شیمی بیولوژیکی چیست؟ بیوشیمی چیست؟ چگونه برای تجزیه و تحلیل بیوشیمیایی آماده شویم

در این مقاله به این سوال که بیوشیمی چیست پاسخ خواهیم داد. در اینجا به تعریف این علم، تاریخچه و روش تحقیق آن می پردازیم، به فرآیندهایی می پردازیم و بخش هایی از آن را تعریف می کنیم.

معرفی

برای پاسخ به این سوال که بیوشیمی چیست، کافی است بگوییم که این بیوشیمی علمی است اختصاص داده شده به ترکیبات شیمیایی و فرآیندهای رخ داده در داخل یک سلول زنده بدن. با این حال، اجزای بسیاری دارد که با آموختن آنها، می توانید ایده دقیق تری از آن به دست آورید.

در برخی از دوره های موقت قرن 19، واحد اصطلاحی "بیوشیمی" برای اولین بار شروع به استفاده کرد. با این حال، تنها در سال 1903 توسط یک شیمیدان آلمانی، کارل نوبرگ، وارد محافل علمی شد. این علم جایگاهی میانی بین زیست شناسی و شیمی دارد.

حقایق تاریخی

بشریت تنها حدود صد سال پیش توانست به روشنی به این سوال که بیوشیمی چیست پاسخ دهد. با وجود اینکه جامعه در دوران باستان از فرآیندها و واکنش های بیوشیمیایی استفاده می کرد، اما از وجود جوهر واقعی آنها آگاه نبود.

برخی از دورترین نمونه‌های آن عبارتند از نان‌سازی، شراب‌سازی، پنیر‌سازی و غیره. تعدادی سؤال در مورد خواص درمانی گیاهان، مشکلات سلامتی و غیره، فرد را مجبور می‌کند تا در اساس آنها و ماهیت آن فعالیت کند.

توسعه مجموعه ای از جهت گیری های کلی که در نهایت منجر به ایجاد بیوشیمی شد را می توان در دوران باستان مشاهده کرد. دانشمند-پزشکی از ایران در قرن دهم کتابی در مورد قوانین علم پزشکی نوشت و در آنجا توانست مواد دارویی مختلف را به تفصیل شرح دهد. در قرن هفدهم، ون هلمونت اصطلاح "آنزیم" را به عنوان واحد واکنش دهنده پیشنهاد کرد. طبیعت شیمیاییدرگیر در فرآیندهای گوارشی

در قرن 18، به لطف آثار A.L. Lavoisier و M.V. لومونوسوف، قانون بقای جرم ماده به دست آمد. در پایان همین قرن، اهمیت اکسیژن در فرآیند تنفس مشخص شد.

در سال 1827، علم امکان تقسیم مولکول‌های بیولوژیکی را به ترکیبات چربی، پروتئین و کربوهیدرات فراهم کرد. امروزه نیز از این اصطلاحات استفاده می شود. یک سال بعد، در کار F. Wöhler، ثابت شد که مواد موجود در سیستم های زنده را می توان با روش های مصنوعی سنتز کرد. یکی بیشتر رویداد مهمتولید و تدوین تئوری ساختار ترکیبات آلی بود.

شکل گیری اصول بیوشیمی صدها سال طول کشید، اما در سال 1903 به وضوح تعریف شد. این علم اولین رشته بیولوژیکی بود که سیستم تجزیه و تحلیل ریاضی خاص خود را داشت.

25 سال بعد، در سال 1928، F. Griffith آزمایشی را انجام داد که هدف آن مطالعه مکانیسم تبدیل بود. این دانشمند موش ها را به پنوموکوک آلوده کرد. او باکتری های یک سویه را از بین برد و آنها را به باکتری های سویه دیگر اضافه کرد. این مطالعه نشان داد که فرآیند خالص سازی عوامل بیماری زا به جای پروتئین منجر به تشکیل اسید نوکلئیک می شود. فهرست اکتشافات همچنان در حال افزایش است.

در دسترس بودن رشته های مرتبط

بیوشیمی یک علم جداگانه است، اما قبل از ایجاد آن یک فرآیند فعال توسعه شاخه آلی شیمی انجام شد. تفاوت اصلی در موضوعات مطالعه نهفته است. بیوشیمی فقط آن دسته از مواد یا فرآیندهایی را در نظر می گیرد که می توانند در شرایط موجودات زنده رخ دهند و نه خارج از آنها.

بیوشیمی سرانجام مفهوم زیست شناسی مولکولی را در بر گرفت. آنها عمدتاً در روش عمل و موضوعاتی که مطالعه می کنند با یکدیگر تفاوت دارند. در حال حاضر واحدهای اصطلاحی "بیوشیمی" و " زیست شناسی مولکولی" شروع به استفاده به عنوان مترادف کرد.

در دسترس بودن بخش ها

امروزه، بیوشیمی شامل تعدادی زمینه تحقیقاتی است، از جمله:

شاخه بیوشیمی استاتیک علم ترکیب شیمیایی موجودات زنده، ساختارها و تنوع مولکولی، توابع و غیره است.

تعدادی بخش وجود دارد که پلیمرهای بیولوژیکی پروتئین، لیپید، کربوهیدرات، مولکول های اسید آمینه، و همچنین اسیدهای نوکلئیک و خود نوکلئوتید را مطالعه می کند.

بیوشیمی، که ویتامین ها، نقش و شکل تاثیر آنها بر بدن، اختلالات احتمالی در فرآیندهای حیاتی به دلیل کمبود یا مقادیر بیش از حد را مطالعه می کند.

بیوشیمی هورمونی علمی است که به مطالعه هورمون ها، تأثیر بیولوژیکی آنها، علل کمبود یا زیاده روی می پردازد.

علم متابولیسم و ​​مکانیسم های آن شاخه ای پویا از بیوشیمی است (شامل انرژی زیستی).

تحقیقات زیست شناسی مولکولی.

مؤلفه عملکردی بیوشیمی پدیده دگرگونی های شیمیایی را که مسئول عملکرد همه اجزای بدن هستند، از بافت ها شروع و به کل بدن ختم می شود، مطالعه می کند.

بیوشیمی پزشکی بخشی است در مورد الگوهای متابولیسم بین ساختارهای بدن تحت تأثیر بیماری ها.

همچنین شاخه هایی از بیوشیمی میکروارگانیسم ها، انسان، حیوانات، گیاهان، خون، بافت ها و غیره وجود دارد.

ابزار تحقیق و حل مسئله

روش های بیوشیمی بر اساس تقسیم، تجزیه و تحلیل، مطالعه دقیق و بررسی ساختار هر یک از اجزای منفرد و کل ارگانیسم یا ماده آن است. بیشتر آنها در قرن بیستم شکل گرفتند و کروماتوگرافی، فرآیند سانتریفیوژ و الکتروفورز، به طور گسترده شناخته شد.



در پایان قرن بیستم، روش های بیوشیمیایی به طور فزاینده ای کاربرد خود را در شاخه های مولکولی و سلولی زیست شناسی پیدا کردند. ساختار کل ژنوم مشخص شده است DNA انسان. این کشف این امکان را به وجود آورد که در مورد وجود تعداد زیادی از مواد، به ویژه پروتئین های مختلف، که به دلیل محتوای بسیار کم آنها در ماده در طی تصفیه زیست توده شناسایی نشدند، یاد بگیریم.

ژنومیک حجم عظیمی از دانش بیوشیمیایی را به چالش کشیده و منجر به ایجاد تغییراتی در روش شناسی آن شده است. مفهوم مدل سازی مجازی کامپیوتری ظاهر شد.

جزء شیمیایی

فیزیولوژی و بیوشیمی ارتباط نزدیکی با هم دارند. این با وابستگی نرخ وقوع همه فرآیندهای فیزیولوژیکی با محتوای یک سری متفاوت توضیح داده می شود. عناصر شیمیایی.



90 جزء را می توان در طبیعت یافت جدول تناوبیعناصر شیمیایی، اما حدود یک چهارم برای زندگی مورد نیاز است. بدن ما اصلاً به بسیاری از اجزای کمیاب نیاز ندارد.

موقعیت های مختلف یک تاکسون در جدول سلسله مراتبی موجودات زنده نیازهای متفاوتی را برای حضور عناصر خاص تعیین می کند.

99 درصد جرم انسان از شش عنصر (C، H، N، O، F، Ca) تشکیل شده است. علاوه بر مقدار اصلی این نوع اتم ها که مواد تشکیل می دهند، به 19 عنصر دیگر نیاز داریم، اما در حجم های کوچک یا میکروسکوپی. از جمله آنها عبارتند از: Zn، Ni، Ma، K، Cl، Na و دیگران.

بیومولکول پروتئین

مولکول های اصلی مورد مطالعه بیوشیمی کربوهیدرات ها، پروتئین ها، لیپیدها، اسیدهای نوکلئیک هستند و توجه این علم به هیبریدهای آنها معطوف است.

پروتئین ها ترکیبات بزرگی هستند. آنها با اتصال زنجیره های مونومر - اسیدهای آمینه تشکیل می شوند. بیشتر موجودات زنده از طریق سنتز بیست نوع از این ترکیبات پروتئین ها را به دست می آورند.

این مونومرها از نظر ساختار گروه رادیکال با یکدیگر تفاوت دارند که در طول تاخوردگی پروتئین نقش بسیار زیادی ایفا می کند. هدف از این فرآیند تشکیل یک ساختار سه بعدی است. اسیدهای آمینه با تشکیل پیوندهای پپتیدی به یکدیگر متصل می شوند.

هنگام پاسخ به این سوال که بیوشیمی چیست، نمی توان از درشت مولکول های پیچیده و چند عملکردی بیولوژیکی مانند پروتئین ها نام برد. آنها وظایف بیشتری نسبت به پلی ساکاریدها یا اسیدهای نوکلئیک دارند.

برخی از پروتئین ها توسط آنزیم ها نشان داده می شوند و در کاتالیز واکنش های مختلف بیوشیمیایی نقش دارند که برای متابولیسم بسیار مهم است. دیگر مولکول های پروتئینمی تواند به عنوان مکانیسم های سیگنالینگ عمل کند، اسکلت سلولی را تشکیل دهد، در دفاع ایمنی شرکت کند و غیره.

برخی از انواع پروتئین ها قادر به تشکیل مجتمع های زیست مولکولی غیر پروتئینی هستند. مواد ایجاد شده از ترکیب پروتئین ها با الیگوساکاریدها امکان وجود مولکول هایی مانند گلیکوپروتئین ها را فراهم می کنند و برهمکنش با لیپیدها منجر به ظهور لیپوپروتئین ها می شود.

مولکول اسید نوکلئیک

اسیدهای نوکلئیک توسط کمپلکس هایی از ماکرومولکول های متشکل از یک مجموعه پلی نوکلئوتیدی از زنجیره ها نشان داده می شوند. هدف اصلی آنها رمزگذاری اطلاعات ارثی است. سنتز نوکلئیک اسید به دلیل وجود مولکول های ماکروانرژیک مونوکلئوزید تری فسفات (ATP، TTP، UTP، GTP، CTP) اتفاق می افتد.

گسترده ترین نمایندگان چنین اسیدهایی DNA و RNA هستند. اینها عناصر ساختاریدر هر سلول زنده، از باستانی تا یوکاریوت ها و حتی ویروس ها یافت می شوند.

مولکول لیپید

لیپیدها مواد مولکولی متشکل از گلیسرول هستند که اسیدهای چرب (1 تا 3) از طریق پیوندهای استری به آنها متصل می شوند. چنین موادی با توجه به طول زنجیره هیدروکربنی به گروه هایی تقسیم می شوند و به اشباع نیز توجه می شود. بیوشیمی آب به آن اجازه نمی دهد ترکیبات لیپیدی (چربی) را حل کند. به عنوان یک قاعده، چنین موادی در محلول های قطبی حل می شوند.



وظایف اصلی لیپیدها تامین انرژی بدن است. برخی از آنها بخشی از هورمون ها هستند، می توانند یک عملکرد سیگنالینگ را انجام دهند یا مولکول های چربی دوست را انتقال دهند.

مولکول کربوهیدرات

کربوهیدرات ها بیوپلیمرهایی هستند که از ترکیب مونومرهایی که تشکیل می شوند در این موردتوسط مونوساکاریدها مانند گلوکز یا فروکتوز نشان داده می شوند. مطالعه بیوشیمی گیاهان به انسان این امکان را می دهد تا مشخص کند که قسمت عمده کربوهیدرات ها در آنها وجود دارد.

این بیوپلیمرها کاربرد خود را در عملکرد ساختاری و تأمین منابع انرژی برای یک موجود زنده یا سلول پیدا می کنند. در موجودات گیاهی ماده اصلی ذخیره نشاسته و در حیوانات گلیکوژن است.

سیر چرخه کربس

چرخه کربس در بیوشیمی وجود دارد - پدیده ای که در طی آن تعداد غالب موجودات یوکاریوتی بیشتر انرژی صرف شده برای فرآیندهای اکسیداسیون غذای مصرف شده را دریافت می کنند.

می توان آن را در داخل میتوکندری سلولی مشاهده کرد. این از طریق چندین واکنش تشکیل می شود که در طی آن ذخایر انرژی "پنهان" آزاد می شود.

در بیوشیمی، چرخه کربس بخش مهمی از فرآیند کلی تنفس و متابولیسم مواد در سلول است. این چرخه توسط H. Krebs کشف و مطالعه شد. برای این، دانشمند جایزه نوبل را دریافت کرد.

به این فرآیند سیستم انتقال الکترون نیز می گویند. این به دلیل تبدیل همزمان ATP به ADP است. اولین ترکیب به نوبه خود مسئول اطمینان از واکنش های متابولیک از طریق آزاد شدن انرژی است.

بیوشیمی و پزشکی

بیوشیمی پزشکی به عنوان علمی به ما ارائه می شود که بسیاری از زمینه های فرآیندهای بیولوژیکی و شیمیایی را پوشش می دهد. در حال حاضر، یک صنعت کامل در آموزش وجود دارد که متخصصانی را برای این مطالعات تربیت می کند.

در اینجا همه موجودات زنده مورد مطالعه قرار می گیرند: از باکتری یا ویروس گرفته تا بدن انسان. داشتن تخصص به عنوان یک بیوشیمیست به آزمودنی این فرصت را می دهد تا تشخیص را دنبال کند و درمان قابل استفاده برای هر واحد را تجزیه و تحلیل کند، نتیجه گیری کند و غیره.



برای تهیه یک کارشناس مجرب در این زمینه، باید او را در علوم طبیعی آموزش دهید. مبانی پزشکیو رشته های بیوتکنولوژی، آزمایش های زیادی را در بیوشیمی انجام می دهند. همچنین به دانش آموز این فرصت داده می شود تا به طور عملی دانش خود را به کار گیرد.

دانشگاه های بیوشیمی در حال حاضر به طور فزاینده ای در حال محبوب شدن هستند که به دلیل پیشرفت سریع این علم، اهمیت آن برای انسان، تقاضا و غیره است.

در میان معروف ترین موسسات آموزشی که در آن متخصصان این شاخه از علم آموزش می بینند، محبوب ترین و شاخص ترین آنها عبارتند از: دانشگاه دولتی مسکو. لومونوسوف، دانشگاه آموزشی دولتی پرم به نام. بلینسکی، دانشگاه دولتی مسکو. اوگارف، کازان و کراسنویارسک دانشگاه های دولتیو دیگران.

لیست مدارک مورد نیاز برای پذیرش در این گونه دانشگاه ها با لیست پذیرش در سایر موسسات آموزش عالی تفاوتی ندارد. موسسات آموزشی. زیست شناسی و شیمی دروس اصلی هستند که باید در هنگام پذیرش گرفته شوند.

بیوشیمی. سخنرانی شماره 1. بیوشیمی به عنوان یک علم. ساختار و عملکرد مواد اصلی در بدن. موضوع و روش تحقیق در بیوشیمی. مروری بر طبقات اصلی مواد آلی، نقش آنها در هموستاز.

بیوشیمی (از یونانی βίος - "زندگی" و مصری kēme - "زمین"، همچنین شیمی بیولوژیکی یا فیزیولوژیکی) علم ترکیب شیمیایی موجودات و اجزای آنها و فرآیندهای شیمیایی رخ داده در موجودات است. علم به ساختار و عملکرد موادی می پردازد که اجزای سلول هستند و بدن را می سازند، مانند پروتئین ها، کربوهیدرات ها، لیپیدها، اسیدهای نوکلئیک و سایر مولکول های زیستی. بیوشیمی به دنبال پاسخگویی به سوالات بیولوژیکی و بیوشیمیایی با استفاده از روش های شیمیایی است.

بیوشیمی یک علم نسبتاً جوان است که در تلاقی بیولوژی و شیمی در پایان قرن نوزدهم پدید آمد. او فرآیندهای رشد و عملکرد موجودات را به زبان مولکول ها، ساختار و فرآیندهای شیمیایی که زندگی موجودات تک سلولی و چند سلولی ساکن زمین را تضمین می کند، مطالعه می کند. اکتشافات برجسته در زمینه آنزیم ها، ژنتیک بیوشیمیایی، زیست شناسی مولکولی و انرژی زیستی، بیوشیمی را به یک رشته اساسی تبدیل کرده است که امکان حل بسیاری از مسائل مهم زیست شناسی و پزشکی را فراهم می کند.

اگرچه طیف گسترده‌ای از مولکول‌های زیستی مختلف وجود دارد، بسیاری از آنها پلیمر هستند، به عنوان مثال. مولکول های بزرگ پیچیده متشکل از بسیاری از زیر واحدهای مشابه، مونومرها. هر کلاس از بیومولکول های پلیمری مجموعه ای از انواع این زیر واحدها را دارد. به عنوان مثال، پروتئین ها پلیمرهایی هستند که از اسیدهای آمینه ساخته شده اند. مطالعات بیوشیمی خواص شیمیاییمولکول های بیولوژیکی مهم مانند پروتئین ها، به ویژه واکنش های شیمیایی که توسط آنزیم ها کاتالیز می شوند.

علاوه بر این، بیشتر تحقیقات در بیوشیمی به متابولیسم سلولی و تنظیم غدد درون ریز و پاراکرین آن می پردازد. سایر زمینه های بیوشیمی شامل مطالعه کد ژنتیکی DNA و RNA، بیوسنتز پروتئین، انتقال از طریق غشاهای بیولوژیکی و انتقال سیگنال است.

پایه های بیوشیمی در اواسط قرن نوزدهم پایه گذاری شد، زمانی که دانشمندانی مانند فردریش ویولر و آنسلم پان توانستند برای اولین بار فرآیندهای شیمیایی موجودات زنده را توصیف کنند و نشان دهند که هیچ تفاوتی با فرآیندهای شیمیایی معمولی ندارند. بسیاری از آثار در آغاز قرن بیستم منجر به درک ساختار پروتئین ها شد و امکان انجام زیستی را فراهم کرد. واکنش های شیمیایی(تخمیر الکلی) در خارج از سلول و غیره در همان زمان، خود اصطلاح "بیوشیمی" شروع به استفاده کرد. پایه های بیوشیمی در اوکراین توسط ولادیمیر ایوانوویچ ورنادسکی در دهه 20 قرن گذشته پایه گذاری شد.

داستان

در آغاز قرن نوزدهم این باور عمومی وجود داشت که زندگی تابع فیزیکی و قوانین شیمیاییذاتی طبیعت بی جان اعتقاد بر این بود که فقط موجودات زنده قادر به تولید مولکول های مشخصه آنها هستند. تنها در سال 1828 بود که فردریش ویلر کار خود را در مورد سنتز اوره منتشر کرد که در شرایط آزمایشگاهی انجام شد و ثابت کرد که ترکیبات آلیمی توان به صورت مصنوعی ایجاد کرد. این کشف شکستی جدی برای دانشمندان حیات گرا که این احتمال را انکار کرده بودند وارد آورد.

در آن زمان، مواد واقعی از قبل برای تعمیم‌های بیوشیمیایی اولیه وجود داشت، که در ارتباط با فعالیت‌های عملی افراد با هدف تهیه غذا و شراب، به دست آوردن نخ از گیاهان، تمیز کردن پوست از پشم با کمک میکروب‌ها، مطالعه ترکیب و خواص ادرار و سایر ترشحات فرد سالم و بیمار. پس از کار وهلر، مفاهیم علمی مانند تنفس، تخمیر، تخمیر و فتوسنتز به تدریج شروع به تثبیت کردند. مطالعه ترکیبات شیمیایی و خواص ترکیبات جدا شده از حیوانات و گیاهان موضوع شیمی آلی (شیمی ترکیبات آلی) می شود.

تولد بیوشیمی همچنین با کشف اولین آنزیم، دیاستاز (که اکنون به نام آمیلاز شناخته می شود) در سال 1833 توسط آنسلم پان مشخص شد. مشکلات مربوط به به دست آوردن آنزیم ها از بافت ها و سلول ها توسط طرفداران حیات گرایی مورد استفاده قرار گرفت تا استدلال کنند که مطالعه آنزیم های سلولی خارج از موجودات زنده غیرممکن است. این گفته توسط پزشک روسی M. Manasseina (1871 - 1872) رد شد که امکان مشاهده تخمیر الکلی را در عصاره های مخمر زمین (یعنی فاقد یکپارچگی ساختاری) پیشنهاد کرد. در سال 1896 این احتمال توسط دانشمند آلمانی ادوارد بوخنر تأیید شد که توانست به طور تجربی این فرآیند را بازسازی کند.

خود اصطلاح "بیوشیمی" برای اولین بار در سال 1882 مطرح شد، اما اعتقاد بر این است که پس از کار شیمیدان آلمانی کارل نوبرگ در سال 1903، کاربرد گسترده ای پیدا کرد. در آن زمان، این زمینه تحقیقاتی به عنوان شیمی فیزیولوژیک شناخته می شد. پس از این زمان، بیوشیمی به سرعت توسعه یافت، به ویژه از اواسط قرن بیستم، عمدتاً از طریق توسعه تکنیک‌های جدید مانند کروماتوگرافی، پراش پرتو ایکس، طیف‌سنجی NMR، نشان‌گذاری رادیویی، میکروسکوپ الکترونی و نوری، و در نهایت دینامیک مولکولی و سایر تکنیک‌های محاسباتی. زیست شناسی این روش ها امکان کشف و تجزیه و تحلیل دقیق بسیاری از مولکول ها و مسیرهای متابولیکی سلول مانند گلیکولیز و چرخه کربس را فراهم می کند.

مهم دیگر واقعه تاریخیدر توسعه بیوشیمی کشف ژن ها و نقش آنها در انتقال اطلاعات در سلول بود. این کشف امکان ظهور نه تنها ژنتیک، بلکه همچنین شاخه بین رشته ای آن را در تقاطع با بیوشیمی - زیست شناسی مولکولی ایجاد کرد. در دهه 1950، جیمز واتسون، فرانسیس کریک، روزالیند فرانکلین و موریس ویلکینز توانستند ساختار DNA را رمزگشایی کنند و ارتباط آن را با انتقال ژنتیکی اطلاعات در سلول پیشنهاد کردند. همچنین در دهه 1950، جورج اوتلی و ادوارد تاتوم ثابت کردند که یک ژن مسئول سنتز یک پروتئین واحد است. با توسعه تکنیک های تجزیه و تحلیل DNA مانند انگشت نگاری ژنتیکی، در سال 1988 کالین پیچفورک اولین فردی بود که با استفاده از شواهد DNA متهم به قتل شد و اولین موفقیت بزرگ پزشکی قانونی بیوشیمیایی را رقم زد. در دهه 200، اندرو فایر و کریگ ملو نقش تداخل RNA (RNAi) را در سرکوب بیان ژن نشان دادند.

در حال حاضر، تحقیقات بیوشیمیایی در سه جهت انجام می شود که توسط مایکل شوگر فرموله شده است. بیوشیمی گیاهی بیوشیمی ارگانیسم‌های عمدتاً اتوتروف را مطالعه می‌کند و فرآیندهایی مانند فتوسنتز و غیره را مطالعه می‌کند. بیوشیمی عمومی شامل مطالعه گیاهان، حیوانات و انسان ها می شود، در حالی که بیوشیمی پزشکی عمدتاً بر بیوشیمی انسان و ناهنجاری ها در فرآیندهای بیوشیمیایی، به ویژه در نتیجه بیماری ها تمرکز دارد.

بیوشیمی خون یکی از رایج ترین و آموزنده ترین آزمایشاتی است که پزشکان هنگام تشخیص بیشتر بیماری ها تجویز می کنند. با دیدن نتایج آن، می توان وضعیت عملکرد تمام سیستم های بدن را قضاوت کرد. تقریباً هر بیماری در شاخص های آزمایش خون بیوشیمیایی منعکس می شود.

چه چیزی میخواهید بدانید

خون از ورید آرنج، کمتر از رگهای دست و
ساعد

حدود 5-10 میلی لیتر خون به داخل سرنگ کشیده می شود.

بعداً خون برای بیوشیمی در یک لوله آزمایش مخصوص در دستگاه تخصصی قرار می گیرد که توانایی تعیین شاخص های لازم را با دقت بالایی دارد. باید در نظر داشت که دستگاه های مختلفممکن است محدودیت های نرمال کمی متفاوت برای شاخص های خاص داشته باشد. نتایج با استفاده از روش اکسپرس ظرف یک روز آماده خواهد شد.

طرز تهیه

تحقیقات بیوشیمیایی در صبح با معده خالی انجام می شود.

قبل از اهدای خون، باید به مدت 24 ساعت از نوشیدن الکل خودداری کنید.
آخرین وعده غذایی باید شب قبل، حداکثر تا ساعت 18 باشد. دو ساعت قبل از آزمایش سیگار نکشید. همچنین از فعالیت بدنی شدید و در صورت امکان از استرس اجتناب کنید. آماده شدن برای تجزیه و تحلیل یک فرآیند مسئول است.

آنچه در بیوشیمی گنجانده شده است

بیوشیمی پایه و پیشرفته وجود دارد. تعریف هر شاخص ممکن عملی نیست. ناگفته نماند که قیمت و مقدار خون مورد نیاز برای آنالیز افزایش می یابد. لیست مشروط خاصی از شاخص های اساسی وجود دارد که تقریباً همیشه اختصاص داده می شوند و موارد اضافی زیادی نیز وجود دارد. آنها بسته به علائم بالینی و هدف مطالعه توسط پزشک تجویز می شوند.

تجزیه و تحلیل با استفاده از یک آنالایزر بیوشیمیایی انجام می شود که در آن لوله های آزمایش با خون قرار می گیرد

شاخص های اساسی:

1. پروتئین کل
2. بیلی روبین (مستقیم و غیر مستقیم).
3. گلوکز.
4. ALT و AST.
5. کراتینین
6. اوره
7. الکترولیت ها
8. کلسترول

شاخص های اضافی:

1. آلبوم.
2. آمیلاز.
3. فسفاتاز قلیایی.
4. GGTP.
5. تری گلیسیرید.
6. پروتئین واکنشی C.
7. فاکتور روماتوئید
8. کراتینین فسفوکیناز
9. میوگلوبین
10. اهن.

فهرست ناقص است؛ شاخص های بسیار هدفمندتری برای تشخیص متابولیسم و ​​اختلالات اندام های داخلی وجود دارد. اکنون اجازه دهید برخی از رایج ترین پارامترهای بیوشیمیایی خون را با جزئیات بیشتری بررسی کنیم.

پروتئین کل (65-85 گرم در لیتر)

مقدار کل پروتئین موجود در پلاسمای خون (هم آلبومین و هم گلوبولین) را نشان می دهد.
ممکن است با کم آبی، به دلیل از دست دادن آب به دلیل استفراغ مکرر، تعریق شدید، انسداد روده و پریتونیت افزایش یابد. همچنین در میلوما و پلی آرتریت افزایش می یابد.

این شاخص با روزه داری طولانی مدت و سوء تغذیه، بیماری های معده و روده، زمانی که تامین پروتئین مختل می شود، کاهش می یابد. در بیماری های کبدی، سنتز آن مختل می شود. سنتز پروتئین نیز در برخی بیماری های ارثی مختل می شود.

آلبومین (40-50 گرم در لیتر)

یکی از فراکسیون های پروتئین پلاسما. با کاهش آلبومین، ادم تا آناسارکا ایجاد می شود. این به دلیل این واقعیت است که آلبومین به آب متصل می شود. وقتی به میزان قابل توجهی کاهش یابد، آب دیگر در جریان خون باقی نمی ماند و وارد بافت ها می شود.
آلبومین در شرایط مشابه پروتئین کل کاهش می یابد.

بیلی روبین کل (5-21 میکرومول در لیتر)

بیلی روبین کل شامل مستقیم و غیر مستقیم است.

تمام دلایل افزایش بیلی روبین تام را می توان به چند گروه تقسیم کرد.
خارج کبدی - کم خونی های مختلف، خونریزی های گسترده، یعنی شرایط همراه با تخریب گلبول های قرمز.

علل کبدی با تخریب سلول های کبدی (سلول های کبد) در انکولوژی، هپاتیت و سیروز کبد مرتبط است.

اختلال در خروج صفرا به دلیل انسداد مجاری صفراوی توسط سنگ یا تومور.

با افزایش بیلی روبین، زردی ایجاد می شود، پوست و غشاهای مخاطی زرد می شوند.

سطح طبیعی بیلی روبین مستقیم تا 7.9 میکرومول در لیتر است. بیلی روبین غیر مستقیم با تفاوت بین کل و مستقیم تعیین می شود. بیشتر اوقات، افزایش آن با تجزیه گلبول های قرمز خون همراه است.

کراتینین (80-115 میکرومول در لیتر)

یکی از شاخص های اصلی که عملکرد کلیه را مشخص می کند.

این شاخص در بیماری های کلیوی حاد و مزمن افزایش می یابد. همچنین با افزایش تخریب بافت عضلانی، به عنوان مثال، با رابدومیولیز پس از فعالیت بدنی بسیار شدید. ممکن است در صورت بیماری غدد درون ریز (عملکرد بیش از حد غده تیروئید، آکرومگالی) افزایش یابد. اگر فردی مقدار زیادی فرآورده های گوشتی بخورد، افزایش کراتینین نیز تضمین می شود.

کراتینین زیر نرمال ارزش تشخیصی خاصی ندارد. ممکن است در گیاهخواران و زنان باردار در نیمه اول بارداری کاهش یابد.

اوره (2.1-8.2 میلی مول در لیتر)

وضعیت متابولیسم پروتئین را نشان می دهد. عملکرد کلیه ها و کبد را مشخص می کند. افزایش اوره در خون زمانی رخ می دهد که عملکرد کلیه ها مختل شده باشد، زمانی که آنها نتوانند با حذف آن از بدن مقابله کنند. همچنین با افزایش تجزیه پروتئین ها یا افزایش دریافت پروتئین به بدن از غذا.

کاهش اوره در خون در سه ماهه سوم بارداری با رژیم غذایی کم پروتئین و بیماری شدید کبدی مشاهده می شود.

ترانس آمینازها (ALT، AST، GGT)

آسپارتات آمینوترانسفراز (AST)- آنزیمی که در کبد سنتز می شود. در پلاسمای خون، مقدار آن به طور معمول نباید از 37 U/L در مردان و 31 U/L در زنان تجاوز کند.

آلانین آمینوترانسفراز (ALT)- درست مانند آنزیم AST، در کبد سنتز می شود.
سطح طبیعی خون در مردان تا 45 واحد در لیتر و در زنان تا 34 واحد در لیتر است.

علاوه بر کبد، تعداد زیادی ترانس آمیناز در سلول های قلب، طحال، کلیه ها، پانکراس و ماهیچه ها یافت می شود. افزایش سطح آن با تخریب سلول ها و آزاد شدن این آنزیم در خون همراه است. بنابراین، افزایش ALT و AST با آسیب شناسی همه اندام های فوق، همراه با مرگ سلولی (هپاتیت، انفارکتوس میوکارد، پانکراتیت، نکروز کلیه و طحال) امکان پذیر است.

گاما گلوتامیل ترانسفراز (GGT)در متابولیسم اسیدهای آمینه در کبد شرکت می کند. محتوای آن در خون با آسیب سمی کبد از جمله الکل افزایش می یابد. این سطح در آسیب شناسی های مجاری صفراوی و کبد نیز افزایش می یابد. همیشه با الکلیسم مزمن افزایش می یابد.

هنجار این شاخص برای مردان تا 32 U / لیتر و برای زنان تا 49 U / لیتر است.
سطح پایین GGT معمولاً در سیروز کبدی تشخیص داده می شود.

لاکتات دهیدروژناز (LDH) (120-240 واحد در لیتر)

این آنزیم در تمام بافت های بدن یافت می شود و در فرآیندهای انرژی اکسیداسیون گلوکز و اسید لاکتیک نقش دارد.

افزایش در بیماری های کبد (هپاتیت، سیروز)، قلب (سکته قلبی)، ریه (سکته قلبی- ذات الریه)، کلیه ها (نفریت های مختلف)، پانکراس (پانکراتیت).
کاهش فعالیت LDH کمتر از حد طبیعی از نظر تشخیصی ناچیز است.

آمیلاز (3.3-8.9)

آلفا آمیلاز (α-آمیلاز) در متابولیسم کربوهیدرات ها نقش دارد و قندهای پیچیده را به قندهای ساده تجزیه می کند.

هپاتیت حاد، پانکراتیت و اوریون باعث افزایش فعالیت آنزیم می شوند. برخی از داروها (گلوکوکورتیکوئیدها، تتراسایکلین) نیز ممکن است تأثیر داشته باشند.
فعالیت آمیلاز در اختلال عملکرد پانکراس و سمیت زنان باردار کاهش می یابد.

آمیلاز پانکراس (p-amylase) در پانکراس سنتز می شود و وارد لومن روده می شود، جایی که مازاد آن تقریباً به طور کامل توسط تریپسین حل می شود. به طور معمول، فقط مقدار کمی وارد خون می شود، جایی که میزان طبیعی در بزرگسالان بیش از 50 واحد در لیتر نیست.

فعالیت آن در پانکراتیت حاد افزایش می یابد. همچنین هنگام مصرف الکل و برخی داروها و همچنین در آسیب شناسی جراحی که با پریتونیت پیچیده است، می تواند افزایش یابد. کاهش آمیلاز نشانه نامطلوب از دست دادن عملکرد پانکراس است.

کلسترول تام (3.6-5.2 mmol/l)

از یک طرف، یک جزء مهم از تمام سلول ها و جزءبسیاری از آنزیم ها از سوی دیگر، نقش مهمی در ایجاد آترواسکلروز سیستمیک دارد.

کلسترول کل شامل لیپوپروتئین های با چگالی بالا، کم و بسیار کم است. کلسترول در تصلب شرایین، اختلال عملکرد کبد، غده تیروئید و چاقی افزایش می یابد.

پلاک آترواسکلروتیک در یک رگ نتیجه کلسترول بالا است

کلسترول با رژیم غذایی که چربی ها را حذف می کند، با عملکرد بیش از حد غده تیروئید، بیماری های عفونی و سپسیس کاهش می یابد.

گلوکز (4.1-5.9 میلی مول در لیتر)

یک شاخص مهم از وضعیت متابولیسم کربوهیدرات و وضعیت پانکراس.
افزایش گلوکز می تواند پس از غذا خوردن رخ دهد، بنابراین تجزیه و تحلیل به شدت با معده خالی انجام می شود. همچنین هنگام مصرف برخی داروها (گلوکوکورتیکواستروئیدها، هورمون های تیروئید) و با آسیب شناسی پانکراس افزایش می یابد. افزایش مداوم قند خون معیار اصلی تشخیص دیابت شیرین است.
قند پایین می تواند به دلیل عفونت حاد، ناشتا بودن یا مصرف بیش از حد داروهای کاهنده قند رخ دهد.

الکترولیت ها (K, Na, Cl, Mg)

الکترولیت ها نقش مهمی در سیستم انتقال مواد و انرژی به داخل سلول و پشت دارند. این به ویژه برای عملکرد صحیح عضله قلب مهم است.

تغییرات هم در جهت افزایش و هم در جهت کاهش غلظت منجر به اختلال در ریتم قلب و حتی ایست قلبی می شود.

استانداردهای الکترولیت:

• پتاسیم (K+) - 3.5-5.1 میلی مول در لیتر.
• سدیم (Na+) - 139-155 میلی مول در لیتر.
• کلسیم (Ca++) - 1.17-1.29 میلی مول در لیتر.
• کلر (Cl-) - 98-107 میلی مول در لیتر.
• منیزیم (Mg++) - 0.66-1.07 میلی مول در لیتر.

تغییرات در تعادل الکترولیت ها با دلایل تغذیه ای (اختلال در جذب بدن)، اختلال در عملکرد کلیه و بیماری های هورمونی مرتبط است. همچنین، اختلالات الکترولیتی مشخص می تواند همراه با اسهال، استفراغ غیرقابل کنترل و هایپرترمی رخ دهد.

سه روز قبل از اهدای خون برای بیوشیمی برای تعیین منیزیم، نباید از داروهای منیزیم استفاده کنید.

علاوه بر این، تعداد زیادی شاخص بیوشیمیایی وجود دارد که به صورت جداگانه برای بیماری های خاص تجویز می شود. قبل از اهدای خون، پزشک تعیین می کند که کدام شاخص های خاص در شرایط شما گرفته می شود. پرستار رویه خون می گیرد و دکتر آزمایشگاه رونوشت آنالیز را ارائه می دهد. مقادیر نرمال برای بزرگسالان داده می شود. ممکن است برای کودکان و افراد مسن کمی متفاوت باشند.

همانطور که می بینید، آزمایش خون بیوشیمیایی کمک بسیار خوبی در تشخیص است، اما فقط یک پزشک می تواند نتایج را با تصویر بالینی مقایسه کند.

بیوشیمی یک علم کامل است که اولاً ترکیب شیمیاییسلول ها و ارگانیسم ها، و ثانیا، فرآیندهای شیمیایی که زمینه فعالیت زندگی آنها را فراهم می کند. این اصطلاح در سال 1903 توسط یک شیمیدان آلمانی به نام کارل نوبرگ وارد جامعه علمی شد.

با این حال، خود فرآیندهای بیوشیمی از زمان های قدیم شناخته شده بودند. و بر اساس این فرآیندها، مردم نان می پختند و پنیر درست می کردند، شراب درست می کردند و پوست حیوانات را دباغی می کردند، بیماری ها را با کمک گیاهان معالجه می کردند و سپس داروها. و اساس همه اینها دقیقاً فرآیندهای بیوشیمیایی است.

به عنوان مثال، دانشمند و پزشک عرب ابن سینا که در قرن دهم می زیسته است، بدون اینکه چیزی در مورد خود علم بداند، بسیاری از مواد دارویی و تأثیرات آنها بر بدن را توصیف کرد. و لئوناردو داوینچی به این نتیجه رسید که یک موجود زنده فقط می تواند در جوی زندگی کند که شعله در آن بسوزد.

بیوشیمی نیز مانند هر علم دیگری روش تحقیق و مطالعه خاص خود را دارد. و مهمترین آنها کروماتوگرافی، سانتریفیوژ و الکتروفورز است.

بیوشیمی امروزه علمی است که جهش بزرگی در توسعه خود داشته است. به عنوان مثال، مشخص شد که از تمام عناصر شیمیایی روی زمین، کمی بیش از یک چهارم در بدن انسان وجود دارد. و بسیاری از عناصر کمیاب، به جز ید و سلنیوم، برای حفظ زندگی برای انسان کاملا غیر ضروری هستند. اما دو عنصر مشترک مانند آلومینیوم و تیتانیوم هنوز در بدن انسان یافت نشده است. و یافتن آنها به سادگی غیرممکن است - آنها برای زندگی مورد نیاز نیستند. و در بین همه آنها فقط 6 مورد آنهایی هستند که هر روز یک فرد به آنها نیاز دارد و از آنهاست که 99٪ بدن ما را تشکیل می دهد. اینها کربن، هیدروژن، نیتروژن، اکسیژن، کلسیم و فسفر هستند.

بیوشیمی علمی است که به مطالعه اجزای مهم مواد غذایی مانند پروتئین ها، چربی ها، کربوهیدرات ها و اسیدهای نوکلئیک می پردازد. امروزه تقریباً همه چیز را در مورد این مواد می دانیم.

برخی افراد دو علم را با هم اشتباه می گیرند - بیوشیمی و شیمی آلی. اما بیوشیمی علمی است که فرآیندهای بیولوژیکی را که فقط در یک موجود زنده رخ می دهد، مطالعه می کند. و اینجا شیمی ارگانیکعلمی است که ترکیبات کربنی خاص را مورد مطالعه قرار می دهد، که شامل الکل ها، اترها، آلدئیدها و بسیاری از ترکیبات دیگر می شود.

بیوشیمی همچنین علمی است که شامل سیتولوژی، یعنی مطالعه سلول زنده، ساختار، عملکرد، تولید مثل، پیری و مرگ آن است. این شاخه از بیوشیمی اغلب زیست شناسی مولکولی نامیده می شود.

با این حال، زیست شناسی مولکولی، به عنوان یک قاعده، با اسیدهای نوکلئیک کار می کند، اما بیوشیمی دانان بیشتر به پروتئین ها و آنزیم هایی علاقه مند هستند که واکنش های بیوشیمیایی خاصی را ایجاد می کنند.

امروزه، بیوشیمی به طور فزاینده ای از پیشرفت های مهندسی ژنتیک و بیوتکنولوژی استفاده می کند. اما به خودی خود اینها نیز علوم مختلفی هستند که هر کدام به مطالعه خود می پردازند. به عنوان مثال، بیوتکنولوژی در حال مطالعه روش‌های شبیه‌سازی سلول‌ها است و مهندسی ژنتیک در تلاش است تا راه‌هایی برای جایگزینی ژن بیمار در بدن انسان با ژن سالم بیابد و در نتیجه از ابتلا به بسیاری از بیماری‌های ارثی جلوگیری کند.

و همه این علوم ارتباط نزدیکی با هم دارند، که به آنها کمک می کند تا پیشرفت کنند و به نفع بشریت کار کنند.

بیوشیمی علمی است که به مطالعه مولکول های مختلف، واکنش های شیمیایی و فرآیندهای رخ داده در سلول ها و موجودات زنده می پردازد. دانش کامل بیوشیمی برای توسعه موفقیت آمیز دو حوزه اصلی علوم زیست پزشکی کاملاً ضروری است: 1) حل مشکلات حفظ سلامت انسان. 2) کشف علل بیماری های مختلف و یافتن راه هایی برای درمان موثر آنها.

بیوشیمی و سلامت

سازمان جهانی بهداشت (WHO) سلامت را اینگونه تعریف می‌کند: «حالت رفاه کامل جسمی، روانی و اجتماعی که صرفاً فقدان بیماری یا ناتوانی نیست». از دیدگاه کاملاً بیوشیمیایی، اگر هزاران واکنش در داخل سلول ها و در محیط خارج سلولی در چنین شرایطی و با چنان سرعتی رخ دهد که حداکثر زنده ماندن ارگانیسم را تضمین کند و از نظر فیزیولوژیکی طبیعی (نه پاتولوژیک) را حفظ کند، یک ارگانیسم را می توان سالم در نظر گرفت. ) حالت.

بیوشیمی، تغذیه، پیشگیری و درمان

یکی از پیش نیازهای اصلی برای حفظ سلامت، رژیم غذایی بهینه حاوی تعدادی از مواد شیمیایی; مهمترین آنها ویتامین ها، برخی اسیدهای آمینه، برخی اسیدهای چرب، مواد معدنی مختلف و آب هستند. همه این مواد به نوعی هم برای بیوشیمی و هم برای علم تغذیه منطقی مورد توجه هستند. بنابراین بین این دو علم ارتباط تنگاتنگی وجود دارد. علاوه بر این، می توان انتظار داشت که با تلاش برای مهار افزایش قیمت خدمات بهداشتی، تاکید بیشتری بر حفظ سلامت و پیشگیری از بیماری ها، یعنی. طب پیشگیری به عنوان مثال، برای جلوگیری از تصلب شرایین و سرطان، این احتمال وجود دارد که تغذیه منطقی به مرور زمان اهمیت بیشتری پیدا کند. در عین حال، مفهوم تغذیه منطقی باید مبتنی بر دانش بیوشیمی باشد.

بیوشیمی و بیماری ها

همه بیماری ها مظهر برخی تغییرات در خواص مولکول ها و اختلال در روند واکنش ها و فرآیندهای شیمیایی هستند. عوامل اصلی منجر به ایجاد بیماری در حیوانات و انسان در جدول آورده شده است. 1.1. همه آنها بر یک یا چند واکنش شیمیایی کلیدی یا ساختار و خواص مولکولهای عملکردی مهم تأثیر می گذارند.

سهم تحقیقات بیوشیمیایی در تشخیص و درمان بیماری ها به شرح زیر است.

جدول 1.1. عوامل اصلی منجر به ایجاد بیماری ها. همه آنها بر فرآیندهای بیوشیمیایی مختلفی که در یک سلول یا کل ارگانیسم رخ می دهد تأثیر می گذارند.

1. عوامل فیزیکی: ضربه مکانیکی، درجه حرارت شدید، تغییرات ناگهانی در فشار اتمسفر، تشعشع، شوک الکتریکی

2. عوامل شیمیایی و داروها: برخی ترکیبات سمی، داروهای درمانی و غیره.

4. گرسنگی اکسیژن: از دست دادن خون، اختلال در عملکرد حمل اکسیژن، مسمومیت با آنزیم های اکسیداتیو

5. عوامل ژنتیکی: مادرزادی، مولکولی

6. واکنش های ایمنی: آنافیلاکسی، بیماری های خود ایمنی

7. عدم تعادل تغذیه: سوء تغذیه، تغذیه بیش از حد

با تشکر از این مطالعات، امکان 1) شناسایی علت بیماری وجود دارد. 2) یک مسیر درمانی منطقی و موثر ارائه دهید. 3) روش هایی را برای معاینه انبوه جمعیت به منظور تشخیص زودهنگام ایجاد کنید. 4) نظارت بر پیشرفت بیماری؛ 5) نظارت بر اثربخشی درمان. ضمیمه مهم ترین آزمایشات بیوشیمیایی مورد استفاده برای تشخیص بیماری های مختلف را شرح می دهد. هر زمان که صحبت از تشخیص بیوشیمیایی بیماری های مختلف (مثلاً انفارکتوس میوکارد، پانکراتیت حاد و غیره) می شود، به این پیوست مراجعه کنید.

پتانسیل بیوشیمی در پیشگیری و درمان بیماری به طور خلاصه با سه مثال نشان داده شده است. در ادامه این فصل به چند نمونه دیگر نگاه خواهیم کرد.

1. به خوبی شناخته شده است که برای حفظ سلامتی خود، فرد باید ترکیبات آلی پیچیده خاصی - ویتامین ها را دریافت کند. در بدن، ویتامین‌ها به مولکول‌های پیچیده‌تر (کوآنزیم‌ها) تبدیل می‌شوند که نقش کلیدی در بسیاری از واکنش‌های رخ داده در سلول‌ها دارند. کمبود هر گونه ویتامین در رژیم غذایی می تواند منجر به ایجاد بیماری های مختلفی شود، به عنوان مثال، اسکوربوت با کمبود ویتامین C یا راشیتیسم با کمبود ویتامین D. تعیین نقش کلیدی ویتامین ها یا مشتقات فعال بیولوژیکی آنها تبدیل به یکی شده است. یکی از مشکلات اصلی که بیوشیمی ها و متخصصان تغذیه از ابتدای قرن حاضر حل کرده اند.

2. وضعیتی که به عنوان فنیل کتونوری (PKU) شناخته می شود، در صورت عدم درمان می تواند منجر به عقب ماندگی ذهنی شدید شود. ماهیت بیوشیمیایی PKU حدود 30 سال است که شناخته شده است: این بیماری به دلیل کمبود یا عدم وجود کامل فعالیت آنزیمی است که تبدیل اسید آمینه فنیل آلانین را به اسید آمینه دیگری به نام تیروزین کاتالیز می کند. فعالیت ناکافی این آنزیم منجر به تجمع فنیل آلانین اضافی و برخی از متابولیت های آن به ویژه کتون ها در بافت ها می شود که بر رشد سیستم عصبی مرکزی تأثیر منفی می گذارد. سیستم عصبی. پس از روشن شدن اساس بیوشیمیایی PKU، یک روش منطقی درمان پیدا شد: به کودکان بیمار رژیم غذایی با محتوای کاهش یافته فنیل آلانین تجویز می شود. غربالگری انبوه نوزادان از نظر PKU در صورت لزوم، امکان شروع فوری درمان را فراهم می کند.

3. فیبروز کیستیک یک بیماری ارثی غدد برون ریز و به ویژه غدد عرق است. علت بیماری ناشناخته است. فیبروز کیستیک یکی از شایع ترین بیماری های ژنتیکی در آمریکای شمالی است. مشخصه آن ترشحات چسبناک غیرطبیعی است که مجاری ترشحی پانکراس و برونشیول ها را مسدود می کند. کسانی که از این بیماری رنج می برند اغلب در سنین پایین به دلیل عفونت ریوی می میرند. از آنجایی که اساس مولکولی بیماری ناشناخته است، تنها درمان علامتی امکان پذیر است. با این حال، می توان امیدوار بود که در آینده نزدیک با کمک فناوری DNA نوترکیب، بتوان ماهیت مولکولی این بیماری را روشن کرد که امکان یافتن موارد بیشتری را فراهم می کند. روش موثررفتار.

تعریف رسمی بیوشیمی

بیوشیمی، همانطور که از نامش پیداست (از واژه یونانی bios-life)، شیمی حیات یا به عبارت دقیق‌تر، علم است. اصول شیمیاییفرآیندهای زندگی

واحد ساختاری سیستم های زنده سلول است، بنابراین می توان تعریف دیگری ارائه داد: بیوشیمی به عنوان یک علم به مطالعه اجزای شیمیایی سلول های زنده و همچنین واکنش ها و فرآیندهایی که در آن شرکت می کنند می پردازد. بر اساس این تعریف، بیوشیمی حوزه های وسیعی از زیست شناسی سلولی و تمامی زیست شناسی مولکولی را در بر می گیرد.

وظایف بیوشیمی

وظیفه اصلی بیوشیمی دستیابی به درک کامل است سطح مولکولیماهیت تمام فرآیندهای شیمیایی مرتبط با زندگی سلول ها.

برای حل این مشکل، لازم است ترکیبات متعددی را که در آنجا یافت می شود از سلول ها جدا کرد، ساختار آنها را تعیین کرد و عملکرد آنها را تعیین کرد. به عنوان مثال، می توان به مطالعات متعددی اشاره کرد که با هدف روشن کردن اساس مولکولی انقباض عضلانی و تعدادی از فرآیندهای مشابه انجام شده است. در نتیجه، بسیاری از ترکیبات با درجات مختلف پیچیدگی به شکل خالص جداسازی شدند و مطالعات ساختاری و عملکردی دقیقی انجام شد. در نتیجه، می توان تعدادی از جنبه های پایه مولکولی انقباض عضلانی را روشن کرد.

یکی دیگر از وظایف بیوشیمی این است که مسئله منشا حیات را روشن کند. درک ما از این فرآیند هیجان انگیز به دور از جامعیت است.

حوزه های تحقیق

دامنه بیوشیمی به اندازه خود حیات است. هر جا که حیات وجود داشته باشد، فرآیندهای شیمیایی مختلفی رخ می دهد. بیوشیمی با مطالعه واکنش های شیمیایی در میکروارگانیسم ها، گیاهان، حشرات، ماهی ها، پرندگان، پستانداران پایین تر و بالاتر و به ویژه در بدن انسان سروکار دارد. برای دانشجویانی که در رشته‌های زیست پزشکی تحصیل می‌کنند، مورد توجه خاص هستند

دو بخش آخر با این حال، کوته فکری است که اصلاً در مورد آن هیچ نظری نداشته باشیم ویژگی های بیوشیمیاییبرخی از اشکال دیگر زندگی: اغلب این ویژگی‌ها برای درک انواع موقعیت‌هایی که مستقیماً با انسان مرتبط هستند ضروری هستند.

بیوشیمی و پزشکی

بین بیوشیمی و پزشکی رابطه دو طرفه گسترده ای وجود دارد. به لطف تحقیقات بیوشیمیایی، پاسخ به بسیاری از سوالات مربوط به پیشرفت بیماری ها امکان پذیر شد و بررسی علل و سیر پیشرفت برخی بیماری ها منجر به ایجاد حوزه های جدیدی از بیوشیمی شد.

مطالعات بیوشیمیایی با هدف شناسایی علل بیماری ها

علاوه بر موارد ذکر شده در بالا، ما چهار مثال دیگر برای نشان دادن وسعت دامنه کاربردهای احتمالی بیوشیمی خواهیم آورد. 1. تجزیه و تحلیل مکانیسم اثر سم تولید شده توسط عامل ایجاد کننده وبا این امکان را فراهم کرد تا نکات مهمدر رابطه با علائم بالینی بیماری (اسهال، کم آبی بدن). 2. بسیاری از گیاهان آفریقایی دارای سطوح بسیار پایینی از یک یا چند اسید آمینه ضروری هستند. شناسایی این واقعیت باعث شد تا بفهمیم چرا افرادی که این گیاهان منبع اصلی پروتئین برای آنها هستند از کمبود پروتئین رنج می برند. 3. کشف شده است که پشه های حامل پاتوژن های مالاریا می توانند سیستم های بیوشیمیایی ایجاد کنند که آنها را در برابر حشره کش ها مصون می کند. این مهم است که در هنگام توسعه اقدامات کنترل مالاریا در نظر گرفته شود. 4. اسکیموهای گرینلند مقادیر زیادی روغن ماهی، غنی از برخی اسیدهای چرب غیراشباع چندگانه مصرف می کنند. در عین حال، مشخص است که آنها با سطح پایین کلسترول در خون مشخص می شوند و بنابراین احتمال ابتلا به آترواسکلروز در آنها بسیار کمتر است. این مشاهدات امکان استفاده از اسیدهای چرب غیراشباع چندگانه را برای کاهش کلسترول در پلاسمای خون پیشنهاد می کند.

مطالعه بیماری ها به توسعه بیوشیمی کمک می کند

مشاهدات پزشک انگلیسی سر آرچیبالد گارود در اوایل دهه 1900. گروه کوچکی از بیمارانی که از خطاهای ذاتی متابولیسم رنج می برند، تحقیقاتی را در مورد مسیرهای بیوشیمیایی که در این شرایط مختل می شوند تحریک کرده اند. تلاش برای درک ماهیت یک بیماری ژنتیکی به نام هیپرکلسترولمی خانوادگی، که منجر به ایجاد آترواسکلروز شدید در سنین پایین می شود، به تجمع سریع اطلاعات در مورد گیرنده های سلولی و مکانیسم های جذب کلسترول توسط سلول ها کمک کرده است. مطالعه فشرده انکوژن ها در سلول های سرطانی توجه را به مکانیسم های مولکولی کنترل رشد سلول جلب کرده است.

مطالعه موجودات پایین تر و ویروس ها

اطلاعات ارزشمندی که برای انجام تحقیقات بیوشیمیایی در کلینیک بسیار مفید بود، از مطالعه برخی ارگانیسم ها و ویروس های پایین تر به دست آمد. مثلا، نظریه های مدرنتنظیم فعالیت ژن و آنزیم بر اساس مطالعات پیشگام انجام شده بر روی کپک ها و باکتری ها شکل گرفت. فناوری DNA نوترکیب از تحقیقات انجام شده بر روی باکتری ها و ویروس های باکتریایی نشات گرفته است. مزیت اصلی باکتری ها و ویروس ها به عنوان اهداف تحقیقات بیوشیمیایی، سرعت بالای تولید مثل آنهاست. این تا حد زیادی تجزیه و تحلیل ژنتیکی و دستکاری ژنتیکی را تسهیل می کند. اطلاعات به دست آمده از مطالعه ژن های ویروسی مسئول ایجاد اشکال خاصی از سرطان در حیوانات (انکوژن های ویروسی) درک بهتر مکانیسم تبدیل سلول های طبیعی انسان به سلول های سرطانی را ممکن ساخته است.

بیوشیمی و سایر علوم زیستی

بیوشیمی اسیدهای نوکلئیک اساس ژنتیک است. به نوبه خود، استفاده از رویکردهای ژنتیکی برای بسیاری از حوزه‌های بیوشیمی مثمر ثمر بوده است. فیزیولوژی، علم نحوه عملکرد بدن، تا حد زیادی با بیوشیمی همپوشانی دارد. در ایمونولوژی استفاده می شود عدد بزرگروش های بیوشیمیایی، و به نوبه خود بسیاری از رویکردهای ایمونولوژیک به طور گسترده توسط بیوشیمی دانان استفاده می شود. فارماکولوژی و داروسازی بر اساس بیوشیمی و فیزیولوژی است. بیشتر داروها با واکنش های آنزیمی مناسب متابولیزه می شوند. سموم بر واکنش ها یا فرآیندهای بیوشیمیایی تأثیر می گذارد. این سوالات موضوع سم شناسی را تشکیل می دهند. همانطور که قبلاً گفتیم، اساسا انواع متفاوتآسیب شناسی نقض تعدادی از فرآیندهای شیمیایی است. این منجر به استفاده گسترده از رویکردهای بیوشیمیایی برای مطالعه می شود انواع مختلفآسیب شناسی (به عنوان مثال، فرآیندهای التهابی، آسیب سلولی و سرطان). بسیاری از دست اندرکاران جانورشناسی و گیاه شناسی از رویکردهای بیوشیمیایی در کار خود استفاده گسترده ای می کنند. این روابط تعجب آور نیستند، زیرا همانطور که می دانیم، زندگی در تمام مظاهر آن به انواع واکنش ها و فرآیندهای بیوشیمیایی بستگی دارد. موانعی که قبلاً بین علوم زیستی وجود داشت تقریباً از بین رفته است و بیوشیمی به طور فزاینده ای به زبان مشترک آنها تبدیل می شود.