Biokemija. Kaj je biokemija in kaj preučuje? Kaj je definicija biokemije

BIOKEMIJO. Predavanje št. 1. Biokemija kot znanost. Zgradba in funkcije glavnih snovi v telesu. Predmet in metode raziskovanja v biokemiji. Pregled glavnih razredov organskih snovi, njihova vloga v homeostazi.

Biokemija (iz grškega βίος - »življenje« in egipčanskega kēme - »Zemlja«, tudi biološka ali fiziološka kemija) - veda o kemični sestavi organizmov in njihovi komponente in o kemijskih procesih, ki potekajo v organizmih. Znanost se ukvarja z zgradbo in delovanjem snovi, ki so sestavni deli celic in sestavljajo telo, kot so beljakovine, ogljikovi hidrati, lipidi, nukleinske kisline in druge biomolekule. Biokemija išče odgovore na biološka in biokemična vprašanja s pomočjo kemijskih metod.

Biokemija je razmeroma mlada veda, ki je nastala na stičišču biologije in kemije konec 19. stoletja. Proučuje procese razvoja in delovanja organizmov v jeziku molekul, strukture in kemični procesi, ki zagotavljajo življenje eno- in večceličnim bitjem na Zemlji. Izjemna odkritja na področju encimov, biokemijske genetike, molekularne biologije in bioenergetike so spremenila biokemijo v temeljno disciplino, ki omogoča reševanje številnih pomembnih problemov biologije in medicine.

Čeprav obstaja širok razpon različne biomolekule, veliko jih je polimerov, tj. kompleksne velike molekule, sestavljene iz številnih podobnih podenot, monomerov. Vsak razred polimernih biomolekul ima svoj niz vrst teh podenot. Beljakovine so na primer polimeri iz aminokislin. Študije biokemije kemijske lastnosti pomembne biološke molekule, kot so beljakovine, zlasti kemija reakcij, ki jih katalizirajo encimi.

Poleg tega se večina raziskav v biokemiji ukvarja s celično presnovo ter njeno endokrino in parakrino regulacijo. Druga področja biokemije vključujejo preučevanje genetske kode DNA in RNA, biosintezo beljakovin, transport skozi biološke membrane in transdukcijo signala.

Temelji biokemije so bili postavljeni sredi 19. stoletja, ko sta znanstvenika, kot sta Friedrich Violer in Anselm Paen, lahko prvič opisala kemične procese v živih organizmih in pokazala, da se ne razlikujejo od običajnih kemičnih procesov. Številna dela na začetku 20. stoletja so vodila do razumevanja strukture beljakovin, kar je omogočilo izvajanje bio kemične reakcije(alkoholno vrenje) zunaj celice itd. Hkrati se je začel uporabljati tudi sam izraz »biokemija«. Temelje biokemije v Ukrajini je postavil Vladimir Ivanovič Vernadski v dvajsetih letih prejšnjega stoletja.

Zgodba

Do začetka 19. stoletja je veljalo splošno prepričanje, da življenje ni podvrženo fizikalnim in kemijskim zakonom, ki so značilni za neživo naravo. Veljalo je, da so le živi organizmi sposobni proizvajati zanje značilne molekule. Šele leta 1828 je Friedrich Wöhler objavil delo o sintezi sečnine, opravljeno v laboratoriju, s čimer je dokazal, da je organske spojine mogoče ustvariti umetno. To odkritje je zadalo resen poraz vitalističnim znanstvenikom, ki so to možnost zanikali.

Do takrat je že obstajal dejanski material za primarne biokemične posplošitve, ki so se kopičile v povezavi s praktičnimi dejavnostmi ljudi, katerih cilj je bil pridelava hrane in vina, pridobivanje preje iz rastlin, čiščenje kože iz volne s pomočjo mikrobov, preučevanje sestave in lastnosti urina in drugih izločkov zdrave in bolne osebe. Po Wehlerjevem delu so se postopoma začeli uveljavljati znanstveni koncepti, kot so dihanje, fermentacija, fermentacija in fotosinteza. Preučevanje kemijske sestave in lastnosti spojin, izoliranih iz živali in rastlin, postane predmet organske kemije (kemija organskih spojin).

Rojstvo biokemije je zaznamovalo tudi odkritje prvega encima, diastaze (danes znane kot amilaze) leta 1833, ki ga je izvedel Anselm Paen. Težave, povezane s pridobivanjem encimov iz tkiv in celic, so zagovorniki vitalizma uporabili za argument, da ni mogoče proučevati celičnih encimov zunaj živih bitij. To izjavo je ovrgel ruski zdravnik M. Manasseina (1871 - 1872), ki je predlagal možnost opazovanja alkoholne fermentacije v izvlečkih zmletega (tj. brez strukturne celovitosti) kvasa. Leta 1896 je to možnost potrdil nemški znanstvenik Eduard Buchner, ki mu je uspelo eksperimentalno poustvariti ta proces.

Izraz "biokemija" je bil prvič predlagan leta 1882, vendar se domneva, da se je razširil po delu nemškega kemika Carla Neuberga leta 1903. Takrat je bilo to področje raziskav znano kot fiziološka kemija. Po tem času se je biokemija hitro razvijala, zlasti od sredine 20. stoletja, predvsem z razvojem novih tehnik, kot so kromatografija, rentgenska difrakcija, NMR spektroskopija, radioaktivno označevanje, elektronska in optična mikroskopija ter končno molekularna dinamika in druge računalniške tehnike. biologija. Te metode so omogočile odkritje in podrobno analizo številnih molekul in presnovnih poti celice, kot sta glikoliza in Krebsov cikel.

Drug pomemben zgodovinski dogodek v razvoju biokemije je bilo odkritje genov in njihove vloge pri prenosu informacij v celici. To odkritje je postavilo možnost nastanka ne le genetike, temveč tudi njene interdisciplinarne veje na stičišču z biokemijo - molekularne biologije. V petdesetih letih 20. stoletja so James Watson, Francis Crick, Rosalind Franklin in Maurice Wilkins uspeli dešifrirati strukturo DNK in predlagali njeno povezavo z genetskim prenosom informacij v celici. Tudi v petdesetih letih prejšnjega stoletja sta George Otley in Edward Tatum dokazala, da je en sam gen odgovoren za sintezo ene same beljakovine. Z razvojem tehnik analize DNK, kot je genetski odvzem prstnih odtisov, je Colleen Pitchfork leta 1988 postala prva oseba, ki je bila obtožena umora z uporabo dokazov DNK, kar je pomenilo prvi večji uspeh biokemične forenzike. V 200-ih sta Andrew Fire in Craig Mello pokazala vlogo interference RNA (RNAi) pri zatiranju izražanja genov.

Trenutno potekajo biokemijske raziskave v treh smereh, ki jih je oblikoval Michael Sugar. Biokemija rastlin preučuje biokemijo pretežno avtotrofnih organizmov in preučuje procese, kot je fotosinteza in drugi. Splošna biokemija vključuje preučevanje rastlin, živali in ljudi, medtem ko se medicinska biokemija osredotoča predvsem na človeško biokemijo in nepravilnosti v biokemičnih procesih, zlasti kot posledica bolezni.

Bolnišnične bolnike in njihove svojce pogosto zanima, kaj je biokemija. Ta beseda se lahko uporablja v dveh pomenih: kot znanost in kot oznaka za biokemični krvni test. Oglejmo si vsakega od njih.

Biokemija kot znanost

Biološka ali fiziološka kemija - biokemija je veda, ki preučuje kemično sestavo celic katerega koli živega organizma. Med študijo se preučujejo tudi vzorci, po katerih potekajo vse kemične reakcije v živih tkivih, ki zagotavljajo vitalne funkcije organizmov.

Znanstvene discipline, povezane z biokemijo, so molekularna biologija, organska kemija, celična biologija itd. Besedo "biokemija" lahko uporabimo na primer v stavku: "Biokemija kot samostojna veda se je oblikovala pred približno 100 leti."

Toda o podobni znanosti lahko izveste več, če preberete naš članek.

Biokemija krvi

Biokemični krvni test vključuje laboratorijsko študijo različnih kazalcev v krvi, teste vzamemo iz vene (postopek venepunkcije). Na podlagi rezultatov študije je mogoče oceniti stanje telesa, zlasti njegovih organov in sistemov. Več informacij o tej analizi najdete v našem razdelku.

Zahvaljujoč biokemiji krvi lahko ugotovite, kako delujejo ledvice, jetra, srce, pa tudi določite revmatični faktor, vodno-solno ravnovesje itd.

Biokemija (iz grščine "bios" - "življenje", biološki ali fiziološki) je veda, ki preučuje kemične procese v celici, ki vplivajo na delovanje celotnega organizma ali njegovih posameznih organov. Cilj znanosti o biokemiji je razumeti kemične elemente, sestavo in proces presnove ter metode njene regulacije v celici.

Po drugih definicijah je biokemija veda o kemijski zgradbi celic in organizmov živih bitij.

Da bi razumeli, zakaj je potrebna biokemija, si predstavljajmo vede v obliki osnovne tabele. Kot lahko vidite, so osnova vseh ved anatomija, histologija in citologija, ki preučujejo vsa živa bitja.

Na njihovi osnovi so zgrajene biokemija, fiziologija in patofiziologija, kjer preučujejo delovanje organizmov in kemijske procese v njih. Brez teh znanosti ostale vede, ki so zastopane v zgornjem sektorju, ne bodo mogle obstajati.

• Obstaja še en pristop, po katerem so znanosti razdeljene na 3 vrste (stopnje):
• Tisti, ki preučujejo celično, molekularno in tkivno raven življenja (znanosti anatomija, histologija, biokemija, biofizika);
• Preučevanje patoloških procesov in bolezni (patofiziologija, patološka anatomija);

Tako smo ugotovili, kakšno mesto med vedami zavzema biokemija ali, kot jo imenujemo tudi medicinska biokemija. Navsezadnje bo vsako nenormalno vedenje telesa, proces njegovega metabolizma vplivalo na kemično strukturo celic in se bo pokazalo med LHC.

Zakaj se opravljajo testi? Kaj pokaže biokemični krvni test?

Biokemija krvi je laboratorijska diagnostična metoda, ki prikazuje bolezni na različnih področjih medicine (na primer terapija, ginekologija, endokrinologija) in pomaga pri določanju dela. notranji organi in kakovost presnove beljakovin, lipidov in ogljikovih hidratov ter zadostnost mikroelementov v telesu.

BAC ali biokemični krvni test je analiza, ki daje najširše informacije o različnih boleznih.

Na podlagi njegovih rezultatov lahko ugotovite funkcionalno stanje telesa in vsakega organa v posameznem primeru, saj se bo vsaka bolezen, ki napade človeka, tako ali drugače pokazala v rezultatih LHC.

Kaj je vključeno v biokemijo? Ni zelo priročno in ni potrebno izvajati biokemičnih študij absolutno vseh kazalcev, poleg tega pa, več kot jih je, več krvi potrebujete, pa tudi dražje vas bodo stali.

Zato se razlikujejo med standardnimi in kompleksnimi rezervoarji. Standardni je predpisan v večini primerov, razširjeni z dodatnimi kazalci pa predpiše zdravnik, če mora ugotoviti dodatne nianse glede na simptome bolezni in namen analize.

1. Osnovni indikatorji.
2. Skupne beljakovine v krvi (TP, Total Protein).
3. Bilirubin.
4. Glukoza, lipaza.
5. ALT (alanin aminotransferaza, ALT) in AST (aspartat aminotransferaza, AST).
6. Kreatinin.
7. Urea.
8. Elektroliti (kalij, K/kalcij, Ca/natrij, Na/klor, Cl/magnezij, Mg).

Skupni holesterol.

Razširjeni profil vključuje katerega koli od teh dodatnih kazalnikov (kot tudi druge, zelo specifične in ozko usmerjene, ki niso navedeni na tem seznamu).

Dešifriranje biokemije

Dekodiranje zgoraj opisanih podatkov se izvaja v skladu z določenimi vrednostmi in standardi.

1. (TANK) je skupna količina beljakovin v človeškem telesu. Preseganje norme kaže na različna vnetja v telesu (težave jeter, ledvic, genitourinarnega sistema, opekline ali raka), z dehidracijo (dehidracijo) med bruhanjem, zlasti znojenjem. velike velikosti, črevesna obstrukcija ali multipli mielom, pomanjkanje - zaradi neuravnotežene prehrane, dolgotrajnega posta, bolezni črevesja, bolezni jeter ali kadar je sinteza motena kot posledica dednih bolezni.
2. 
   Beljakovine‒ to je visoko koncentrirana beljakovinska frakcija v krvi. Nase veže vodo, njegova majhna količina pa povzroči nastanek edema – voda se ne zadržuje v krvi in ​​prehaja v tkiva. Običajno, če se beljakovine zmanjšajo, se zmanjša količina albumina.
3. Splošna analiza bilirubina v plazmi(neposredna in posredna) - to je diagnoza pigmenta, ki nastane po razpadu hemoglobina (je strupen za človeka). Hiperbilirubinemija (preseganje ravni bilirubina) se imenuje zlatenica, klinična zlatenica pa je subhepatična (tudi pri novorojenčkih), hepatocelularna in subhepatična. Kaže na anemijo, obsežne krvavitve, posledično hemolitično anemijo, hepatitis, uničenje jeter, onkološke in druge bolezni. Strašljivo je zaradi patologije jeter, vendar se lahko poveča tudi pri osebi, ki je utrpela udarce in poškodbe.
4. Glukoza. Njegova raven določa presnovo ogljikovih hidratov, torej energijo v telesu, in delovanje trebušne slinavke. Če je glukoze veliko, je to lahko sladkorna bolezen, telesna aktivnost ali učinek jemanja hormonskih zdravil, če je malo, je lahko hiperfunkcija trebušne slinavke, bolezni endokrinega sistema.
5. Lipaza – Je encim za razgradnjo maščob, ki ima pomembno vlogo pri presnovi. Njegovo povečanje kaže na bolezen trebušne slinavke.
6. ALT– “jetrni marker”; uporablja se za spremljanje patoloških procesov v jetrih. Povečana stopnja kaže na težave s srcem, jetri ali hepatitis (virusni).
7. AST– »srčni marker«, kaže kakovost srca. Preseganje norme kaže na motnjo srca in hepatitis.
8. od 28 do 100 U/l– daje informacije o delovanju ledvic. Povišan je, če ima oseba akutno ali kronično ledvično bolezen ali pride do uničenja mišičnega tkiva ali endokrinih motenj. Povečana pri ljudeh, ki uživajo veliko mesni izdelki. Zato je kreatinin znižan pri vegetarijancih, pa tudi pri nosečnicah, vendar to ne bo močno vplivalo na diagnozo.
9. Analiza sečnine- To je študija produktov presnove beljakovin, delovanja jeter in ledvic. Precenjenost kazalnika se pojavi, ko pride do okvare ledvic, ko se ne morejo spopasti z odstranjevanjem tekočine iz telesa, zmanjšanje pa je značilno za nosečnice, s prehrano in motnjami, povezanimi z delovanjem jeter.
10. Ggt v biokemični analizi obvešča o presnovi aminokislin v telesu. Njegova visoka stopnja je vidna pri alkoholizmu, pa tudi, če je kri prizadeta s toksini ali obstaja sum na disfunkcijo jeter in žolčevodov. Nizka - če obstajajo kronične bolezni jeter.
11. LdgŠtudija opisuje potek energetskih procesov glikolize in laktata. Visok indikator kaže na negativen učinek na jetra, pljuča, srce, trebušno slinavko ali ledvice (pljučnica, srčni infarkt, pankreatitis in drugi). Nizka raven laktat dehidrogenaze, tako kot nizek kreatinin, ne bo vplivala na diagnozo. Če je LDH povišan, so lahko razlogi za ženske naslednji: povečana telesna aktivnost in nosečnost. Pri novorojenčkih je ta številka tudi nekoliko višja.
12. Ravnovesje elektrolitov označuje normalen proces presnove v celico in iz celice nazaj, vključno s procesom srca. Prehranske motnje so pogosto glavni vzrok za elektrolitsko neravnovesje, lahko pa gre tudi za bruhanje, drisko, hormonsko neravnovesje ali odpoved ledvic.
13. holesterol(holesterol) skupni - poveča se, če ima oseba debelost, aterosklerozo, motnje v delovanju jeter, ščitnice, in se zmanjša, ko oseba preide na dieto z nizko vsebnostjo maščob, s sepso ali drugo okužbo.
14. od 2,1 do 8,3 mmol/l- encim, ki ga najdemo v slini in trebušni slinavki. Visok nivo bo pokazal, ali obstajajo holecistitis, znaki sladkorne bolezni, peritonitis, mumps in pankreatitis. Prav tako se poveča, če uživate alkoholne pijače ali zdravila - glukokortikoide, kar je značilno tudi za nosečnice med toksikozo.

Biokemičnih indikatorjev je veliko, tako osnovnih kot dodatnih, izvaja se tudi kompleksna biokemija, ki vključuje tako osnovne kot dodatne kazalnike po presoji zdravnika.

Vzeti biokemijo na prazen želodec ali ne: kako se pripraviti na analizo?

Krvni test za HD je odgovoren proces, na katerega se morate pripraviti vnaprej in z vso resnostjo.

Ti ukrepi so potrebni, da je analiza natančnejša in da nanjo ne vplivajo dodatni dejavniki. V nasprotnem primeru boste morali ponovno opraviti teste, saj bodo najmanjše spremembe pogojev bistveno vplivale na presnovni proces.

Od kod jo dobijo in kako darovati kri?

Krvodajalstvo za biokemijo vključuje jemanje krvi z brizgo iz vene na komolcu, včasih iz vene na podlakti ali roki. Za merjenje osnovnih kazalcev je v povprečju dovolj 5-10 ml krvi.Če je potrebna podrobna biokemična analiza, se odvzame večja količina krvi.

Norma biokemičnih indikatorjev na specializirani opremi različnih proizvajalcev se lahko nekoliko razlikuje od povprečnih meja. Ekspresna metoda vključuje pridobivanje rezultatov v enem dnevu.

Postopek odvzema krvi je skoraj neboleč: usedete se, medicinska sestra pripravi brizgo, vam na roko napne podvezo, mesto injiciranja obdela z antiseptikom in vzame vzorec krvi.

Nastali vzorec se postavi v epruveto in pošlje v laboratorij za diagnozo. Laboratorijski zdravnik vstavi vzorec plazme v posebno napravo, ki je namenjena določanju biokemičnih parametrov z visoko natančnostjo.

Prav tako obdeluje in shranjuje kri, določa odmerke in postopek izvajanja biokemije, diagnosticira pridobljene rezultate glede na kazalnike, ki jih zahteva lečeči zdravnik, ter pripravi obrazec za rezultate biokemije in laboratorijske kemijske analize.

Laboratorijska kemijska analiza se v enem dnevu posreduje lečečemu zdravniku, ki postavi diagnozo in predpiše zdravljenje.

LHC s številnimi različnimi indikatorji omogoča vpogled v obsežno klinično sliko določene osebe in določene bolezni.

Sami biokemijski procesi pa so znani že od antičnih časov. In na podlagi teh procesov so ljudje pekli kruh in izdelovali sir, izdelovali vino in strojili živalske kože, zdravili bolezni s pomočjo zelišč in nato zdravila. In osnova vsega tega so ravno biokemični procesi.

Na primer, arabski znanstvenik in zdravnik Avicena, ki je živel v 10. stoletju, ne da bi vedel kaj o sami znanosti, je opisal številne zdravilne snovi in ​​njihove učinke na telo. In Leonardo da Vinci je ugotovil, da živi organizem lahko živi samo v ozračju, v katerem lahko gori plamen.

Kot vsaka druga znanost ima tudi biokemija svoje metode raziskovanja in proučevanja. In najpomembnejši med njimi so kromatografija, centrifugiranje in elektroforeza.

Biokemija je danes veda, ki je naredila velik preskok v svojem razvoju. Na primer, postalo je znano, da je od vseh kemičnih elementov na zemlji nekaj več kot četrtina prisotna v človeškem telesu. In večina redkih elementov, razen joda in selena, je človeku popolnoma nepotrebna za ohranjanje življenja. Toda dveh skupnih elementov, kot sta aluminij in titan, v človeškem telesu še niso našli. In preprosto jih je nemogoče najti - niso potrebni za življenje. In med vsemi je le 6 tistih, ki jih človek potrebuje vsak dan in iz njih je sestavljeno 99% našega telesa. To so ogljik, vodik, dušik, kisik, kalcij in fosfor.

Biokemija je veda, ki preučuje tako pomembne sestavine živil, kot so beljakovine, maščobe, ogljikovi hidrati in nukleinske kisline. Danes o teh snoveh vemo skoraj vse.

Nekateri ljudje zamenjujejo dve znanosti - biokemijo in organsko kemijo. Toda biokemija je veda, ki preučuje biološki procesi, ki se pojavljajo samo v živem organizmu. Toda organska kemija je veda, ki preučuje določene ogljikove spojine, med katere sodijo alkoholi, etri, aldehidi in številne, številne druge spojine.

Biokemija je tudi veda, ki vključuje citologijo, torej preučevanje žive celice, njene zgradbe, delovanja, razmnoževanja, staranja in odmiranja. To vejo biokemije pogosto imenujemo molekularna biologija.

Sicer pa molekularna biologija praviloma dela z nukleinskimi kislinami, biokemike pa bolj zanimajo proteini in encimi, ki sprožijo določene biokemične reakcije.

Danes biokemija vedno bolj uporablja razvoj genskega inženiringa in biotehnologije. Vendar so to same po sebi tudi različne vede, ki preučujejo vsaka svojo. Biotehnologija na primer preučuje metode kloniranja celic, genski inženiring pa poskuša najti načine, kako oboleli gen v človeškem telesu nadomestiti z zdravim in se s tem izogniti razvoju številnih dednih bolezni.

In vse te vede so med seboj tesno povezane, kar jim pomaga pri razvoju in delovanju v korist človeštva.

55.0

Za prijatelje!

Referenca

Beseda "biokemija" k nam prišel iz 19. stoletja. Toda kot znanstveni izraz se je uveljavil stoletje pozneje po zaslugi nemškega znanstvenika Carla Neuberga. Logično je, da biokemija združuje principe dveh ved: kemije in biologije. Zato preučuje snovi in ​​kemijske reakcije, ki potekajo v živi celici. Znani biokemiki svojega časa so bili arabski znanstvenik Avicenna, italijanski znanstvenik Leonardo da Vinci, švedski biokemik A. Tiselius in drugi. Zahvaljujoč biokemijskemu razvoju so se pojavile metode, kot so ločevanje heterogenih sistemov (centrifugiranje), kromatografija, molekularna in celična biologija, elektroforeza, elektronska mikroskopija in rentgenska difrakcijska analiza.

Opis dejavnosti

Delo biokemika je kompleksno in večplastno. Ta poklic zahteva poznavanje mikrobiologije, botanike, fiziologije rastlin, medicinske in fiziološke kemije. Strokovnjaki s področja biokemije se ukvarjajo tudi z raziskovanjem teoretične in aplikativne biologije ter medicine. Rezultati njihovega dela so pomembni na področju tehnične in industrijske biologije, vitaminologije, histokemije in genetike. Delo biokemikov se uporablja v izobraževalnih ustanovah, zdravstvenih centrih, podjetjih za biološko proizvodnjo, kmetijstvo in druga področja. Poklicna dejavnost biokemikov je predvsem laboratorijsko delo. Vendar pa se sodobni biokemik ne ukvarja le z mikroskopom, epruvetami in reagenti, ampak dela tudi z različnimi tehničnimi instrumenti.

plače

povprečje za Rusijo:Moskovsko povprečje:povprečje za Sankt Peterburg:

Delovne obveznosti

Glavne naloge biokemika so izvajanje znanstveno raziskovanje in naknadno analizo dobljenih rezultatov.
Vendar pa biokemik ne sodeluje samo pri raziskovalnem delu. Dela lahko tudi v podjetjih medicinske industrije, kjer na primer izvaja delo pri preučevanju učinkov zdravil na kri ljudi in živali. Seveda takšne dejavnosti zahtevajo skladnost s tehnološkimi predpisi biokemičnega procesa. Biokemik spremlja reagente, surovine, kemična sestava in lastnosti končnega izdelka.

Značilnosti karierne rasti

Biokemik ni najbolj iskan poklic, vendar so strokovnjaki na tem področju zelo cenjeni. Znanstveni razvoj podjetij v različnih panogah (živilska, kmetijska, medicinska, farmakološka itd.) ne more potekati brez sodelovanja biokemikov.
Domači raziskovalni centri tesno sodelujejo z zahodnimi državami. Specialist, ki je prepričan v tuji jezik in samozavestno delo za računalnikom lahko najde delo v tujih biokemijskih podjetjih.
Biokemik se lahko uresniči na področju izobraževanja, farmacije ali managementa.