, електронна та оптична мікроскопія і, нарешті, молекулярна динаміка та інші методи обчислювальної біології. Ці методи дозволили відкрити та провести детальний аналізбагатьох молекул та метаболічних шляхів клітини, таких як гліколіз та цикл Кребса.

Іншим важливим історичним подією у розвитку біохімії стало відкриття генів та його ролі передачі інформації у клітці. Це відкриття заклало можливість виникнення не тільки генетики, а й її міждисциплінарної галузі на стику з біохімією - молекулярної біології. У 1950-х роках Джеймс Ватсон, Френсіс Крік, Розалінда Франклін та Моріс Уілкінс зуміли розшифрувати структуру ДНК і припустили її зв'язок із генетичною передачею інформації у клітці. Також у 1950-х роках Джордж Отлей та Едвард Татум довели, що один ген відповідає за синтез одного білка. З розробкою методів аналізу ДНК, таких як генетичний фінгерпринтінг, в 1988 Колін Пітчфорк став першою людиною, звинуваченою у вбивстві за допомогою свідоцтва на основі ДНК, що стало першим великим успіхом біохімічної судмедекспертизи. У 200-х роках Андрю Файр та Крег Мелло показали роль РНК-інтерференції (RNAi) у придушенні експресії генів.

Наразі біохімічні дослідження протікають у трьох напрямках, сформульованих Майклом Шугаром. Біохімія рослин досліджує біохімію переважно автотрофних організмів та досліджує такі процеси як фотосинтез та інші. Загальна біохімія включає дослідження як рослин, так і тварин та людини, тоді як медична біохімія фокусується переважно на біохімії людини та відхиленнях біохімічних процесів від норми, зокрема внаслідок хвороб.

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 в 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 органівта 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

Розшифровка даних, описаних вище, проводиться за певним значеннямта нормам.

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 на 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 порушення синтезу в результаті 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 навантаженняабо 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 хронічне захворюванняпечінки.
11. ЛДГу дослідженні характеризує перебіг енергетичних процесів гліколізу та лактату. Високий показник вказує на негативний впливна 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 часто стають головною причиноюдисбалансу електролітів, але також 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 рівеньпокаже, якщо є холецистит, ознаки цукрового діабету, перитоніту, паротиту та панкреатиту. Також підвищиться, якщо вживати алкогольні напоїабо препарати - глюкокортикоїди, також характерно для 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 спеціальний прилад, який створений для визначення високої точності 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.