Analisi biochimica - lo studio di una vasta gamma di enzimi, sostanze organiche e minerali. Questa analisi del metabolismo nel corpo umano: carboidrati, minerali, grassi e proteine. I cambiamenti nel metabolismo mostrano se c'è qualche patologia e in quale organo.

Questa analisi viene eseguita se il medico sospetta una malattia latente. Il risultato dell'analisi è la patologia nel corpo nella fase iniziale dello sviluppo e lo specialista può navigare nella scelta dei farmaci.

Con questa analisi, puoi rilevare la leucemia in una fase iniziale, quando i sintomi non hanno ancora iniziato a manifestarsi. In questo caso, puoi iniziare a prendere i farmaci necessari e fermare il processo patologico della malattia.

Processo di campionamento e valori degli indicatori di analisi

Per l'analisi, il sangue viene prelevato da una vena, da cinque a dieci millilitri. È posto in una provetta speciale. L'analisi viene effettuata a stomaco vuoto del paziente, per una veridicità più completa. Se non ci sono rischi per la salute, si raccomanda di non assumere farmaci prima degli esami del sangue.

Per l'interpretazione dei risultati dell'analisi, vengono utilizzati gli indicatori più informativi:
- il livello di glucosio e zucchero - un indicatore aumentato caratterizza lo sviluppo del diabete mellito in una persona, una forte diminuzione in esso rappresenta una minaccia per la vita;
- colesterolo - il suo contenuto aumentato indica la presenza di aterosclerosi vascolare e il rischio di malattie cardiovascolari;
- transaminasi - enzimi che rilevano malattie come infarto miocardico, danno epatico (epatite) o la presenza di qualsiasi lesione;
- bilirubina: i suoi valori elevati indicano danni al fegato, massiccia distruzione dei globuli rossi e alterato deflusso della bile;
- urea e creatina - il loro eccesso indica un indebolimento della funzione di escrezione dei reni e del fegato;
- proteine ​​​​totali: i suoi indicatori cambiano quando si verifica una malattia grave o qualsiasi processo negativo nel corpo;
- amilasi - è un enzima del pancreas, un aumento del suo livello nel sangue indica un'infiammazione della ghiandola - pancreatite.

Oltre a quanto sopra, un esame del sangue biochimico determina il contenuto di potassio, ferro, fosforo e cloro nel corpo. Solo il medico curante può decifrare i risultati dell'analisi, che prescriverà il trattamento appropriato.

La biochimica è una scienza che studia varie molecole, reazioni chimiche e processi nelle cellule e negli organismi viventi. Una conoscenza approfondita della biochimica è assolutamente necessaria per il successo dello sviluppo di due aree principali delle scienze biomediche: 1) risolvere i problemi del mantenimento della salute umana; 2) delucidazione delle cause di varie malattie e ricerca di modi per trattarle efficacemente.

BIOCHIMICA E SALUTE

L'Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS) definisce la salute come uno stato di "completo benessere fisico, spirituale e sociale, che non si limita alla semplice assenza di malattia e disturbo". Da un punto di vista strettamente biochimico, un organismo può essere considerato sano se molte migliaia di reazioni che avvengono all'interno delle cellule e nell'ambiente extracellulare procedono in condizioni e con velocità tali da garantire la massima vitalità dell'organismo e mantenere un fisiologico normale (non -patologico).

BIOCHIMICA, NUTRIZIONE, PREVENZIONE E TRATTAMENTO

Uno dei principali prerequisiti per rimanere in salute è una dieta ottimale che contenga una varietà di sostanze chimiche; i principali sono vitamine, alcuni amminoacidi, alcuni acidi grassi, vari minerali e acqua. Tutte queste sostanze sono di un tipo o di un altro interesse sia per la biochimica che per la scienza della nutrizione razionale. Di conseguenza, esiste una stretta connessione tra queste due scienze. Inoltre, si può presumere che, sullo sfondo degli sforzi per contenere la crescita dei prezzi dei servizi medici, verrà prestata maggiore attenzione al mantenimento della salute e alla prevenzione delle malattie, ad es. medicina preventiva. Quindi, ad esempio, per prevenire nel tempo l'aterosclerosi e il cancro, è probabile che venga data sempre più importanza a una dieta equilibrata. Allo stesso tempo, il concetto di una dieta equilibrata dovrebbe essere basato sulla conoscenza della biochimica.

BIOCHIMICA E MALATTIE

Tutte le malattie sono una manifestazione di alcuni cambiamenti nelle proprietà delle molecole e disturbi nel corso di reazioni e processi chimici. I principali fattori che portano allo sviluppo di malattie negli animali e nell'uomo sono riportati nella tabella. 1.1. Tutti influenzano una o più reazioni chimiche chiave o la struttura e le proprietà di molecole funzionalmente importanti.

Il contributo della ricerca biochimica alla diagnosi e alla cura delle malattie è il seguente.

Tabella 1.1. I principali fattori che portano allo sviluppo di malattie. Tutti hanno un impatto su vari processi biochimici nella cellula o in tutto il corpo.

1. Fattori fisici: lesioni meccaniche, temperature estreme, sbalzi di pressione atmosferica, radiazioni, scosse elettriche

2. Agenti chimici e droghe: alcuni composti tossici, farmaci terapeutici, ecc.

4. Carenza di ossigeno: perdita di sangue, ridotta funzione di trasporto dell'ossigeno, avvelenamento da enzimi ossidativi

5. Fattori genetici: congeniti, molecolari

6. Reazioni immunologiche: anafilassi, malattie autoimmuni

7. Squilibrio nutrizionale: malnutrizione, ipernutrizione

Grazie a questi studi è possibile 1) identificare la causa della malattia; 2) proporre una modalità di trattamento razionale ed efficace; 3) sviluppare metodi per lo screening di massa della popolazione ai fini della diagnosi precoce; 4) monitorare il decorso della malattia; 5) monitorare l'efficacia del trattamento. L'Appendice descrive i più importanti test biochimici utilizzati per diagnosticare varie malattie. Sarà utile fare riferimento a questa Appendice ogni volta che si tratta di diagnostica biochimica di varie malattie (ad esempio infarto miocardico, pancreatite acuta, ecc.).

Il potenziale della biochimica nella prevenzione e nel trattamento delle malattie è brevemente illustrato con tre esempi; vedremo qualche altro esempio più avanti nel capitolo.

1. È noto che per mantenere la sua salute, una persona deve ricevere alcuni composti organici complessi: le vitamine. Nel corpo, le vitamine vengono convertite in molecole più complesse (coenzimi), che svolgono un ruolo chiave in molte reazioni nelle cellule. La mancanza di una qualsiasi delle vitamine nella dieta può portare allo sviluppo di varie malattie, ad esempio lo scorbuto con una mancanza di vitamina C o il rachitismo con una mancanza di vitamina D. Chiarimento del ruolo chiave delle vitamine o dei loro derivati ​​biologicamente attivi è diventato uno dei compiti principali che biochimici e nutrizionisti hanno risolto dall'inizio di questo secolo.

2. Una condizione nota come fenilchetonuria (PKU), se non trattata, può portare a un grave ritardo mentale. La natura biochimica della PKU è nota da circa 30 anni: la malattia è causata dalla mancanza o completa mancanza di attività di un enzima che catalizza la conversione dell'aminoacido fenilalanina in un altro amminoacido, la tirosina. Un'attività insufficiente di questo enzima porta all'accumulo di un eccesso di fenilalanina e di alcuni dei suoi metaboliti, in particolare chetoni, nei tessuti, che influisce negativamente sullo sviluppo del sistema nervoso centrale. Dopo che sono state chiarite le basi biochimiche della PKU, è stato trovato un metodo di trattamento razionale: ai bambini malati viene prescritta una dieta a basso contenuto di fenilalanina. L'esame di massa dei neonati per PKU consente, se necessario, di iniziare immediatamente il trattamento.

3. La fibrosi cistica è una malattia ereditaria delle ghiandole esocrine, e in particolare delle ghiandole sudoripare. La causa della malattia è sconosciuta. La fibrosi cistica è una delle malattie genetiche più comuni in Nord America. È caratterizzato da secrezioni anormalmente viscose che bloccano i dotti secretori del pancreas e dei bronchioli. I malati di questa malattia il più delle volte muoiono in tenera età a causa di un'infezione polmonare. Poiché la base molecolare della malattia è sconosciuta, è possibile solo un trattamento sintomatico. Tuttavia, si può sperare che in un prossimo futuro, utilizzando la tecnologia del DNA ricombinante, sarà possibile chiarire la natura molecolare della malattia, il che consentirà di trovare un metodo di trattamento più efficace.

DEFINIZIONE FORMALE DI BIOCHIMICA

La biochimica, come suggerisce il nome (dal greco bios-life), è la chimica della vita, o, più strettamente, la scienza dei fondamenti chimici dei processi vitali.

L'unità strutturale dei sistemi viventi è la cellula, quindi si può dare un'altra definizione: la biochimica come scienza studia i componenti chimici delle cellule viventi, nonché le reazioni e i processi a cui partecipano. Secondo questa definizione, la biochimica comprende vaste aree della biologia cellulare e tutta la biologia molecolare.

PROBLEMI DI BIOCHIMICA

Il compito principale della biochimica è raggiungere una comprensione completa a livello molecolare della natura di tutti i processi chimici associati all'attività vitale delle cellule.

Per risolvere questo problema è necessario isolare dalle cellule i numerosi composti presenti, determinarne la struttura e stabilirne le funzioni. Ad esempio, possiamo indicare numerosi studi volti a chiarire le basi molecolari della contrazione muscolare e una serie di processi simili. Di conseguenza, molti composti di vari gradi di complessità sono stati isolati in forma purificata e sono stati condotti studi strutturali e funzionali dettagliati. Di conseguenza, è stato possibile chiarire una serie di aspetti delle basi molecolari della contrazione muscolare.

Un altro compito della biochimica è chiarire la questione dell'origine della vita. La nostra comprensione di questo entusiasmante processo è lungi dall'essere esaustiva.

CAMPI DI RICERCA

Il campo della biochimica è vasto quanto la vita stessa. Ovunque esista la vita, avvengono vari processi chimici. La biochimica si occupa dello studio delle reazioni chimiche in microrganismi, piante, insetti, pesci, uccelli, mammiferi inferiori e superiori, ed in particolare nel corpo umano. Per gli studenti che studiano scienze biomediche, di particolare interesse sono

le ultime due sezioni. Tuttavia, sarebbe miope non avere alcuna idea delle caratteristiche biochimiche di alcune altre forme di vita: spesso queste caratteristiche sono essenziali per comprendere vari tipi di situazioni che sono direttamente legate all'uomo.

BIOCHIMICA E MEDICINA

Esiste un'ampia relazione bidirezionale tra biochimica e medicina. Grazie alla ricerca biochimica è stato possibile rispondere a molte domande relative allo sviluppo delle malattie, e lo studio delle cause e del corso di sviluppo di alcune malattie ha portato alla creazione di nuove aree della biochimica.

Studi biochimici volti ad identificare le cause delle malattie

Oltre a quanto sopra, forniremo altri quattro esempi per illustrare l'ampiezza della gamma di possibili applicazioni della biochimica. 1. L'analisi del meccanismo d'azione della tossina prodotta dall'agente eziologico del colera ha permesso di chiarire punti importanti riguardanti i sintomi clinici della malattia (diarrea, disidratazione). 2. In molte piante africane il contenuto di uno o più aminoacidi essenziali è molto basso. Rivelare questo fatto ha permesso di capire perché quelle persone per le quali queste piante sono la principale fonte di proteine ​​soffrono di carenza proteica. 3. Si è riscontrato che le zanzare - portatrici di agenti patogeni della malaria - possono sviluppare sistemi biochimici che le rendono immuni agli insetticidi; questo è importante da considerare quando si progettano le risposte anti-malaria. 4. Gli eschimesi groenlandesi consumano grandi quantità di olio di pesce, ricco di alcuni acidi grassi polinsaturi; allo stesso tempo, è noto che sono caratterizzati da un basso livello di colesterolo nel sangue, e quindi l'aterosclerosi si sviluppa molto meno frequentemente. Queste osservazioni hanno suggerito la possibilità di utilizzare acidi grassi polinsaturi per abbassare il colesterolo plasmatico.

Lo studio delle malattie favorisce lo sviluppo della biochimica

Osservazioni del medico inglese Sir Archibald Garrod nei primi anni del 1900. per un piccolo gruppo di pazienti affetti da disturbi metabolici congeniti, hanno stimolato lo studio delle vie biochimiche, la cui violazione si verifica in tali condizioni. Gli sforzi per comprendere la natura di una malattia genetica chiamata ipercolesterolemia familiare, che porta allo sviluppo di una grave aterosclerosi in tenera età, ha contribuito al rapido accumulo di conoscenze sui recettori cellulari e sui meccanismi di assorbimento del colesterolo da parte delle cellule. Lo studio intensivo degli oncogeni nelle cellule tumorali ha attirato l'attenzione sui meccanismi molecolari del controllo della crescita cellulare.

Studio di organismi inferiori e virus

Informazioni preziose, che si sono rivelate molto utili per condurre ricerche biochimiche in clinica, sono state ottenute dallo studio di alcuni organismi e virus inferiori. Ad esempio, le moderne teorie sulla regolazione dell'attività genica ed enzimatica si sono formate sulla base di ricerche pionieristiche condotte su muffe e batteri. La tecnologia del DNA ricombinante ha avuto origine dalla ricerca condotta su batteri e virus batterici. Il principale vantaggio di batteri e virus come oggetti di ricerca biochimica è l'alto tasso della loro riproduzione; questo facilita enormemente l'analisi genetica e la manipolazione genetica. Le informazioni ottenute nello studio dei geni virali responsabili dello sviluppo di alcune forme di cancro negli animali (oncogeni virali) hanno permesso di comprendere meglio il meccanismo di trasformazione delle cellule umane normali in cellule cancerose.

BIOCHIMICA E ALTRE SCIENZE BIOLOGICHE

La biochimica degli acidi nucleici è alla base della genetica; a sua volta, l'uso di approcci genetici si è rivelato fruttuoso per molte aree della biochimica. La fisiologia, la scienza del funzionamento del corpo, si sovrappone fortemente alla biochimica. Un gran numero di metodi biochimici viene utilizzato in immunologia e, a sua volta, molti approcci immunologici sono ampiamente utilizzati dai biochimici. La farmacologia e la farmacia si basano sulla biochimica e sulla fisiologia; il metabolismo della maggior parte dei farmaci avviene a seguito di opportune reazioni enzimatiche. I veleni influenzano reazioni o processi biochimici; queste domande sono oggetto di tossicologia. Come abbiamo già detto, al centro di diversi tipi di patologia c'è una violazione di una serie di processi chimici. Ciò porta al crescente utilizzo di approcci biochimici per studiare vari tipi di patologia (ad esempio, infiammazione, danno cellulare e cancro). Molti di coloro che si occupano di zoologia e botanica utilizzano ampiamente approcci biochimici nel loro lavoro. Queste relazioni non sono sorprendenti, poiché, come sappiamo, la vita in tutte le sue manifestazioni dipende da una varietà di reazioni e processi biochimici. Le barriere preesistenti tra le scienze biologiche sono praticamente distrutte e la biochimica sta diventando sempre più il loro linguaggio comune.

BIOCHIMICA (chimica biologica)- la scienza biologica, che studia la natura chimica delle sostanze che compongono gli organismi viventi, le loro trasformazioni e il rapporto di queste trasformazioni con l'attività di organi e tessuti. L'insieme dei processi indissolubilmente legati alla vita si chiama metabolismo (vedi Metabolismo ed energia).

Lo studio della composizione degli organismi viventi ha attirato a lungo l'attenzione degli scienziati, poiché il numero di sostanze che compongono gli organismi viventi, oltre all'acqua, agli elementi minerali, ai lipidi, ai carboidrati, ecc., comprende una serie di sostanze organiche più complesse composti: proteine ​​e loro complessi con numerosi altri biopolimeri principalmente con acidi nucleici.

È stata stabilita la possibilità di combinazione spontanea (in determinate condizioni) di un gran numero di molecole proteiche con la formazione di strutture supramolecolari complesse, ad esempio la copertura proteica della coda del fago, alcuni organelli cellulari, ecc. possibile introdurre il concetto di sistemi autoassemblanti. Questo tipo di ricerca crea le premesse per risolvere il problema della formazione delle più complesse strutture supramolecolari con le caratteristiche e le proprietà della materia vivente da composti organici ad alto peso molecolare che un tempo emersero in natura per via abiogenica.

La biologia moderna come scienza indipendente ha preso forma a cavallo tra il XIX e il XX secolo. Fino a quel momento, le questioni ora considerate da B. erano studiate da diverse angolazioni dalla chimica organica e dalla fisiologia. La chimica organica (vedi), che studia i composti del carbonio in generale, è impegnata, in particolare, nell'analisi e nella sintesi di quelli chimici. composti che fanno parte del tessuto vivente. La fisiologia (vedi), insieme allo studio delle funzioni vitali, studia anche la chimica. processi alla base della vita. Quindi, la biochimica è un prodotto dello sviluppo di queste due scienze e può essere divisa in due parti: statica (o strutturale) e dinamica. La biologia statica studia le sostanze organiche naturali, la loro analisi e sintesi, mentre la biologia dinamica studia l'intero insieme di trasformazioni chimiche di vari composti organici nel processo della vita. La biochimica dinamica, quindi, è più vicina alla fisiologia e alla medicina che alla chimica organica. Questo spiega quella che all'inizio B. si chiamava chimica fisiologica (o medica).

Come ogni scienza in rapido sviluppo, la biochimica subito dopo il suo inizio iniziò a dividersi in una serie di discipline separate: biochimica dell'uomo e degli animali, biochimica delle piante, biochimica dei microbi (microrganismi) e un certo numero di altre, poiché, nonostante l'unità biochimica di tutti gli esseri viventi, negli organismi animali e vegetali ci sono anche differenze fondamentali nella natura del metabolismo. Prima di tutto, questo riguarda i processi di assimilazione. Le piante, a differenza degli organismi animali, hanno la capacità di utilizzare sostanze chimiche semplici come anidride carbonica, acqua, sali di acido nitrico e nitroso, ammoniaca, ecc.. Inoltre, il processo di costruzione delle cellule vegetali richiede un afflusso di energia da all'esterno sotto forma di luce solare. L'uso di questa energia viene principalmente effettuato da organismi autotrofi verdi (piante, protozoi - Euglena, un certo numero di batteri), che a loro volta servono da cibo per tutti gli altri, i cosiddetti. organismi eterotrofi (compresi gli esseri umani) che abitano la biosfera (vedi). Pertanto, la separazione della biochimica vegetale in una disciplina speciale è giustificata sia dal punto di vista teorico che pratico.

Lo sviluppo di alcuni rami dell'industria e dell'agricoltura (lavorazione di materie prime di origine vegetale e animale, preparazione di prodotti alimentari, produzione di preparati vitaminici e ormonali, antibiotici, ecc.) ha portato alla separazione della biologia tecnica in una sezione speciale .

Studiando la chimica di vari microrganismi, i ricercatori hanno riscontrato una serie di sostanze e processi specifici di grande interesse scientifico e pratico (antibiotici di origine microbica e fungina, vari tipi di fermentazione di importanza industriale, formazione di sostanze proteiche dai carboidrati e il più semplice azoto composti, ecc.). Tutte queste domande sono considerate nella biochimica dei microrganismi.

Nel 20 ° secolo. è sorto come una disciplina speciale della biochimica dei virus (vedi. Virus).

L'emergere della biochimica clinica è stato causato dalle esigenze della medicina clinica (vedi).

Delle altre sezioni della biologia, che sono generalmente considerate discipline piuttosto isolate che hanno propri compiti e metodi di ricerca specifici, si dovrebbero nominare: biologia evolutiva e comparata (processi biochimici e composizione chimica degli organismi nelle varie fasi del loro sviluppo evolutivo) , enzimologia (struttura e funzione degli enzimi, cinetica delle reazioni enzimatiche), vitamine del gruppo B, ormoni, biochimica delle radiazioni, biochimica quantistica - un confronto delle proprietà, delle funzioni e dei percorsi di trasformazione di composti biologicamente importanti con le loro caratteristiche elettroniche ottenute utilizzando calcoli di chimica quantistica (vedi Biochimica quantistica).

Lo studio della struttura e della funzione di proteine ​​e acidi nucleici a livello molecolare si è rivelato particolarmente promettente. Questo circolo di domande è studiato dalle scienze che sono sorte alle giunzioni tra biologia e genetica: biologia molecolare (vedi) e genetica biochimica (vedi).

Cenni storici sullo sviluppo della ricerca nella chimica della materia vivente. Lo studio della materia vivente dal lato chimico è iniziato dal momento in cui è diventato necessario studiare le parti costitutive degli organismi viventi e i processi chimici che avvengono in essi in connessione con le esigenze della medicina pratica e dell'agricoltura. Gli studi sugli alchimisti medievali hanno portato all'accumulo di una grande quantità di materiale fattuale sui composti organici naturali. Nel XVI - XVII secolo. le opinioni degli alchimisti furono sviluppate nelle opere degli iatrochimici (vedi iatrochimica), che credevano che l'attività vitale del corpo umano potesse essere compresa correttamente solo dal punto di vista della chimica. Così, uno dei più importanti rappresentanti della iatrochimica, il medico e naturalista tedesco F. Paracelsus, ha avanzato una posizione progressista sulla necessità di uno stretto legame tra chimica e medicina, sottolineando che il compito dell'alchimia non è nella fabbricazione dell'oro e argento, ma nella creazione di ciò che è forza e virtù medicina. Gli iatrochimici introdussero il miele. pratica preparazioni di mercurio, antimonio, ferro e altri elementi. Più tardi I. Van Helmont ha suggerito che ci sono principi speciali nei "succhi" del corpo vivente - i cosiddetti. "Enzimi" coinvolti in una varietà di sostanze chimiche. trasformazioni.

Nei secoli XVII-XVIII. la teoria del flogisto si diffuse (vedi. Chimica). La confutazione di questa teoria, fondamentalmente errata, è associata alle opere di M.V. Lomonosov e A. Lavoisier, che scoprirono e approvarono la legge di conservazione della materia (massa) nella scienza. Lavoisier ha dato un importante contributo allo sviluppo non solo della chimica, ma anche allo studio dei processi biologici. Sviluppando precedenti osservazioni di Mayow (J. Mayow, 1643-1679), dimostrò che durante la respirazione, come nella combustione di sostanze organiche, l'ossigeno viene assorbito e l'anidride carbonica viene rilasciata. Allo stesso tempo, insieme a Laplace, ha dimostrato che il processo di ossidazione biologica è anche una fonte di calore animale. Questa scoperta stimolò la ricerca sull'energetica del metabolismo, a seguito della quale già all'inizio del XIX secolo. è stata determinata la quantità di calore rilasciata durante la combustione di carboidrati, grassi e proteine.

Grandi eventi della seconda metà del XVIII secolo. iniziò le ricerche di R. Reaumur e L. Spallanzani sulla fisiologia della digestione. Questi ricercatori furono i primi a studiare l'effetto del succo gastrico di animali e uccelli su vari tipi di alimenti (principalmente carne) e gettarono le basi per lo studio degli enzimi dei succhi digestivi. L'emergere dell'enzimologia (la dottrina degli enzimi), tuttavia, è solitamente associata ai nomi di KS Kirchhoff (1814), così come Payen e J. Persoz (A. Payen, J. Persoz, 1833), che furono i primi studiare l'azione dell'enzima amilasi sull'amido in vitro.

Un ruolo importante è stato svolto dalle opere di J. Priestley e in particolare di J. Ingenhouse, che ha scoperto il fenomeno della fotosintesi (fine XVIII secolo).

A cavallo tra il XVIII e il XIX secolo. sono state inoltre svolte altre ricerche fondamentali nel campo della biochimica comparata; allo stesso tempo è stata stabilita l'esistenza di un ciclo di sostanze in natura.

I successi della chimica statica fin dall'inizio furono indissolubilmente legati allo sviluppo della chimica organica.

L'impulso per lo sviluppo della chimica dei composti naturali fu la ricerca del chimico svedese K. Scheele (1742 - 1786). Ha isolato e descritto le proprietà di numerosi composti naturali: acido lattico, tartarico, citrico, ossalico, malico, glicerina e alcol amilico, ecc. Di grande importanza furono gli studi di I. Berzelius e 10. Liebig, che si conclusero con il sviluppo all'inizio del XIX secolo. metodi di analisi quantitativa elementare dei composti organici. In seguito a ciò, iniziarono i tentativi di sintetizzare sostanze organiche naturali. I successi conseguiti - la sintesi nel 1828 dell'urea di F. Weller, dell'acido acetico di A. Kolbe (1844), dei grassi di P. Berthelot (1850), dei carboidrati di A.M. Butlerov (1861) - furono di particolare importanza, poiché hanno dimostrato la possibilità di sintesi in vitro di una serie di sostanze organiche che fanno parte di tessuti animali o sono prodotti finali del metabolismo. Pertanto, è stata stabilita la completa incoerenza del diffuso nei secoli 18-19. idee vitalistiche (vedi. Vitalismo). Nella seconda metà del XVIII - inizi del XIX secolo. sono stati effettuati molti altri importanti studi: l'acido urinario è stato isolato dai calcoli urinari (Bergman e Scheele), dalla bile - colesterolo [J. Conradi], dal miele - glucosio e fruttosio (T. Lovitz), dalle foglie delle piante verdi - il pigmento clorofilla [Pelletier e Caventou (J. Pelletier, J. Caventou)], la creatina è stata scoperta nei muscoli [ME Chevreul]. È stata dimostrata l'esistenza di un gruppo speciale di composti organici - alcaloidi vegetali (Serturner, Meister, ecc.), Che in seguito hanno trovato applicazione nel miele. la pratica. I primi amminoacidi, glicina e leucina, furono ottenuti dalla gelatina e dalla carne bovina mediante la loro idrolisi [J. Proust, 1819; H. Braconnot, 1820].

In Francia, nel laboratorio di C. Bernard, fu scoperto il glicogeno nel tessuto epatico (1857), furono studiate le modalità della sua formazione e i meccanismi che regolano la sua scissione. In Germania, nei laboratori di E. Fischer, E. F. Hoppe-Seiler, A. Kossel, E. Abdergalden e altri, sono state studiate la struttura e le proprietà delle proteine, nonché i prodotti della loro idrolisi, compreso quello enzimatico.

In connessione con la descrizione delle cellule di lievito (K. Cognard-Latour in Francia e T. Schwann in Germania, 1836-1838), iniziarono a studiare attivamente il processo di fermentazione (Liebig, Pasteur, ecc.). Contrariamente all'opinione di Liebig, che considerava il processo di fermentazione come un processo puramente chimico che procede con la partecipazione obbligatoria di ossigeno, L. Pasteur ha stabilito la possibilità dell'esistenza di anaerobiosi, cioè vita in assenza di aria, dovuta all'energia di fermentazione (un processo indissolubilmente legato, a suo avviso, con le cellule di attività vitale, ad esempio le cellule di lievito). Questo problema è stato chiarito dagli esperimenti di MM Manasseina (1871), che hanno mostrato la possibilità di fermentazione dello zucchero da parte di cellule di lievito distrutte (macinando con sabbia), e soprattutto dai lavori di Buchner (1897) sulla natura della fermentazione. Buchner riuscì ad ottenere succo acellulare dalle cellule di lievito, capace, come il lievito vivente, di far fermentare lo zucchero per formare alcol e anidride carbonica.

L'emergere e lo sviluppo della chimica biologica (fisiologica)

L'accumulo di una grande quantità di informazioni sulla composizione chimica degli organismi vegetali e animali e sui processi chimici che si verificano in essi ha portato alla necessità di sistematizzazione e generalizzazioni nel campo della biologia.Il primo lavoro in questo senso è stato il libro di testo di JE Simon "Handbuch der angewandten medizinischen Chemie" (1842). Ovviamente, fu da questo momento che il termine "chimica biologica (fisiologica)" fu stabilito nella scienza.

Un po' più tardi (1846), fu pubblicata la monografia di Liebig Die Tierchemie oder die organische Chemie in ihrer Anwendung auf Physiologie und Pathologie. In Russia, il primo libro di testo di chimica fisiologica fu pubblicato da un professore dell'Università di Kharkov A. I. Khodnev nel 1847. La letteratura periodica sulla chimica biologica (fisiologica) iniziò ad apparire regolarmente dal 1873 in Germania. Quest'anno L. R. Maly ha pubblicato Jahres-Bericht uber die Fortschritte der Tierchemie. Nel 1877, E. F. Hoppe-Seiler fondò la rivista scientifica “Zeitschr. fur physiologische Chemie ", in seguito ribattezzato" Zeitschr di Hoppe-Seyler. pelliccia fisiologica Chemie". Successivamente, riviste biochimiche iniziarono a essere pubblicate in molti paesi del mondo in inglese, francese, russo e altre lingue.

Nella seconda metà del XIX sec. nelle facoltà di medicina di molte università russe e straniere furono istituiti dipartimenti speciali di chimica medica o fisiologica. In Russia, il primo dipartimento di chimica medicinale fu organizzato da A. Ya. Danilevsky nel 1863 all'Università di Kazan. Nel 1864 d.C. Bulyginsky fondò il Dipartimento di Chimica Farmaceutica presso la Facoltà di Medicina dell'Università di Mosca. Presto i dipartimenti di chimica medicinale, in seguito ribattezzati dipartimenti di chimica fisiologica, apparvero nelle facoltà di medicina di altre università. Nel 1892, il Dipartimento di Chimica Fisiologica, organizzato da A. Ya. Danilevsky, iniziò a funzionare presso l'Accademia medica militare (medico-chirurgica) di San Pietroburgo. Tuttavia, la lettura delle singole sezioni del corso di chimica fisiologica è stata effettuata lì molto prima (1862-1874) presso il Dipartimento di Chimica (A.P. Borodin).

La Birmania iniziò a fiorire nel XX secolo. All'inizio, la teoria polipeptidica della struttura delle proteine ​​​​è stata formulata e confermata sperimentalmente (E. Fisher, 1901 - 1902 e altri). Successivamente sono stati sviluppati numerosi metodi analitici, compresi i micrometodi, che consentono di studiare la composizione amminoacidica di quantità minime di proteine ​​(diversi milligrammi); diffuso era il metodo della cromatografia (vedi), sviluppato per la prima volta dallo scienziato russo MS Tsvet (1901 - 1910), metodi di analisi strutturale a raggi X (vedi), "atomi etichettati" (indicazione degli isotopi), citospettrofotometria, microscopia elettronica (vedi ) ... La chimica preparativa delle proteine ​​ottiene grandi successi, vengono sviluppati metodi efficaci di isolamento e frazionamento di proteine ​​ed enzimi e determinazione del loro peso molecolare [S. Cohen, A. Tiselius, T. Swedberg].

Viene decifrata la struttura primaria, secondaria, terziaria e quaternaria di molte proteine ​​(inclusi enzimi) e polipeptidi. Vengono sintetizzate una serie di importanti sostanze proteiche con attività biologica.

I maggiori meriti nello sviluppo di questa direzione sono associati ai nomi di L. Pauling e R. Corey - la struttura delle catene polipeptidiche proteiche (1951); V. Vigno - struttura e sintesi di ossitocina e vasopressina (1953); Sanger (F. Sanger) - la struttura dell'insulina (1953); W. Stein e S. Moore: decifrare la formula della ribonucleasi, creando un automa per determinare la composizione amminoacidica degli idrolizzati proteici; Perutz (MF Perutz), Kendrew (J. Kendrew) e Phillips (D. Phillips) - decodifica mediante metodi di analisi strutturale a raggi X e creazione di modelli tridimensionali di molecole di mioglobina, emoglobina, lisozima e una serie di altre proteine (1960 e anni successivi) ...

Di notevole importanza furono i lavori di J. Sumner, che fu il primo a dimostrare (1926) la natura proteica dell'enzima ureasi; ricerca di J. Northrop e M. Kunitz sulla purificazione e l'ottenimento di preparati cristallini di enzimi - pepsina e altri (1930); VA Engelhardt sulla presenza dell'attività ATPasi nella proteina contrattile dei muscoli della miosina (1939 - 1942), ecc. Un gran numero di lavori è dedicato allo studio del meccanismo della catalisi enzimatica [Michaelis e Menten (L. Michaelis, ML Menten ), 1913; R. Willstatter, Theorell, Koshland (N. Theorell, D. E. Koshland), A. E. Braunstein e M. M. Shemyakin, 1963; Straub (F. B. Straub) e altri], complessi complessi multienzimatici (S. E. Severin, F. Linen, ecc.), Il ruolo della struttura cellulare nell'attuazione delle reazioni enzimatiche, la natura dei centri attivi e allosterici nelle molecole enzimatiche (vedi. Enzimi ), la struttura primaria degli enzimi [V. Shorm, Anfinsen (S. V. Anfinsen), V. N. Orekhovich e altri], regolazione dell'attività di un numero di enzimi da parte degli ormoni (V. S. Ilyin e altri). Ha studiato le proprietà delle "famiglie di enzimi" - isoenzimi [Markert, Kaplan, Wroblewski (S. Markert, N. Kaplan, F. Wroblewski), 1960-1961].

Una fase importante nello sviluppo di B. è stata la decifrazione del meccanismo della biosintesi proteica con la partecipazione dei ribosomi, le forme informative e di trasporto degli acidi ribonucleici [J. Brachet, F. Jacob, J. Monod, 1953-1961; A.N.Belozersky (1959); A. S. Spirin, A. A. Baev (1957 e anni successivi)].

Le brillanti opere di E. Chargaff, J. Davidson, in particolare J. Watson, F. Crick e M. Wilkins, giungono alla fine con la delucidazione della struttura dell'acido desossiribonucleico (vedi). Viene stabilita la struttura a doppio filamento del DNA e il suo ruolo nella trasmissione dell'informazione ereditaria. La sintesi degli acidi nucleici (DNA e RNA) è effettuata da A. Kornberg (1960 - 1968), S. Weiss, S. Ochoa. Risolto (1962 e anni successivi) uno dei problemi centrali della moderna B. - viene decifrato il codice dell'RNA-amminoacido [Crick, M. Nirenberg, Mattei (F. Crick, J. H. Matthaei) e altri].

Per la prima volta viene sintetizzato uno dei geni e il fago fx174. Viene introdotto il concetto di malattie molecolari associate a determinati difetti nella struttura del DNA dell'apparato cromosomico di una cellula (vedi Genetica molecolare). Si sta sviluppando una teoria per la regolazione del lavoro dei cistroni (vedi), che sono responsabili della sintesi di varie proteine ​​ed enzimi (Jacob, Monod), continua lo studio del meccanismo del metabolismo proteico (azotato).

In precedenza, gli studi classici di I.P. Pavlov e della sua scuola hanno rivelato i meccanismi fisiologici e biochimici di base delle ghiandole digestive. Particolarmente fruttuosa è stata la collaborazione dei laboratori di A. Ya. Danilevsky e MV Nentsky con il laboratorio di I.P. Pavlov, un taglio ha portato alla chiarificazione del luogo di formazione dell'urea (nel fegato). F. Hopkins e il suo sotr. (Inghilterra) ha stabilito il significato di componenti alimentari precedentemente sconosciuti, sviluppando su questa base un nuovo concetto di malattie causate da carenze alimentari. Viene stabilita l'esistenza di amminoacidi non essenziali e insostituibili, vengono sviluppate le norme delle proteine ​​​​nella dieta. Lo scambio intermedio di amminoacidi viene decifrato: deaminazione, transaminazione (AE Braunstein e MG Kritsman), decarbossilazione, loro reciproche trasformazioni e caratteristiche di scambio (SR Mardashev e altri). Vengono chiariti i meccanismi della biosintesi dell'urea (G. Krebs), della creatina e della creatinina, un gruppo di sostanze muscolari estrattive azotate - dipeptidi carnosina, carnitina, anserina [V. S. Gulevich, D. Ackermann,

SE Severin e altri]. Le peculiarità del processo del metabolismo dell'azoto nelle piante sono soggette a uno studio dettagliato (D. N. Pryanishnikov, V. L. Kretovich e altri). Un posto speciale è stato preso dallo studio delle violazioni del metabolismo dell'azoto negli animali e nell'uomo con carenza di proteine ​​(S. Ya. Kaplansky, Yu. M. Gefter e altri). Viene effettuata la sintesi delle basi puriniche e pirimidiniche, vengono chiariti i meccanismi di formazione degli a-uricogeni, vengono studiati in dettaglio i prodotti di decadimento dell'emoglobina (pigmenti della bile, delle feci e delle urine), le vie di formazione dell'eme e la vengono decifrati i meccanismi di insorgenza delle forme acute e congenite di porfiria e porfirinuria.

Sono stati compiuti notevoli progressi nella decifrazione della struttura dei carboidrati più importanti [A. A. Colley, Tollens, Killiani, Haworth (B.C. Tollens, H. Killiani, W. Haworth) e altri] e meccanismi del metabolismo dei carboidrati. La trasformazione dei carboidrati nel tratto digestivo sotto l'influenza di enzimi digestivi e microrganismi intestinali (in particolare, negli erbivori) è stata chiarita in dettaglio; lavori raffinati ed ampliati sul ruolo del fegato nel metabolismo dei carboidrati e sul mantenimento della concentrazione di zucchero nel sangue ad un certo livello, iniziati a metà del secolo scorso da K. Bernard ed E. Pfluger, decifrano i meccanismi di sintesi del glicogeno (con la partecipazione di UDP-glucosio) e il suo decadimento [K ... Corey, Lelloir (L. F. Leloir) e altri]; vengono creati schemi di metabolismo intermedio dei carboidrati (ciclo glicolitico, pentoso, ciclo dell'acido tricarbossilico); viene chiarita la natura dei singoli prodotti metabolici intermedi [Ya. O. Parnas, G. Embden, O. Meyerhof, L. A. Ivanov, S. P. Kostychev, A. Harden, Krebs, F. Lipmann, S. Cohen, V. A. Engelhardt e altri]. Vengono chiariti i meccanismi biochimici dei disturbi del metabolismo dei carboidrati (diabete, galattosemia, glicogenosi, ecc.) associati a difetti ereditari dei corrispondenti sistemi enzimatici.

Sono stati compiuti notevoli progressi nella decodifica della struttura dei lipidi: fosfolipidi, cerebrosidi, gangliosidi, steroli e steroli [Tierfelder, A. Windaus, A. Butenandt, Ruzicka, Reichstein (H. Thierfelder, A. Ruzicka, T. Reichstein), ecc. .].

La teoria della -ossidazione degli acidi grassi è stata creata dai lavori di M.V. Nentsky, F. Knoop (1904) e H. Dakin. Lo sviluppo di concetti moderni delle vie di ossidazione (con la partecipazione del coenzima A) e di sintesi (con la partecipazione di malonil-CoA) di acidi grassi e lipidi complessi è associato ai nomi di Lelloire, Linen, Lipmann, Green (DE Green), Kennedy (E. Kennedy) e così via.

Sono stati compiuti progressi significativi nello studio del meccanismo dell'ossidazione biologica. Una delle prime teorie dell'ossidazione biologica (la cosiddetta teoria dei perossidi) è stata proposta da A. N. Bach (vedi. Ossidazione biologica). Successivamente, è apparsa una teoria, secondo un taglio, vari substrati della respirazione cellulare subiscono ossidazione e il loro carbonio alla fine si trasforma in CO2 a causa dell'ossigeno dell'aria non assorbita, ma dell'ossigeno dell'acqua (V.I. Palladii, 1908). Successivamente, un importante contributo allo sviluppo della moderna teoria della respirazione tissutale è stato dato dai lavori di G. Wieland, T. Tunberg, L.S. Stern, O. Warburg, Euler, D. Keilin (N. Euler) e altri. scoperta di uno dei coenzimi delle deidrogenasi - nicotinammide adenina dinucleotide fosfato (NADP), un enzima flavina e il suo gruppo prostetico, un enzima respiratorio contenente ferro, in seguito chiamato citocromo ossidasi. Propose inoltre un metodo spettrofotometrico per la determinazione della concentrazione di NAD e NADP (test di Warburg), che poi costituì la base per metodi quantitativi per la determinazione di una serie di componenti biochimici del sangue e dei tessuti. Keilin ha stabilito il ruolo dei pigmenti contenenti ferro (citocromi) nella catena dei catalizzatori respiratori.

Di grande importanza è stata la scoperta del coenzima A di Lipmann, che ha permesso di sviluppare un ciclo universale di ossidazione aerobica della forma attiva dell'acetato - acetil-CoA (ciclo del citrato di Krebs).

VA Engelgardt, così come Lipmann ha introdotto il concetto di composti fosforici "ricchi di energia", in particolare ATP (vedi. Adenosina acidi fosforici), nei legami ad alta energia di cui viene accumulata una parte significativa dell'energia rilasciata durante la respirazione dei tessuti (vedi. Ossidazione biologica).

La possibilità di fosforilazione, accoppiata con la respirazione (vedi) nella catena di catalizzatori respiratori montati nelle membrane mitocondriali, è stata dimostrata da V.A. Belitser e H. Kalckar. Un gran numero di lavori è dedicato allo studio del meccanismo della fosforilazione ossidativa [Cheyne (B. Chance), Mitchell (P. Mitchell), V. P. Skulachev, ecc.].

20 ° secolo È stato segnato dalla decifrazione della struttura chimica di tutte le vitamine conosciute in crosta, il tempo (vedi), vengono introdotte unità internazionali di vitamine, vengono stabilite le esigenze di vitamine di esseri umani e animali, viene creata l'industria delle vitamine.

Non meno significativi progressi sono stati fatti nel campo della chimica e della biochimica degli ormoni (vedi); ha studiato la struttura e sintetizzato gli ormoni steroidei della corteccia surrenale (Windaus, Reichstein, Butenandt, Ruzicka); ha stabilito la struttura degli ormoni tiroidei - tiroxina, diiodotironina [E. Kendall (EC Kendall), 1919; Harington (C. Harington), 1926]; midollo surrenale - adrenalina, norepinefrina [J. Takamine, 1907]. È stata effettuata la sintesi dell'insulina, è stata stabilita la struttura degli ormoni somatotropi), ormoni adrenocorticotropi, stimolatori dei melanociti; sono stati isolati e studiati altri ormoni di natura proteica; sono stati sviluppati schemi di interconversione e scambio di ormoni steroidei (N.A.Yudaev e altri). Sono stati ottenuti i primi dati sul meccanismo d'azione degli ormoni (ACTH, vasopressina, ecc.) sul metabolismo. È stato decifrato il meccanismo di regolazione delle funzioni delle ghiandole endocrine secondo il principio del feedback.

Dati essenziali sono stati ottenuti nello studio della composizione chimica e del metabolismo di alcuni importanti organi e tessuti (biochimica funzionale). Le caratteristiche nella composizione chimica del tessuto nervoso sono state stabilite. Sta emergendo una nuova direzione in biologia, la neurochimica. Sono stati identificati numerosi lipidi complessi che costituiscono la maggior parte del tessuto cerebrale: fosfatidi, sfingomieline, plasmalogeni, cerebrosidi, colesteridi, gangliosidi [J. Thudichum, H. Waelsh, AB Palladium, E. M. K reps, ecc.] ... Vengono chiarite le principali regolarità dello scambio di cellule nervose, viene decifrato il ruolo delle ammine biologicamente attive - adrenalina, norepinefrina, istamina, serotonina, -amino-olio per te, ecc.. Varie sostanze psicofarmacologiche vengono introdotte nella pratica medica, aprendo nuove possibilità nel trattamento di varie malattie nervose. I trasmettitori chimici dell'eccitazione nervosa (neurotrasmettitori) sono allo studio in dettaglio; sono ampiamente utilizzati, specialmente in agricoltura, vari inibitori della colinesterasi per il controllo degli insetti nocivi, ecc.

Sono stati fatti progressi significativi nello studio dell'attività muscolare. Le proteine ​​contrattili dei muscoli sono studiate in dettaglio (vedi. Tessuto muscolare). Il ruolo più importante dell'ATP nella contrazione muscolare è stato stabilito [V. A. Engelhardt e MN Lyubimova, St. Gyorgyi, Straub (A. Szent-Gyorgyi, F. B. Straub)], nel movimento degli organelli cellulari, penetrazione dei fagi nei batteri [Weber, Hoffmann-Berling (N. Weber, H. Hoffmann -Berling), II Ivanov, V. Ya. Aleksandrov, NI Arronet, BF Poglazov e altri]; viene approfondito il meccanismo della contrazione muscolare a livello molecolare [H. Huxley, J. Hanson, GM Frank, J. Tonomura, ecc.], il ruolo dell'imidazolo e dei suoi derivati ​​nella contrazione muscolare (G . E. Severin) ; si stanno sviluppando teorie sull'attività muscolare bifasica [W. Hasselbach], ecc.

Importanti risultati sono stati ottenuti nello studio della composizione e delle proprietà del sangue: la funzione respiratoria del sangue è stata studiata in condizioni normali e in una serie di condizioni patologiche; è stato chiarito il meccanismo di trasferimento dell'ossigeno dai polmoni ai tessuti e dell'anidride carbonica dai tessuti ai polmoni [I. M. Sechenov, J. Haldane, D. van Slyke, J. Barcroft, L. Henderson, S. E. Severin, G. E. Vladimirov, E. M. Krepe, G.V. Derviz]; idee chiarite e ampliate sul meccanismo della coagulazione del sangue; è stata stabilita la presenza di una serie di nuovi fattori nel plasma sanguigno, in assenza congenita dei quali si osservano varie forme di emofilia nel sangue. È stata studiata la composizione frazionata delle proteine ​​del plasma sanguigno (albumina, alfa, beta e gamma globuline, lipoproteine, ecc.). Sono state scoperte numerose nuove proteine ​​plasmatiche (properdina, proteina C-reattiva, aptoglobina, crioglobulina, transferrina, ceruloplasmina, interferone, ecc.). Il sistema delle chinine, polipeptidi biologicamente attivi del plasma sanguigno (bradichinina, kallidina), che svolgono un ruolo importante nella regolazione del flusso sanguigno locale e generale e partecipano al meccanismo di sviluppo di processi infiammatori, shock e altri processi e condizioni patologici , è stato scoperto.

Nello sviluppo della biologia moderna, un ruolo importante è stato svolto dallo sviluppo di una serie di metodi di ricerca speciali: indicazione isotopica, centrifugazione differenziale (separazione di organelli subcellulari), spettrofotometria (vedi), spettrometria di massa (vedi), risonanza paramagnetica elettronica ( vedi), ecc.

Alcune prospettive per lo sviluppo della biochimica

I successi di B. determinano in gran parte non solo il livello moderno della medicina, ma anche i suoi possibili ulteriori progressi. Uno dei problemi principali della B. e della biologia molecolare (vedi) è la correzione dei difetti nell'apparato genetico (vedi. Terapia genica). La terapia radicale delle malattie ereditarie associate a modificazioni mutazionali in alcuni geni (cioè regioni del DNA) responsabili della sintesi di determinate proteine ​​ed enzimi, in linea di principio, è possibile solo trapiantando cellule analoghe sintetizzate in vitro o isolate da cellule (es. batteri) Geni "sani". È anche un compito molto allettante padroneggiare il meccanismo di regolazione della lettura dell'informazione genetica codificata nel DNA e decifrare a livello molecolare il meccanismo di differenziazione cellulare nell'ontogenesi. Il problema della terapia per una serie di malattie virali, in particolare la leucemia, probabilmente non sarà risolto fino a quando non sarà completamente chiaro il meccanismo di interazione dei virus (in particolare quelli oncogeni) con la cellula infetta. In questa direzione si sta lavorando intensamente in molti laboratori in tutto il mondo. La chiarificazione del quadro della vita a livello molecolare consentirà non solo di comprendere appieno i processi che si verificano nel corpo (biocatalisi, il meccanismo di utilizzo dell'energia di ATP e GTP durante l'esecuzione di funzioni meccaniche, trasmissione di eccitazione nervosa, attiva trasporto di sostanze attraverso le membrane, il fenomeno dell'immunità, ecc.), ma apriranno anche nuove opportunità nella creazione di farmaci efficaci, nella lotta contro l'invecchiamento precoce, lo sviluppo di malattie cardiovascolari (aterosclerosi) e il prolungamento della vita.

Centri biochimici in URSS. Nel sistema dell'Accademia delle scienze dell'URSS, l'Istituto di biochimica intitolato a V.I. A.N. Bach, Istituto di Biologia Molecolare, Istituto di Chimica dei Composti Naturali, Istituto di Fisiologia Evoluzionistica e Biochimica intitolato ad A.N. IM Sechenov, Istituto di proteine, Istituto di fisiologia vegetale e biochimica, Istituto di biochimica e fisiologia dei microrganismi, una branca dell'Istituto di biochimica dell'SSR ucraino, Istituto di biochimica del braccio. SSR, ecc. L'Accademia delle scienze mediche dell'URSS ha l'Istituto di chimica biologica e medicinale, l'Istituto di endocrinologia sperimentale e chimica degli ormoni, l'Istituto di nutrizione e il Dipartimento di biochimica dell'Istituto di medicina sperimentale. Esistono anche numerosi laboratori biochimici in altri istituti e istituzioni scientifiche dell'Accademia delle scienze dell'URSS, dell'Accademia delle scienze mediche dell'URSS, delle accademie delle repubbliche dell'Unione, nelle università (dipartimenti di biochimica a Mosca, Leningrado e altri università, un certo numero di istituti medici, l'Accademia medica militare, ecc.), veterinaria, agraria e altre istituzioni scientifiche. In URSS sono circa 8mila i membri della All-Union Biochemical Society (VBO), un taglio fa parte della European Federation of Biochemists (FEBS) e dell'International Biochemical Union (IUB).

Biochimica delle radiazioni

La biologia delle radiazioni studia i cambiamenti nel metabolismo che si verificano nel corpo quando le radiazioni ionizzanti agiscono su di esso. L'irradiazione provoca la ionizzazione e l'eccitazione delle molecole cellulari, le loro reazioni con i radicali liberi (vedi) e i perossidi che si presentano in un mezzo acquoso, il che porta a una violazione delle strutture dei biosubstrati degli organelli cellulari, dell'equilibrio e delle connessioni reciproche dei processi biochimici intracellulari. In particolare, questi spostamenti in combinazione con gli effetti post-radiazione del danneggiato c. n. insieme a. e fattori umorali danno luogo a disordini metabolici secondari che determinano il decorso della malattia da radiazioni. Un ruolo importante nello sviluppo della malattia da radiazioni è svolto dall'accelerazione della scomposizione delle nucleoproteine, del DNA e delle proteine ​​semplici, dall'inibizione della loro biosintesi, dall'interruzione dell'azione coordinata degli enzimi, nonché dalla fosforilazione ossidativa (vedi) nei mitocondri, a diminuzione della quantità di ATP nei tessuti e aumento dell'ossidabilità dei lipidi con formazione di perossidi (vedi . Malattia da radiazioni, Radiobiologia, Radiologia medica).

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I. I. Ivanov; T.A. Fedorova (felice.).

Un esame del sangue biochimico è uno dei metodi di ricerca più popolari per pazienti e medici. Se sai chiaramente cosa mostra l'analisi biochimica della vena, puoi identificare una serie di gravi disturbi nelle prime fasi, tra cui - Epatite virale ,. La diagnosi precoce di tali patologie consente di applicare il trattamento corretto e curarle.

L'infermiera raccoglie il sangue per la ricerca in pochi minuti. Ogni paziente dovrebbe capire che questa procedura non causa disagio. La risposta alla domanda su dove viene prelevato il sangue per l'analisi è inequivocabile: da una vena.

Parlando di cos'è un esame del sangue biochimico e cosa è incluso in esso, va tenuto presente che i risultati ottenuti sono in realtà una sorta di riflesso dello stato generale del corpo. Tuttavia, cercando di capire in modo indipendente se l'analisi è normale o ci sono alcune deviazioni dal valore normale, è importante capire cos'è LDL, cos'è CPK (CPK - creatina fosfochinasi), capire cos'è l'urea (urea), ecc. .

Informazioni generali sull'analisi della biochimica del sangue: che cos'è e cosa puoi scoprire facendolo, otterrai da questo articolo. Quanto costa effettuare tale analisi, quanti giorni ci vogliono per ottenere i risultati, dovrebbe essere scoperto direttamente nel laboratorio dove il paziente intende condurre questo studio.

Come viene eseguita la preparazione per l'analisi biochimica?

Prima di donare il sangue, devi prepararti attentamente per questo processo. Per coloro che sono interessati a come passare correttamente l'analisi, è necessario tenere conto di diversi requisiti abbastanza semplici:

• donare il sangue solo a stomaco vuoto;
• la sera, alla vigilia dell'imminente analisi, non puoi bere caffè forte, tè, consumare cibi grassi, bevande alcoliche (è meglio non bere quest'ultimo per 2-3 giorni);
• non fumare per almeno un'ora prima dell'analisi;
• il giorno prima dei test, non dovresti praticare alcuna procedura termica: vai in sauna, bagno e una persona non dovrebbe sottoporsi a gravi sforzi fisici;
• è necessario superare i test di laboratorio al mattino, prima di eseguire qualsiasi procedura medica;
• una persona che si sta preparando per le analisi, essendo venuta in laboratorio, dovrebbe calmarsi un po', sedersi per qualche minuto e riprendere fiato;
• la risposta alla domanda se sia possibile lavarsi i denti prima di fare i test è negativa: per determinare con precisione la glicemia, al mattino prima di condurre lo studio, è necessario ignorare questa procedura igienica e inoltre non bere tè e caffè;
• non deve essere assunto prima di assumere sangue, farmaci ormonali, diuretici, ecc.;
• due settimane prima dello studio, è necessario interrompere l'assunzione di farmaci che influenzano lipidi nel sangue, in particolare statine ;
• se è necessario presentare nuovamente un'analisi completa, deve essere eseguita contemporaneamente, anche il laboratorio deve essere lo stesso.

Se è stato eseguito un esame del sangue clinico, la decifrazione degli indicatori viene eseguita da uno specialista. Inoltre, l'interpretazione degli indicatori di un esame del sangue biochimico può essere effettuata utilizzando una tabella speciale, che indica i normali indicatori di analisi negli adulti e nei bambini. Se qualche indicatore differisce dalla norma, è importante prestare attenzione a questo e consultare un medico che possa "leggere" correttamente tutti i risultati ottenuti e dare le sue raccomandazioni. Se necessario, viene prescritta la biochimica del sangue: un profilo esteso.

Tabella di decodifica per analisi del sangue biochimiche negli adulti

Pertanto, un esame del sangue biochimico consente di condurre un'analisi dettagliata per valutare il lavoro degli organi interni. Inoltre, l'interpretazione dei risultati consente di "leggere" adeguatamente quali, macro e microelementi, necessaria al corpo. La biochimica del sangue consente di riconoscere la presenza di patologie.

Se gli indicatori ottenuti vengono decifrati correttamente, è molto più facile fare qualsiasi diagnosi. La biochimica è uno studio più dettagliato di KLA. Dopotutto, la decodifica degli indicatori di un esame del sangue generale non consente di ottenere dati così dettagliati.

È molto importante effettuare tali studi quando. Dopotutto, un'analisi generale durante la gravidanza non offre l'opportunità di ottenere informazioni complete. Pertanto, la biochimica nelle donne in gravidanza viene solitamente prescritta nei primi mesi e nel terzo trimestre. In presenza di determinate patologie e cattive condizioni di salute, questa analisi viene eseguita più spesso.

Nei laboratori moderni, sono in grado di condurre ricerche e decifrare gli indicatori ottenuti per diverse ore. Al paziente viene fornita una tabella in cui sono indicati tutti i dati. Di conseguenza, è persino possibile monitorare in modo indipendente la quantità di sangue normale negli adulti e nei bambini.

Sia la tabella per la decodifica dell'analisi del sangue generale negli adulti, sia le analisi biochimiche vengono decifrate tenendo conto dell'età e del sesso del paziente. Dopotutto, il tasso di biochimica del sangue, come il tasso di un esame del sangue clinico, può variare nelle donne e negli uomini, nei pazienti giovani e anziani.

Emogramma È un esame del sangue clinico negli adulti e nei bambini, che consente di scoprire la quantità di tutti gli elementi del sangue, nonché le loro caratteristiche morfologiche, rapporto, contenuto, ecc.

Poiché la biochimica del sangue è uno studio complesso, include anche i test di funzionalità epatica. Decifrare l'analisi consente di determinare se la funzionalità epatica è normale. I parametri epatici sono importanti per la diagnosi delle patologie di questo organo. I seguenti dati consentono di valutare lo stato strutturale e funzionale del fegato: ALT, GGTP (GGTP è la norma nelle donne leggermente inferiori), fosfatasi alcalina, livello e proteine ​​totali. Gli esami del fegato vengono eseguiti quando necessario per stabilire o confermare la diagnosi.

colinesterasi è determinato per diagnosticare la gravità e le condizioni del fegato, nonché le sue funzioni.

Glicemia è determinato al fine di valutare le funzioni del sistema endocrino. Qual è il nome di un test della glicemia, puoi scoprirlo direttamente in laboratorio. La designazione dello zucchero può essere trovata sul foglio dei risultati. Come è indicato lo zucchero? È indicato con il termine "glucosio" o "GLU" in inglese.

La norma è importante CRP , poiché un salto in questi indicatori indica lo sviluppo dell'infiammazione. Indice AST indica processi patologici associati alla distruzione dei tessuti.

Indice MID in un esame del sangue è determinato durante un'analisi generale. Il livello MID consente di determinare lo sviluppo, le malattie infettive, l'anemia, ecc. L'indicatore MID consente di valutare lo stato del sistema immunitario umano.

ICSU È un indicatore della concentrazione media in. Se l'ICSU è aumentato, le ragioni di ciò sono associate a una mancanza o acido folico , così come la sferocitosi congenita.

monovolume - il valore medio del volume misurato.

Lipidogramma prevede la determinazione di indicatori di totale, HDL, LDL, trigliceridi. Lo spettro lipidico è determinato al fine di identificare le violazioni del metabolismo lipidico nel corpo.

Norma elettroliti nel sangue indica il normale corso dei processi metabolici nel corpo.

sieromucoide È una frazione di proteine ​​che include un gruppo di glicoproteine. Parlando di cosa sia il sieromucoide, va tenuto presente che se il tessuto connettivo viene distrutto, degradato o danneggiato, i sieromucoidi entrano nel plasma sanguigno. Pertanto, i sieromucoidi sono determinati allo scopo di prevedere lo sviluppo.

LDH, LDH (lattato deidrogenasi) - è coinvolto nell'ossidazione del glucosio e nella produzione di acido lattico.

Ricercare osteocalcina effettuato per la diagnosi.

Analisi attiva ferritina (complesso proteico, il principale deposito di ferro intracellulare) viene effettuato con sospetto di emocromatosi, malattie infiammatorie e infettive croniche, tumori.

Esame del sangue per ASO importante per la diagnosi di una serie di complicanze dopo un'infezione da streptococco.

Inoltre, vengono determinati altri indicatori e vengono eseguiti altri follow-up (elettroforesi proteica, ecc.). La velocità di un esame del sangue biochimico viene visualizzata in tabelle speciali. Visualizza il tasso di analisi del sangue biochimico nelle donne, la tabella fornisce anche informazioni sugli indicatori normali negli uomini. Tuttavia, è meglio chiedere a uno specialista che valuterà adeguatamente i risultati nel complesso e prescriverà il trattamento appropriato su come decifrare l'analisi del sangue generale e come leggere i dati dell'analisi biochimica.

La decifrazione della biochimica del sangue nei bambini viene eseguita da uno specialista che ha ordinato lo studio. Per questo, viene utilizzata anche una tabella, che indica la norma nei bambini di tutti gli indicatori.

Nella medicina veterinaria esistono anche norme per i parametri biochimici del sangue per un cane, un gatto: la composizione biochimica del sangue degli animali è indicata nelle tabelle corrispondenti.

Il significato di alcuni indicatori in un esame del sangue è discusso più dettagliatamente di seguito.

La proteina significa molto nel corpo umano, poiché partecipa alla creazione di nuove cellule, al trasporto di sostanze e alla formazione dell'umorale.

La composizione delle proteine ​​comprende 20 di base, contengono anche sostanze inorganiche, vitamine, lipidi e residui di carboidrati.

La parte liquida del sangue contiene circa 165 proteine ​​e la loro struttura e il loro ruolo nel corpo sono diversi. Le proteine ​​sono divise in tre diverse frazioni proteiche:

• globuline (α1, α2, , );
• fibrinogeno .

Poiché la produzione di proteine ​​avviene principalmente nel fegato, il loro livello è indicativo della sua funzione sintetica.

Se il proteinogramma effettuato indica una diminuzione delle proteine ​​totali nell'organismo, questo fenomeno viene definito ipoproteinemia. Un fenomeno simile si osserva nei seguenti casi:

• con fame di proteine ​​- se una persona ne osserva una certa, pratica il vegetarianismo;
• se c'è un'aumentata escrezione di proteine ​​nelle urine - con, malattia renale,;
• se una persona perde molto sangue - con sanguinamento, periodi pesanti;
• in caso di ustioni gravi;
• con pleurite essudativa, essudativa, ascite;
• con lo sviluppo di neoplasie maligne;
• se la formazione di proteine ​​è compromessa - con epatite;
• con una diminuzione dell'assorbimento delle sostanze - con , colite, enterite, ecc.;
• dopo un uso prolungato di glucocorticosteroidi.

Un aumento del livello di proteine ​​nel corpo è iperproteinemia ... Distingue tra iperproteinemia assoluta e relativa.

La crescita relativa delle proteine ​​si sviluppa in caso di perdita della parte liquida del plasma. Questo accade se sei preoccupato per il vomito costante, con il colera.

Si nota un aumento assoluto delle proteine ​​se ci sono processi infiammatori, mieloma multiplo.

La concentrazione di questa sostanza cambia del 10% con i cambiamenti nella posizione del corpo, nonché durante lo sforzo fisico.

Perché cambiano le concentrazioni delle frazioni proteiche?

Frazioni proteiche - globuline, albumina, fibrinogeno.

Un biotest standard del sangue non comporta la determinazione del fibrinogeno, che riflette il processo di coagulazione del sangue. - analisi in cui viene determinato questo indicatore.

Quando è elevato il livello delle frazioni proteiche?

Livello di albumina:

• se si verifica una perdita di liquidi durante malattie infettive;
• con ustioni.

-globuline:

• con malattie sistemiche del tessuto connettivo ( , );
• con infiammazione purulenta in forma acuta;
• con ustioni durante il periodo di recupero;
• nei pazienti con glomerulonefrite.

-globuline:

• con iperlipoproteinemia nelle persone con diabete mellito;
• con un'ulcera sanguinante nello stomaco o nell'intestino;
• con sindrome nefrosica;
• a .

Le gamma globuline sono elevate nel sangue:

• con infezioni virali e batteriche;
• con malattie sistemiche del tessuto connettivo (artrite reumatoide, dermatomiosite, sclerodermia);
• con allergie;
• con ustioni;
• con invasione elmintica.

Quando si abbassa il livello delle frazioni proteiche?

• nei neonati a causa del sottosviluppo delle cellule epatiche;
• con i polmoni;
• durante la gravidanza;
• con malattie del fegato;
• con sanguinamento;
• in caso di accumulo di plasma nelle cavità corporee;
• con tumori maligni.

Il corpo non costruisce solo cellule. Inoltre si disintegrano e le basi azotate si accumulano nel processo. La loro formazione avviene nel fegato umano, vengono escreti attraverso i reni. Pertanto, se gli indicatori scambio di azoto elevato, è probabile una disfunzione del fegato o dei reni, nonché un'eccessiva degradazione delle proteine. I principali indicatori del metabolismo dell'azoto - creatinina , urea ... Meno comunemente, vengono determinati ammoniaca, creatina, azoto residuo, acido urico.

Urea (urea)

• glomerulonefrite, acuta e cronica;
• avvelenamento con varie sostanze: dicloroetano, glicole etilenico, sali di mercurio;
• ipertensione arteriosa;
• sindrome da incidente;
• policistico o rene;

Motivi per il downgrade:

• aumento della produzione di urina;
• l'introduzione del glucosio;
• insufficienza epatica;
• diminuzione dei processi metabolici;
• fame;
• ipotiroidismo.

creatinina

Le ragioni dell'aumento:

• insufficienza renale nelle forme acute e croniche;
• scompensato;
• acromegalia;
• distrofia muscolare;
• brucia.

Acido urico

Le ragioni dell'aumento:

• leucemia;
• carenza di vitamina B-12;
• malattie infettive acute;
• malattia di Vakez;
• malattia del fegato;
• diabete mellito grave;
• patologia della pelle;
• avvelenamento da monossido di carbonio, barbiturici.

Glucosio

Il glucosio è considerato il principale indicatore del metabolismo dei carboidrati. È il principale prodotto energetico che entra nella cellula, poiché l'attività vitale della cellula dipende dall'ossigeno e dal glucosio. Dopo che una persona ha assunto cibo, il glucosio entra nel fegato e lì viene utilizzato nella forma glicogeno ... Controlla questi processi del pancreas - e glucagone ... A causa della mancanza di glucosio nel sangue, si sviluppa l'ipoglicemia, il suo eccesso indica che c'è iperglicemia.

La violazione della concentrazione di glucosio nel sangue si verifica nei seguenti casi:

Ipoglicemia

• con digiuno prolungato;
• in caso di alterato assorbimento di carboidrati - con enterite, ecc.;
• con ipotiroidismo;
• con patologie epatiche croniche;
• con insufficienza della corteccia surrenale in forma cronica;
• con ipopituitarismo;
• in caso di sovradosaggio di insulina o farmaci ipoglicemizzanti assunti per via orale;
• con, insuloma, meningoencefalite, .

Iperglicemia

• con diabete mellito del primo e del secondo tipo;
• con tireotossicosi;
• in caso di sviluppo del tumore;
• con lo sviluppo di neoplasie della corteccia surrenale;
• con feocromocitoma;
• nelle persone che praticano il trattamento con glucocorticoidi;
• a ;
• con lesioni e tumori cerebrali;
• con eccitazione psico-emotiva;
• se si verifica avvelenamento da monossido di carbonio.

Le proteine ​​colorate specifiche sono peptidi contenenti metallo (rame, ferro). Questi sono mioglobina, emoglobina, citocromo, cerulloplasmina, ecc. bilirubina È il prodotto finale della scomposizione di tali proteine. Quando termina l'esistenza di un eritrocita nella milza, la biliverdina reduttasi produce bilirubina, che viene chiamata indiretta o libera. Questa bilirubina è tossica, quindi è dannosa per il corpo. Tuttavia, poiché esiste una rapida connessione con l'albumina del sangue, l'avvelenamento del corpo non si verifica.

Allo stesso tempo, nelle persone che soffrono di cirrosi, epatite, non c'è alcuna connessione con l'acido glucuronico nel corpo, quindi l'analisi mostra un alto livello di bilirubina. Inoltre, la bilirubina indiretta si lega all'acido glucuronico nelle cellule epatiche e si trasforma in bilirubina legata o diretta (DBil), che non è tossica. Il suo alto livello si nota quando La sindrome di Gilbert , discinesia biliare ... Se vengono eseguiti test di funzionalità epatica, la loro trascrizione può mostrare alti livelli di bilirubina diretta se le cellule epatiche sono danneggiate.

Test reumatici

Test reumatici - un esame del sangue immunochimico completo, che include uno studio per determinare il fattore reumatoide, un'analisi degli immunocomplessi circolanti, la determinazione degli anticorpi contro l'o-streptolisina. I test reumatici possono essere eseguiti in modo indipendente, nonché come parte di studi che coinvolgono l'immunochimica. I test reumatici dovrebbero essere eseguiti se ci sono lamentele di dolori articolari.

conclusioni

Pertanto, un esame del sangue biochimico dettagliato terapeutico generale è uno studio molto importante nel processo diagnostico. Per coloro che desiderano condurre un esame del sangue HD completo o CBC in un policlinico o in un laboratorio, è importante tenere conto del fatto che ogni laboratorio utilizza un determinato set di reagenti, analizzatori e altri dispositivi. Di conseguenza, le norme degli indicatori possono differire, che devono essere prese in considerazione quando si studia ciò che mostra un esame del sangue clinico o i risultati della biochimica. Prima di leggere i risultati, è importante assicurarsi che sul modulo rilasciato dalla struttura medica siano indicati gli standard per decifrare correttamente i risultati del test. Nei moduli è indicato anche il tasso di emocromo nei bambini, ma il medico deve valutare i risultati ottenuti.

Molti sono interessati a: modulo di analisi del sangue 50 - che cos'è e perché prenderlo? Questa è un'analisi per determinare gli anticorpi che sono nel corpo se è infetto. L'analisi f50 viene eseguita sia in caso di sospetto di HIV, sia a scopo di profilassi in una persona sana. Vale anche la pena prepararsi per un tale studio.

In questo articolo, risponderemo alla domanda su cos'è la biochimica. Qui considereremo la definizione di questa scienza, la sua storia e i metodi di ricerca, presteremo attenzione ad alcuni processi e definiremo le sue sezioni.

introduzione

Per rispondere alla domanda su cosa sia la biochimica, basti dire che è una scienza dedicata alla composizione chimica e ai processi che avvengono all'interno di una cellula vivente di un organismo. Tuttavia, ha molti componenti, dopo aver appreso quali, puoi concretizzarne maggiormente un'idea.

In alcuni episodi temporali del XIX secolo, fu usata per la prima volta l'unità terminologica "biochimica". Tuttavia, è stato introdotto nei circoli scientifici solo nel 1903 da un chimico tedesco - Karl Neuberg. Questa scienza occupa una posizione intermedia tra la biologia e la chimica.

Fatti storici

L'umanità è stata in grado di rispondere chiaramente alla domanda su cosa sia la biochimica solo un centinaio di anni fa. Nonostante il fatto che la società usasse processi e reazioni biochimici nei tempi antichi, non sospettava che avessero la loro vera essenza.

Alcuni degli esempi più lontani sono la panificazione, la vinificazione, la produzione di formaggio, ecc. Numerose domande sulle proprietà curative delle piante, sui problemi di salute, ecc. hanno costretto una persona ad approfondire le loro basi e la natura delle loro attività.

Lo sviluppo di un insieme comune di direzioni che alla fine ha portato alla creazione della biochimica è stato osservato già nei tempi antichi. Un medico-scienziato della Persia nel X secolo scrisse un libro sui canoni della scienza medica, dove ebbe modo di esporre in dettaglio la descrizione di varie sostanze medicinali. Nel XVII secolo, van Helmont propose il termine "enzima" come unità reagente di natura chimica coinvolta nei processi digestivi.

Nel XVIII secolo, grazie alle opere di A.L. Lavoisier e M.V. Lomonosov, è stata derivata la legge di conservazione della massa della materia. Alla fine dello stesso secolo fu determinato il valore dell'ossigeno nel processo respiratorio.

Nel 1827, la scienza ha permesso di creare la divisione di molecole di natura biologica in composti di grassi, proteine ​​e carboidrati. Questi termini sono usati ancora oggi. Un anno dopo, nel lavoro di F. Veler, è stato dimostrato che le sostanze dei sistemi viventi possono essere sintetizzate con metodi artificiali. Un altro evento importante è stata la preparazione e compilazione della teoria della struttura dei composti organici.

Le basi della biochimica impiegarono molte centinaia di anni per formarsi, ma presero una chiara definizione nel 1903. Questa scienza divenne la prima disciplina della categoria del biologico, che aveva un proprio sistema di analisi matematica.

25 anni dopo, nel 1928, F. Griffith condusse un esperimento volto a studiare il meccanismo della trasformazione. Lo scienziato ha infettato i topi con pneumococchi. Ha ucciso i batteri di un ceppo e li ha aggiunti ai batteri di un altro. Lo studio ha scoperto che il processo di purificazione degli agenti patogeni ha portato alla formazione di acido nucleico, non di proteine. L'elenco delle scoperte è in corso di ricostituzione in questo momento.

Disponibilità di discipline affini

La biochimica è una scienza separata, ma la sua creazione è stata preceduta da un processo attivo di sviluppo della sezione organica della chimica. La principale differenza sta negli oggetti di studio. In biochimica, vengono considerate solo quelle sostanze o processi che possono verificarsi nelle condizioni degli organismi viventi e non al di fuori di esse.

Alla fine la biochimica ha incorporato il concetto di biologia molecolare. Differiscono tra loro principalmente nei metodi di azione e nelle materie che studiano. Attualmente, le unità terminologiche "biochimica" e "biologia molecolare" sono diventate sinonimi.

La presenza di sezioni

Oggi la biochimica comprende una serie di aree di ricerca, tra cui:

La sezione di biochimica statica è la scienza della composizione chimica degli esseri viventi, delle strutture e della diversità molecolare, delle funzioni, ecc.

Ci sono un certo numero di sezioni che studiano i polimeri biologici di proteine, lipidi, carboidrati, molecole di amminoacidi, nonché acidi nucleici e il nucleotide stesso.

Biochimica, che studia le vitamine, il loro ruolo e la forma di impatto sull'organismo, possibili interruzioni dei processi vitali in caso di carenza o quantità eccessiva.

La biochimica ormonale è la scienza che studia gli ormoni, il loro effetto biologico, le ragioni della mancanza o dell'eccesso.

La scienza del metabolismo e dei suoi meccanismi è una sezione dinamica della biochimica (include la bioenergia).

Ricerca in biologia molecolare.

La componente funzionale della biochimica studia il fenomeno delle trasformazioni chimiche responsabili della funzionalità di tutti i componenti del corpo, dai tessuti a tutto il corpo.

Biochimica medica - una sezione sui modelli di metabolismo tra le strutture del corpo sotto l'influenza di malattie.

Ci sono anche rami della biochimica di microrganismi, esseri umani, animali, piante, sangue, tessuti, ecc.

Strumenti di ricerca e problem solving

I metodi biochimici si basano su frazionamento, analisi, studio dettagliato e considerazione della struttura sia di un componente separato che dell'intero organismo o della sua sostanza. La maggior parte di essi si è formata durante il XX secolo e la più conosciuta è la cromatografia, il processo di centrifugazione ed elettroforesi.



Alla fine del XX secolo, i metodi biochimici hanno iniziato a trovare sempre più spesso la loro applicazione nelle sezioni molecolari e cellulari della biologia. È stata determinata la struttura dell'intero genoma del DNA umano. Questa scoperta ha permesso di conoscere l'esistenza di un enorme numero di sostanze, in particolare diverse proteine ​​che non sono state rilevate durante la purificazione della biomassa, a causa del loro contenuto estremamente basso nella sostanza.

La genomica ha messo in discussione un vasto corpus di conoscenze biochimiche e ha portato allo sviluppo di cambiamenti nella sua metodologia. È apparso il concetto di simulazione virtuale al computer.

Costituente chimico

Fisiologia e biochimica sono strettamente correlate. Ciò è spiegato dalla dipendenza della velocità del corso di tutti i processi fisiologici con il contenuto di varie serie di elementi chimici.



In natura, puoi trovare 90 componenti della tavola periodica degli elementi chimici, ma per la vita è necessario circa un quarto. Il nostro corpo non ha affatto bisogno di molti componenti rari.

La diversa posizione di un taxon nella tavola gerarchica dei viventi determina una diversa necessità della presenza di determinati elementi.

Il 99% della massa umana è costituito da sei elementi (C, H, N, O, F, Ca). Oltre alla maggior parte di questi tipi di atomi che formano sostanze, abbiamo bisogno di 19 elementi in più, ma in volumi piccoli o microscopici. Tra questi ci sono: Zn, Ni, Ma, K, Cl, Na e altri.

Biomolecola proteica

Le principali molecole studiate in biochimica sono carboidrati, proteine, lipidi, acidi nucleici, e l'attenzione di questa scienza è focalizzata sui loro ibridi.

Le proteine ​​sono grandi composti. Sono formati collegando catene di monomeri - amminoacidi. La maggior parte degli esseri viventi ottiene proteine ​​sintetizzando venti tipi di questi composti.

Questi monomeri differiscono nella struttura del gruppo radicale, che svolge un ruolo enorme nel ripiegamento delle proteine. Lo scopo di questo processo è quello di formare una struttura tridimensionale. Gli amminoacidi sono legati tra loro dalla formazione di legami peptidici.

Rispondendo alla domanda su cosa sia la biochimica, non si può non menzionare macromolecole biologiche così complesse e multifunzionali come le proteine. Hanno più compiti da svolgere rispetto ai polisaccaridi o agli acidi nucleici.

Alcune proteine ​​sono rappresentate da enzimi e sono coinvolte nella catalisi di varie reazioni di natura biochimica, molto importante per il metabolismo. Altre molecole proteiche possono svolgere il ruolo di meccanismi di segnalazione, formare citoscheletri, partecipare alla difesa immunitaria, ecc.

Alcuni tipi di proteine ​​sono in grado di formare complessi biomolecolari non proteici. Le sostanze create dalla fusione di proteine ​​con oligosaccaridi consentono l'esistenza di molecole come le glicoproteine ​​e l'interazione con i lipidi porta alla comparsa delle lipoproteine.

Molecola di acido nucleico

Gli acidi nucleici sono rappresentati da complessi di macromolecole costituiti da un insieme di catene polinucleotidiche. Il loro principale scopo funzionale è quello di codificare le informazioni ereditarie. La sintesi dell'acido nucleico avviene per la presenza di molecole macroenergetiche mononucleosidi trifosfato (ATP, TTF, UTP, GTP, CTP).

I rappresentanti più diffusi di tali acidi sono il DNA e l'RNA. Questi elementi costitutivi si trovano in ogni cellula vivente, dagli archaea agli eucarioti e persino nei virus.

Molecola lipidica

I lipidi sono sostanze molecolari composte da glicerolo, a cui gli acidi grassi (da 1 a 3) sono attaccati tramite legami esteri. Tali sostanze sono divise in gruppi in base alla lunghezza della catena idrocarburica e prestano attenzione anche alla saturazione. La biochimica dell'acqua non le consente di dissolvere in sé i composti lipidici (grassi). Di norma, tali sostanze si dissolvono in soluzioni polari.



I compiti principali dei lipidi sono di fornire energia al corpo. Alcuni fanno parte degli ormoni, possono svolgere una funzione di segnalazione o trasportare molecole lipofile.

Molecola di carboidrati

I carboidrati sono biopolimeri formati dalla combinazione di monomeri, che in questo caso sono monosaccaridi come, ad esempio, glucosio o fruttosio. Lo studio della biochimica delle piante ha permesso all'uomo di determinare che la maggior parte dei carboidrati è contenuta in esse.

Questi biopolimeri trovano la loro applicazione nella funzione strutturale e nella fornitura di risorse energetiche al corpo o alla cellula. Negli organismi vegetali, l'amido è la principale sostanza di stoccaggio e negli animali il glicogeno.

Il flusso del ciclo di Krebs

Esiste un ciclo di Krebs in biochimica - un fenomeno durante il quale la stragrande maggioranza degli organismi eucarioti riceve la maggior parte dell'energia spesa per l'ossidazione del cibo assorbito.

Può essere osservato all'interno dei mitocondri cellulari. Si forma attraverso diverse reazioni, durante le quali vengono rilasciate riserve di energia "nascoste".

In biochimica, il ciclo di Krebs è un frammento importante del processo respiratorio generale e del metabolismo materiale all'interno delle cellule. Il ciclo è stato scoperto e studiato da H. Krebs. Per questo, lo scienziato ha ricevuto il premio Nobel.

Questo processo è anche chiamato sistema di trasporto degli elettroni. Ciò è dovuto alla concomitante transizione di ATP in ADP. Il primo composto, a sua volta, è coinvolto nel fornire reazioni metaboliche rilasciando energia.

Biochimica e Medicina

La biochimica della medicina ci viene presentata sotto forma di scienza, che copre molte aree dei processi biologici e chimici. Attualmente, c'è un intero settore dell'istruzione che prepara specialisti per questi studi.

Tutti gli esseri viventi sono studiati qui: dai batteri o virus al corpo umano. Avere una specializzazione in biochimico dà al soggetto l'opportunità di seguire la diagnosi e analizzare il trattamento applicabile alla singola unità, trarre conclusioni, ecc.



Per preparare un esperto altamente qualificato in questo campo, è necessario formarlo nelle scienze naturali, nei fondamenti medici e nelle discipline biotecnologiche, condurre molti test in biochimica. Inoltre, allo studente viene data l'opportunità di applicare praticamente le proprie conoscenze.

Le università di biochimica stanno attualmente guadagnando sempre più popolarità, il che è dovuto al rapido sviluppo di questa scienza, alla sua importanza per l'uomo, alla domanda, ecc.

Tra le istituzioni educative più famose che formano specialisti in questo ramo della scienza, le più famose e significative sono: Università statale di Mosca. Lomonosov, PGPU loro. Belinsky, Università statale di Mosca Università statali di Ogareva, Kazan e Krasnoyarsk e altre.

L'elenco dei documenti richiesti per l'ammissione a tali università non differisce dall'elenco per l'ammissione ad altri istituti di istruzione superiore. Biologia e Chimica sono le materie principali che devono essere prese al momento dell'ammissione.