Hva er biologisk kjemi. Hva er biokjemi? Hvordan forberede seg på biokjemisk analyse

I denne artikkelen vil vi svare på spørsmålet om hva biokjemi er. Her vil vi se på definisjonen av denne vitenskapen, dens historie og forskningsmetoder, ta hensyn til noen prosesser og definere dens seksjoner.

Introduksjon

For å svare på spørsmålet om hva biokjemi er, er det nok å si at det er en vitenskap viet til den kjemiske sammensetningen og prosessene som skjer inne i en levende celle i kroppen. Imidlertid har den mange komponenter, etter å ha lært hvilke, kan du få en mer spesifikk ide om den.

I noen midlertidige episoder av 1800-tallet begynte den terminologiske enheten "biokjemi" å bli brukt for første gang. Imidlertid ble det introdusert i vitenskapelige kretser først i 1903 av en kjemiker fra Tyskland, Carl Neuberg. Denne vitenskapen inntar en mellomposisjon mellom biologi og kjemi.

Historiske fakta

Menneskeheten var i stand til å svare tydelig på spørsmålet om hva biokjemi er for bare hundre år siden. Til tross for at samfunnet brukte biokjemiske prosesser og reaksjoner i antikken, var det ikke klar over tilstedeværelsen av deres sanne essens.

Noen av de fjerneste eksemplene er brødbaking, vinfremstilling, osteproduksjon osv. En rekke spørsmål om planters helbredende egenskaper, helseproblemer osv. tvang en person til å fordype seg i grunnlaget og aktivitetens art.

Utviklingen av et generelt sett med retninger som til slutt førte til etableringen av biokjemi kan observeres allerede i antikken. En vitenskapsmann-lege fra Persia i det tiende århundre skrev en bok om kanonene innen medisinsk vitenskap, hvor han var i stand til å beskrive i detalj ulike medisinske stoffer. På 1600-tallet foreslo van Helmont begrepet "enzym" som en reaktantenhet kjemisk natur involvert i fordøyelsesprosesser.

På 1700-tallet, takket være verkene til A.L. Lavoisier og M.V. Lomonosov, loven om bevaring av massen av materie ble avledet. På slutten av samme århundre ble oksygenets betydning i respirasjonsprosessen bestemt.

I 1827 gjorde vitenskapen det mulig å lage delingen av biologiske molekyler i forbindelser av fett, proteiner og karbohydrater. Disse begrepene brukes fortsatt i dag. Et år senere, i arbeidet til F. Wöhler, ble det bevist at stoffer i levende systemer kan syntetiseres med kunstige midler. En til viktig begivenhet var produksjon og kompilering av en teori om strukturen til organiske forbindelser.

Grunnlaget for biokjemi tok mange hundre år å danne, men ble klart definert i 1903. Denne vitenskapen ble den første biologiske disiplinen som hadde sitt eget system for matematisk analyse.

25 år senere, i 1928, gjennomførte F. Griffith et eksperiment hvis formål var å studere transformasjonsmekanismen. Forskeren infiserte mus med pneumokokker. Han drepte bakterier fra en stamme og la dem til bakterier fra en annen. Studien fant at prosessen med å rense sykdomsfremkallende midler resulterte i dannelsen av nukleinsyre i stedet for protein. Listen over funn vokser fortsatt.

Tilgjengelighet av relaterte disipliner

Biokjemi er en egen vitenskap, men dens opprettelse ble innledet av en aktiv prosess for utvikling av den organiske grenen av kjemi. Hovedforskjellen ligger i studieobjektene. Biokjemi vurderer bare de stoffene eller prosessene som kan oppstå under forholdene til levende organismer, og ikke utenfor dem.

Biokjemi inkorporerte etter hvert konseptet molekylærbiologi. De skiller seg hovedsakelig fra hverandre i sine handlingsmetoder og fagene de studerer. For tiden er de terminologiske enhetene "biokjemi" og " molekylbiologi" begynte å bli brukt som synonymer.

Tilgjengelighet av seksjoner

I dag inkluderer biokjemi en rekke forskningsområder, inkludert:

Grenen til statisk biokjemi er vitenskapen om den kjemiske sammensetningen av levende vesener, strukturer og molekylært mangfold, funksjoner, etc.

Det er en rekke seksjoner som studerer biologiske polymerer av protein, lipid, karbohydrat, aminosyremolekyler, samt nukleinsyrer og selve nukleotidet.

Biokjemi, som studerer vitaminer, deres rolle og form for påvirkning på kroppen, mulige forstyrrelser i vitale prosesser på grunn av mangel eller for store mengder.

Hormonell biokjemi er en vitenskap som studerer hormoner, deres biologiske effekt, årsakene til mangel eller overskudd.

Vitenskapen om metabolisme og dens mekanismer er en dynamisk gren av biokjemi (inkluderer bioenergetikk).

Molekylærbiologisk forskning.

Den funksjonelle komponenten i biokjemi studerer fenomenet kjemiske transformasjoner som er ansvarlige for funksjonaliteten til alle komponentene i kroppen, starter med vev og slutter med hele kroppen.

Medisinsk biokjemi er et avsnitt om mønstrene for metabolisme mellom strukturene i kroppen under påvirkning av sykdommer.

Det er også grener av biokjemien til mikroorganismer, mennesker, dyr, planter, blod, vev, etc.

Verktøy for forskning og problemløsning

Biokjemimetoder er basert på fraksjonering, analyse, detaljert studie og undersøkelse av strukturen til både en enkelt komponent og hele organismen eller dens substans. De fleste av dem ble dannet i løpet av det 20. århundre, og kromatografi, prosessen med sentrifugering og elektroforese, ble den mest kjente.



På slutten av 1900-tallet begynte biokjemiske metoder i økende grad å finne sin anvendelse i molekylære og cellulære grener av biologien. Strukturen til hele genomet er bestemt menneskelig DNA. Denne oppdagelsen gjorde det mulig å lære om eksistensen av et stort antall stoffer, spesielt ulike proteiner, som ikke ble oppdaget under rensingen av biomasse, på grunn av deres ekstremt lave innhold i stoffet.

Genomics har utfordret en enorm mengde biokjemisk kunnskap og ført til utvikling av endringer i metodikken. Konseptet med virtuell datamaskinmodellering dukket opp.

Kjemisk komponent

Fysiologi og biokjemi er nært beslektet. Dette forklares av avhengigheten av forekomsthastigheten av alle fysiologiske prosesser med innholdet i en annen serie kjemiske elementer.



90 komponenter finnes i naturen periodiske tabell kjemiske elementer, men omtrent en fjerdedel trengs for livet. Kroppen vår trenger ikke mange sjeldne komponenter i det hele tatt.

De forskjellige posisjonene til et takson i den hierarkiske tabellen over levende vesener bestemmer forskjellige behov for tilstedeværelsen av visse elementer.

99% av menneskelig masse består av seks elementer (C, H, N, O, F, Ca). I tillegg til hovedmengden av disse typene atomer som danner stoffer, trenger vi 19 flere grunnstoffer, men i små eller mikroskopiske volumer. Blant dem er: Zn, Ni, Ma, K, Cl, Na og andre.

Protein biomolekyl

De viktigste molekylene som er studert av biokjemi er karbohydrater, proteiner, lipider, nukleinsyrer, og oppmerksomheten til denne vitenskapen er fokusert på hybridene deres.

Proteiner er store forbindelser. De dannes ved å koble sammen kjeder av monomerer - aminosyrer. De fleste levende vesener får proteiner gjennom syntese av tjue typer av disse forbindelsene.

Disse monomerene skiller seg fra hverandre i strukturen til den radikale gruppen, som spiller en stor rolle under proteinfolding. Hensikten med denne prosessen er å danne en tredimensjonal struktur. Aminosyrer er forbundet med hverandre ved å danne peptidbindinger.

Når man svarer på spørsmålet om hva biokjemi er, kan man ikke unngå å nevne så komplekse og multifunksjonelle biologiske makromolekyler som proteiner. De har flere oppgaver enn polysakkarider eller nukleinsyrer å utføre.

Noen proteiner er representert av enzymer og er involvert i å katalysere ulike reaksjoner av biokjemisk natur, noe som er svært viktig for metabolismen. Annen proteinmolekyler kan fungere som signalmekanismer, danne cytoskjeletter, delta i immunforsvar m.m.

Noen typer proteiner er i stand til å danne ikke-protein biomolekylære komplekser. Stoffer skapt ved å smelte sammen proteiner med oligosakkarider tillater eksistensen av molekyler som glykoproteiner, og interaksjon med lipider fører til utseendet av lipoproteiner.

Nukleinsyremolekyl

Nukleinsyrer er representert av komplekser av makromolekyler som består av et polynukleotidsett med kjeder. Deres viktigste funksjonelle formål er å kode arvelig informasjon. Nukleinsyresyntese oppstår på grunn av tilstedeværelsen av mononukleosidtrifosfat makroenergetiske molekyler (ATP, TTP, UTP, GTP, CTP).

De mest utbredte representantene for slike syrer er DNA og RNA. Disse strukturelle elementer finnes i alle levende celler, fra archaea til eukaryoter, og til og med virus.

Lipid molekyl

Lipider er molekylære stoffer som består av glyserol, som fettsyrer (1 til 3) er festet til gjennom esterbindinger. Slike stoffer er delt inn i grupper i henhold til lengden på hydrokarbonkjeden, og det tas også hensyn til metning. Vannets biokjemi tillater ikke at det løser opp lipidforbindelser (fett). Som regel oppløses slike stoffer i polare løsninger.



Hovedoppgavene til lipider er å gi energi til kroppen. Noen er en del av hormoner, kan utføre en signalfunksjon eller transportere lipofile molekyler.

karbohydratmolekyl

Karbohydrater er biopolymerer dannet ved å kombinere monomerer som i dette tilfellet er representert av monosakkarider, slik som for eksempel glukose eller fruktose. Studiet av plantebiokjemi har gjort det mulig for mennesket å fastslå at hoveddelen av karbohydrater finnes i dem.

Disse biopolymerene finner sin bruk i strukturell funksjon og gir energiressurser til en organisme eller celle. I planteorganismer er hovedlagringsstoffet stivelse, og hos dyr er det glykogen.

Krebs-syklusens forløp

Det er en Krebs-syklus i biokjemi - et fenomen der det overveiende antallet eukaryote organismer mottar mesteparten av energien som brukes på oksidasjonsprosessene til inntatt mat.

Det kan observeres inne i cellulære mitokondrier. Det dannes gjennom flere reaksjoner, hvor reserver av "skjult" energi frigjøres.

I biokjemi er Krebs-syklusen et viktig fragment av den generelle respirasjonsprosessen og materialmetabolismen i cellene. Syklusen ble oppdaget og studert av H. Krebs. For dette mottok forskeren Nobelprisen.

Denne prosessen kalles også et elektronoverføringssystem. Dette skyldes den samtidige konverteringen av ATP til ADP. Den første forbindelsen er på sin side ansvarlig for å sikre metabolske reaksjoner gjennom frigjøring av energi.

Biokjemi og medisin

Medisinens biokjemi presenteres for oss som en vitenskap som dekker mange områder av biologiske og kjemiske prosesser. For tiden er det en hel bransje innen utdanning som utdanner spesialister til disse studiene.

Her studeres alt levende: fra bakterier eller virus til menneskekroppen. Å ha spesialitet som biokjemiker gir faget mulighet til å følge diagnosen og analysere behandlingen gjeldende for den enkelte enhet, trekke konklusjoner mv.



For å forberede en høyt kvalifisert ekspert på dette feltet, må du trene ham i naturvitenskap, medisinske grunnleggende og bioteknologiske disipliner, gjennomføre mange tester i biokjemi. Studenten får også mulighet til å praktisk anvende kunnskapen sin.

Universiteter for biokjemi blir for tiden stadig mer populære, noe som skyldes den raske utviklingen av denne vitenskapen, dens betydning for mennesker, etterspørsel, etc.

Blant de mest kjente utdanningsinstitusjonene hvor spesialister i denne grenen av vitenskap er trent, er de mest populære og betydningsfulle: Moskva statsuniversitet. Lomonosov, Perm State Pedagogical University oppkalt etter. Belinsky, Moskva statsuniversitet. Ogarev, Kazan og Krasnoyarsk statlige universiteter og andre.

Listen over dokumenter som kreves for opptak til slike universiteter skiller seg ikke fra listen for opptak til andre høyere utdanningsinstitusjoner. utdanningsinstitusjoner. Biologi og kjemi er hovedfagene som skal tas ved opptak.

BIOKJEMI. Forelesning nr. 1. Biokjemi som vitenskap. Struktur og funksjoner til hovedstoffene i kroppen. Emne og metoder for forskning i biokjemi. Gjennomgang av hovedklassene av organiske stoffer, deres rolle i homeostase.

Biokjemi (fra gresk βίος - "liv" og egyptisk kēme - "Jorden", også biologisk eller fysiologisk kjemi) er vitenskapen om den kjemiske sammensetningen av organismer og deres komponenter og de kjemiske prosessene som forekommer i organismer. Vitenskapen tar for seg strukturen og funksjonen til stoffer som er komponenter i celler og utgjør kroppen, som proteiner, karbohydrater, lipider, nukleinsyrer og andre biomolekyler. Biokjemi søker å besvare biologiske og biokjemiske spørsmål ved hjelp av kjemiske metoder.

Biokjemi er en relativt ung vitenskap som oppsto i skjæringspunktet mellom biologi og kjemi på slutten av 1800-tallet. Hun studerer prosessene for utvikling og funksjon av organismer i molekylspråket, strukturen og kjemiske prosesser som sikrer livet til en- og flercellede skapninger som bor på jorden. Fremragende funn innen enzymer, biokjemisk genetikk, molekylærbiologi og bioenergetikk har gjort biokjemi til en grunnleggende disiplin som gjør det mulig å løse mange viktige problemer innen biologi og medisin.

Selv om det finnes et bredt spekter av ulike biomolekyler, er mange av dem polymerer, dvs. komplekse store molekyler som består av mange like underenheter, monomerer. Hver klasse av polymerbiomolekyler har sitt eget sett med typer av disse underenhetene. For eksempel er proteiner polymerer laget av aminosyrer. Biokjemistudier Kjemiske egenskaper viktige biologiske molekyler som proteiner, spesielt kjemien til reaksjoner katalysert av enzymer.

I tillegg omhandler det meste av forskningen innen biokjemi cellemetabolisme og dens endokrine og parakrine regulering. Andre områder innen biokjemi inkluderer studiet av den genetiske koden til DNA og RNA, proteinbiosyntese, transport over biologiske membraner og signaloverføring.

Grunnlaget for biokjemi ble lagt på midten av 1800-tallet, da forskere som Friedrich Violer og Anselm Paen for første gang kunne beskrive de kjemiske prosessene i levende organismer og vise at de ikke er annerledes enn vanlige kjemiske prosesser. Mange arbeider på begynnelsen av det 20. århundre førte til en forståelse av strukturen til proteiner, noe som gjorde det mulig å utføre bio kjemiske reaksjoner(alkoholgjæring) utenfor cellen osv. Samtidig begynte selve begrepet "biokjemi" å bli brukt. Grunnlaget for biokjemi i Ukraina ble lagt av Vladimir Ivanovich Vernadsky på 20-tallet av forrige århundre.

Historie

Ved begynnelsen av 1800-tallet var det en generell tro på at livet ikke var underlagt fysisk og kjemiske lover iboende i den livløse naturen. Det ble antatt at bare levende organismer er i stand til å produsere molekyler som er karakteristiske for dem. Det var først i 1828 at Friedrich Wöhler publiserte arbeid om syntese av urea, utført under laboratorieforhold, og beviste at organiske forbindelser kan lages kunstig. Denne oppdagelsen ga et alvorlig nederlag for vitalistiske forskere som hadde benektet denne muligheten.

På den tiden eksisterte allerede faktamateriale for primære biokjemiske generaliseringer, som samlet seg i forbindelse med de praktiske aktivitetene til mennesker rettet mot å lage mat og vin, skaffe garn fra planter, rense huden fra ull ved hjelp av mikrober, studere sammensetningen og egenskapene til urin og andre sekreter frisk og syk person. Etter Wehlers arbeid begynte vitenskapelige konsepter som respirasjon, fermentering, fermentering og fotosyntese gradvis å bli etablert. Studiet av den kjemiske sammensetningen og egenskapene til forbindelser isolert fra dyr og planter blir gjenstand for organisk kjemi (kjemi av organiske forbindelser).

Biokjemiens fødsel ble også preget av oppdagelsen av det første enzymet, diastase (nå kjent som amylase) i 1833 av Anselm Paen. Vanskelighetene knyttet til å skaffe enzymer fra vev og celler ble brukt av tilhengere av vitalisme for å argumentere for at det var umulig å studere cellulære enzymer utenfor levende vesener. Denne uttalelsen ble tilbakevist av den russiske legen M. Manasseina (1871 - 1872), som foreslo muligheten for å observere alkoholisk gjæring i ekstrakter av malt (dvs. mangler strukturell integritet) gjær. I 1896 ble denne muligheten bekreftet av den tyske forskeren Eduard Buchner, som eksperimentelt var i stand til å gjenskape denne prosessen.

Selve begrepet "biokjemi" ble først foreslått i 1882, men det antas at det fikk utbredt bruk etter arbeidet til den tyske kjemikeren Carl Neuberg i 1903. På den tiden var dette forskningsfeltet kjent som fysiologisk kjemi. Etter denne tiden utviklet biokjemien seg raskt, spesielt fra midten av 1900-tallet, først og fremst gjennom utvikling av nye teknikker som kromatografi, røntgendiffraksjon, NMR-spektroskopi, radiomerking, elektron- og optisk mikroskopi, og til slutt molekylær dynamikk og andre beregningsteknikker biologi. Disse metodene tillot oppdagelsen og detaljert analyse av mange molekyler og metabolske veier i cellen, for eksempel glykolyse og Krebs-syklusen.

Annet viktig historisk begivenhet i utviklingen av biokjemi var oppdagelsen av gener og deres rolle i overføringen av informasjon i cellen. Denne oppdagelsen la muligheten for fremveksten ikke bare av genetikk, men også av dens tverrfaglige gren i skjæringspunktet med biokjemi - molekylærbiologi. På 1950-tallet var James Watson, Francis Crick, Rosalind Franklin og Maurice Wilkins i stand til å dechiffrere strukturen til DNA og foreslo dens sammenheng med genetisk overføring av informasjon i cellen. Også på 1950-tallet beviste George Otley og Edward Tatum at et enkelt gen er ansvarlig for syntesen av et enkelt protein. Med utviklingen av DNA-analyseteknikker som genetisk fingeravtrykk, ble Colleen Pitchfork i 1988 den første personen som ble siktet for drap ved bruk av DNA-bevis, og markerte den første store suksessen med biokjemisk rettsmedisin. På 200-tallet viste Andrew Fire og Craig Mello rollen til RNA-interferens (RNAi) i å undertrykke genuttrykk.

For tiden går biokjemisk forskning i tre retninger, formulert av Michael Sugar. Plantebiokjemi studerer biokjemien til overveiende autotrofe organismer og studerer prosesser som fotosyntese og andre. Generell biokjemi inkluderer studiet av planter, dyr og mennesker, mens medisinsk biokjemi fokuserer først og fremst på menneskelig biokjemi og abnormiteter i biokjemiske prosesser, spesielt som følge av sykdom.

Blodbiokjemi er en av de vanligste og mest informative testene som leger foreskriver når de diagnostiserer de fleste sykdommer. Når man ser resultatene, kan man bedømme driftstilstanden til alle kroppssystemer. Nesten hver sykdom gjenspeiles i indikatorene for en biokjemisk blodprøve.

Hva du trenger å vite

Blod tas fra en vene på albuen, sjeldnere fra vener på hånden og
underarm.

Omtrent 5-10 ml blod trekkes inn i sprøyten.

Senere blir blodet for biokjemi i et spesielt reagensrør plassert i en spesialisert enhet som har evnen til å bestemme de nødvendige indikatorene med høy nøyaktighet. Det bør man ha i bakhodet ulike enheter kan ha litt forskjellige normalgrenser for visse indikatorer. Resultatene vil være klare innen en dag ved bruk av ekspressmetoden.

Hvordan forberede

Biokjemisk forskning utføres om morgenen på tom mage.

Før du donerer blod, må du avstå fra å drikke alkohol i 24 timer.
Siste måltid bør være kvelden før, senest kl 18.00. Ikke røyk to timer før testen. Unngå også intens fysisk aktivitet og om mulig stress. Forberedelse til analyse er en ansvarlig prosess.

Hva er inkludert i biokjemi

Det er grunnleggende og avansert biokjemi. Det er ikke praktisk å definere alle mulige indikatorer. Det sier seg selv at prisen og mengden blod som kreves for analyse øker. Det er en viss betinget liste over grunnleggende indikatorer som nesten alltid er tildelt, og det er mange flere. De foreskrives av en lege avhengig av de kliniske symptomene og formålet med studien.

Analysen gjøres ved hjelp av en biokjemisk analysator, som reagensrør med blod legges inn i

Grunnleggende indikatorer:

1. Totalt protein.
2. Bilirubin (direkte og indirekte).
3. Glukose.
4. ALT og AST.
5. Kreatinin.
6. Urea.
7. Elektrolytter.
8. Kolesterol.

Ytterligere indikatorer:

1. Albumen.
2. Amylase.
3. Alkalisk fosfatase.
4. GGTP.
5. Triglyserider.
6. C-reaktivt protein.
7. Revmatoid faktor.
8. Kreatininfosfokinase.
9. Myoglobin.
10. Jern.

Listen er ufullstendig; det er mange mer målrettede indikatorer for å diagnostisere metabolisme og dysfunksjoner i indre organer. La oss nå se på noen av de vanligste biokjemiske blodparametrene mer detaljert.

Totalt protein (65-85 gram/liter)

Viser den totale mengden protein i blodplasmaet (både albumin og globulin).
Den kan øke ved dehydrering, på grunn av vanntap på grunn av gjentatte oppkast, intens svette, tarmobstruksjon og peritonitt. Det øker også i myelom og polyartritt.

Denne indikatoren avtar med langvarig faste og underernæring, sykdommer i mage og tarm, når tilførselen av protein blir forstyrret. Ved leversykdommer blir syntesen forstyrret. Proteinsyntesen er også svekket ved enkelte arvelige sykdommer.

Albumin (40-50 gram/liter)

En av plasmaproteinfraksjonene. Med en reduksjon i albumin utvikler ødem, opp til anasarca. Dette skyldes at albumin binder vann. Når det avtar betydelig, holdes ikke vann lenger tilbake i blodet og kommer inn i vevet.
Albumin reduseres under samme forhold som totalt protein.

Totalt bilirubin (5-21 µmol/liter)

Total bilirubin inkluderer direkte og indirekte.

Alle årsaker til økt total bilirubin kan deles inn i flere grupper.
Ekstrahepatisk - ulike anemier, omfattende blødninger, det vil si tilstander ledsaget av ødeleggelse av røde blodlegemer.

Leverårsaker er assosiert med ødeleggelse av hepatocytter (leverceller) i onkologi, hepatitt og levercirrhose.

Nedsatt utstrømning av galle på grunn av blokkering av gallegangene av steiner eller svulst.

Ved økt bilirubin utvikles gulsott, hud og slimhinner blir gulsott.

Det normale nivået av direkte bilirubin er opptil 7,9 µmol/liter. Indirekte bilirubin bestemmes av forskjellen mellom totalt og direkte. Oftest er økningen assosiert med nedbrytning av røde blodlegemer.

Kreatinin (80-115 µmol/liter)

En av hovedindikatorene som karakteriserer nyrefunksjonen.

Denne indikatoren øker ved akutte og kroniske nyresykdommer. Også med økt ødeleggelse av muskelvev, for eksempel med rabdomyolyse etter ekstremt intens fysisk aktivitet. Den kan øke ved sykdom i de endokrine kjertlene (hyperfunksjon av skjoldbruskkjertelen, akromegali). Hvis en person spiser en stor mengde kjøttprodukter, er økt kreatinin også garantert.

Kreatinin under normalen har ingen spesiell diagnostisk verdi. Kan være redusert hos vegetarianere og hos gravide i første halvdel av svangerskapet.

Urea (2,1-8,2 mmol/liter)

Viser tilstanden til proteinmetabolismen. Karakteriserer funksjonen til nyrene og leveren. En økning i urea i blodet kan oppstå når nyrefunksjonen er svekket, når de ikke kan takle dens fjerning fra kroppen. Også med økt nedbrytning av proteiner eller økt inntak av protein i kroppen fra mat.

En reduksjon i urea i blodet er observert i tredje trimester av svangerskapet, med en lavproteindiett og alvorlig leversykdom.

Transaminaser (ALT, AST, GGT)

Aspartataminotransferase (AST)- et enzym syntetisert i leveren. I blodplasma bør innholdet normalt ikke overstige 37 U/liter hos menn og 31 U/liter hos kvinner.

Alaninaminotransferase (ALT)– akkurat som AST-enzymet, syntetiseres det i leveren.
Normalt blodnivå hos menn er opptil 45 enheter/liter, hos kvinner – opptil 34 enheter/liter.

I tillegg til leveren finnes et stort antall transaminaser i cellene i hjertet, milten, nyrene, bukspyttkjertelen og musklene. En økning i nivået er assosiert med ødeleggelse av celler og frigjøring av dette enzymet i blodet. Dermed er en økning i ALT og AST mulig med patologi av alle de ovennevnte organene, ledsaget av celledød (hepatitt, hjerteinfarkt, pankreatitt, nekrose av nyre og milt).

Gamma-Glutamyltransferase (GGT) deltar i metabolismen av aminosyrer i leveren. Innholdet i blodet øker med giftig leverskade, inkludert alkohol. Nivået er også økt i patologier i galleveiene og leveren. Øker alltid med kronisk alkoholisme.

Normen for denne indikatoren er opptil 32 U/liter for menn, opptil 49 U/liter for kvinner.
Et lavt GGT-nivå påvises vanligvis ved levercirrhose.

Laktatdehydrogenase (LDH) (120-240 enheter/liter)

Dette enzymet finnes i alle vev i kroppen og er involvert i energiprosessene til glukose og melkesyreoksidasjon.

Økt i sykdommer i leveren (hepatitt, skrumplever), hjerte (hjerteinfarkt), lunger (hjerteinfarkt-lungebetennelse), nyrer (forskjellig nefritt), bukspyttkjertelen (pankreatitt).
En nedgang i LDH-aktivitet under normalen er diagnostisk ubetydelig.

Amylase (3,3-8,9)

Alfa-amylase (α-amylase) er involvert i karbohydratmetabolismen, og bryter ned komplekse sukkerarter til enkle.

Akutt hepatitt, pankreatitt og kusma øker enzymaktiviteten. Visse medisiner (glukokortikoider, tetracyklin) kan også ha effekt.
Amylaseaktivitet er redusert ved dysfunksjon i bukspyttkjertelen og toksikose hos gravide kvinner.

Pankreasamylase (p-amylase) syntetiseres i bukspyttkjertelen og kommer inn i tarmens lumen, hvor overskuddet er nesten fullstendig oppløst av trypsin. Normalt kommer bare en liten mengde inn i blodet, hvor normalhastigheten hos voksne ikke er mer enn 50 enheter/liter.

Aktiviteten øker ved akutt pankreatitt. Det kan også økes når du tar alkohol og visse medisiner, så vel som i kirurgisk patologi komplisert av peritonitt. En reduksjon i amylase er et ugunstig tegn på at bukspyttkjertelen mister sin funksjon.

Totalt kolesterol (3,6-5,2 mmol/l)

På den ene siden en viktig komponent i alle celler og komponent mange enzymer. På den annen side spiller det en viktig rolle i utviklingen av systemisk aterosklerose.

Totalt kolesterol inkluderer høy, lav og svært lav tetthet lipoproteiner. Kolesterol øker i åreforkalkning, dysfunksjon i leveren, skjoldbruskkjertelen og fedme.

Aterosklerotisk plakk i et kar er en konsekvens av høyt kolesterol

Kolesterol reduseres med en diett som utelukker fett, med hyperfunksjon av skjoldbruskkjertelen, med infeksjonssykdommer og sepsis.

Glukose (4,1-5,9 mmol/liter)

En viktig indikator på tilstanden til karbohydratmetabolismen og tilstanden til bukspyttkjertelen.
Økt glukose kan oppstå etter å ha spist, så analysen tas strengt på tom mage. Det øker også når du tar visse medisiner (glukokortikosteroider, skjoldbruskkjertelhormoner), og med pankreaspatologi. Stadig forhøyet blodsukker er det viktigste diagnostiske kriteriet for diabetes mellitus.
Lavt sukker kan oppstå på grunn av akutt infeksjon, faste eller en overdose av sukkerreduserende legemidler.

Elektrolytter (K, Na, Cl, Mg)

Elektrolytter spiller en viktig rolle i systemet for transport av stoffer og energi inn i cellen og tilbake. Dette er spesielt viktig for riktig funksjon av hjertemuskelen.

Endringer både i retning av økende og synkende konsentrasjoner fører til forstyrrelser i hjerterytmen, selv til hjertestans.

Elektrolyttstandarder:

• Kalium (K+) – 3,5-5,1 mmol/liter.
• Natrium (Na+) – 139-155 mmol/liter.
• Kalsium (Ca++) – 1,17-1,29 mmol/liter.
• Klor (Cl-) – 98-107 mmol/liter.
• Magnesium (Mg++) – 0,66-1,07 mmol/liter.

Endringer i elektrolyttbalansen er assosiert med ernæringsmessige årsaker (nedsatt inntak i kroppen), nedsatt nyrefunksjon og hormonelle sykdommer. Uttalte elektrolyttforstyrrelser kan også forekomme med diaré, ukontrollerbare oppkast og hypertermi.

Tre dager før du donerer blod for biokjemi for å bestemme magnesium, må du ikke ta magnesiummedisiner.

I tillegg er det et stort antall biokjemiske indikatorer som er foreskrevet individuelt for spesifikke sykdommer. Før du donerer blod, vil legen din bestemme hvilke spesifikke indikatorer som tas i din situasjon. Prosedyresykepleieren vil ta blod, og laboratorielegen vil gi en utskrift av analysen. Normale verdier er gitt for en voksen. De kan være litt forskjellige for barn og eldre.

Som du kan se, er en biokjemisk blodprøve et veldig godt hjelpemiddel i diagnostisering, men bare en lege kan sammenligne resultatene med det kliniske bildet.

Biokjemi er en hel vitenskap som studerer, for det første, kjemisk oppbygning celler og organismer, og for det andre de kjemiske prosessene som ligger til grunn for deres livsaktivitet. Begrepet ble introdusert i det vitenskapelige samfunnet i 1903 av en tysk kjemiker ved navn Karl Neuberg.

Imidlertid har selve biokjemiprosessene vært kjent siden antikken. Og på grunnlag av disse prosessene bakte folk brød og lagde ost, lagde vin og garvede dyreskinn, behandlet sykdommer ved hjelp av urter, og deretter medisiner. Og grunnlaget for alt dette er nettopp biokjemiske prosesser.

For eksempel, uten å vite noe om vitenskapen selv, beskrev den arabiske vitenskapsmannen og legen Avicenna, som levde på 1000-tallet, mange medisinske stoffer og deres virkninger på kroppen. Og Leonardo da Vinci konkluderte med at en levende organisme bare kan leve i en atmosfære der en flamme kan brenne.

Som enhver annen vitenskap har biokjemi sine egne metoder for forskning og studier. Og de viktigste av dem er kromatografi, sentrifugering og elektroforese.

Biokjemi i dag er en vitenskap som har gjort et stort sprang i sin utvikling. For eksempel ble det kjent at av alle de kjemiske grunnstoffene på jorden er litt mer enn en fjerdedel til stede i menneskekroppen. Og de fleste av de sjeldne grunnstoffene, bortsett fra jod og selen, er helt unødvendige for at mennesker skal opprettholde livet. Men to vanlige grunnstoffer som aluminium og titan er ennå ikke funnet i menneskekroppen. Og det er rett og slett umulig å finne dem - de er ikke nødvendige for livet. Og blant dem alle er bare 6 de som en person trenger hver dag, og det er fra dem at 99% av kroppen vår består. Disse er karbon, hydrogen, nitrogen, oksygen, kalsium og fosfor.

Biokjemi er en vitenskap som studerer så viktige komponenter i matvarer som proteiner, fett, karbohydrater og nukleinsyrer. I dag vet vi nesten alt om disse stoffene.

Noen mennesker forveksler to vitenskaper - biokjemi og organisk kjemi. Men biokjemi er en vitenskap som studerer biologiske prosesser som bare skjer i en levende organisme. Og her organisk kjemi er en vitenskap som studerer visse karbonforbindelser, og disse inkluderer alkoholer, etere, aldehyder og mange, mange andre forbindelser.

Biokjemi er også en vitenskap som inkluderer cytologi, det vil si studiet av en levende celle, dens struktur, funksjon, reproduksjon, aldring og død. Denne grenen av biokjemi kalles ofte molekylærbiologi.

Imidlertid jobber molekylærbiologi som regel med nukleinsyrer, men biokjemikere er mer interessert i proteiner og enzymer som utløser visse biokjemiske reaksjoner.

I dag bruker biokjemi i økende grad utviklingen av genteknologi og bioteknologi. Men i seg selv er dette også forskjellige vitenskaper, som hver studerer sine egne. For eksempel studerer bioteknologi metoder for kloning av celler, og genteknologi prøver å finne måter å erstatte et sykt gen i menneskekroppen med et sunt og dermed unngå utviklingen av mange arvelige sykdommer.

Og alle disse vitenskapene er nært forbundet, noe som hjelper dem med å utvikle seg og arbeide til fordel for menneskeheten.

Biokjemi er en vitenskap som omhandler studiet av ulike molekyler, kjemiske reaksjoner og prosesser som forekommer i levende celler og organismer. En grundig kunnskap om biokjemi er helt nødvendig for vellykket utvikling av to hovedområder innen biomedisinske vitenskaper: 1) løse problemer med å bevare menneskers helse; 2) finne ut årsakene til ulike sykdommer og finne måter å effektivt behandle dem på.

BIOKJEMI OG HELSE

Verdens helseorganisasjon (WHO) definerer helse som «en tilstand av fullstendig fysisk, mentalt og sosialt velvære som ikke bare er fravær av sykdom eller svakheter». Fra et strengt biokjemisk synspunkt kan en organisme betraktes som sunn hvis mange tusen reaksjoner som skjer inne i celler og i det ekstracellulære miljøet skjer under slike forhold og med slike hastigheter som sikrer maksimal levedyktighet for organismen og opprettholder en fysiologisk normal (ikke patologisk ) stat.

BIOKJEMI, ERNÆRING, FOREBYGGING OG BEHANDLING

En av hovedforutsetningene for å opprettholde helsen er et optimalt kosthold som inneholder en rekke kjemiske substanser; de viktigste er vitaminer, noen aminosyrer, noen fettsyrer, ulike mineraler og vann. Alle disse stoffene er av en eller annen art av interesse både for biokjemi og for vitenskapen om rasjonell ernæring. Derfor er det en nær sammenheng mellom disse to vitenskapene. I tillegg kan det forventes at det etter hvert som det arbeides for å dempe stigende helsepriser vil bli lagt større vekt på å opprettholde helse og forebygge sykdom, d.v.s. forebyggende medisin. For å forebygge for eksempel åreforkalkning og kreft er det sannsynlig at rasjonell ernæring vil bli stadig viktigere over tid. Samtidig bør begrepet rasjonell ernæring være basert på kunnskap om biokjemi.

BIOKJEMI OG SYKDOMMER

Alle sykdommer er en manifestasjon av noen endringer i egenskapene til molekyler og forstyrrelser i løpet av kjemiske reaksjoner og prosesser. Hovedfaktorene som fører til utvikling av sykdommer hos dyr og mennesker er gitt i tabell. 1.1. Alle påvirker en eller flere sentrale kjemiske reaksjoner eller strukturen og egenskapene til funksjonelt viktige molekyler.

Bidraget fra biokjemisk forskning til diagnostisering og behandling av sykdommer er som følger.

Tabell 1.1. De viktigste faktorene som fører til utvikling av sykdommer. Alle av dem påvirker ulike biokjemiske prosesser som skjer i en celle eller hele organismen.

1. Fysiske faktorer: mekanisk traume, ekstrem temperatur, plutselige endringer i atmosfærisk trykk, stråling, elektrisk støt

2. Kjemiske midler og legemidler: noen giftige forbindelser, terapeutiske legemidler, etc.

4. Oksygen sult: blodtap, nedsatt oksygenbærende funksjon, forgiftning av oksidative enzymer

5. Genetiske faktorer: medfødt, molekylær

6. Immunologiske reaksjoner: anafylaksi, autoimmune sykdommer

7. Ernæringsmessige ubalanser: underernæring, overernæring

Takket være disse studiene er det mulig å 1) identifisere årsaken til sykdommen; 2) tilby en rasjonell og effektiv behandlingsvei; 3) utvikle metoder for masseundersøkelse av befolkningen med henblikk på tidlig diagnose; 4) overvåke utviklingen av sykdommen; 5) overvåke effektiviteten av behandlingen. Vedlegget beskriver de viktigste biokjemiske testene som brukes for å diagnostisere ulike sykdommer. Det vil være nyttig å referere til dette vedlegget når vi snakker om biokjemisk diagnose av ulike sykdommer (for eksempel hjerteinfarkt, akutt pankreatitt, etc.).

Biokjemiens potensiale i forebygging og behandling av sykdom illustreres kort med tre eksempler; Vi skal se på noen flere eksempler senere i dette kapittelet.

1. Det er velkjent at for å opprettholde helsen må en person motta visse komplekse organiske forbindelser - vitaminer. I kroppen omdannes vitaminer til mer komplekse molekyler (koenzymer), som spiller en nøkkelrolle i mange reaksjoner som oppstår i cellene. Mangel på vitaminer i kosten kan føre til utvikling av ulike sykdommer, for eksempel skjørbuk med mangel på vitamin C eller rakitt med mangel på vitamin D. Å bestemme nøkkelrollen til vitaminer eller deres biologisk aktive derivater har blitt en. av hovedproblemene som biokjemikere og ernæringsfysiologer har løst siden begynnelsen av dette århundret.

2. En tilstand kjent som fenylketonuri (PKU) kan føre til alvorlig mental retardasjon hvis den ikke behandles. Den biokjemiske naturen til PKU har vært kjent i omtrent 30 år: sykdommen er forårsaket av mangel eller fullstendig fravær av aktiviteten til et enzym som katalyserer omdannelsen av aminosyren fenylalanin til en annen aminosyre, tyrosin. Utilstrekkelig aktivitet av dette enzymet fører til akkumulering av overflødig fenylalanin og noen av dets metabolitter, spesielt ketoner, i vevet, noe som påvirker utviklingen av sentralnervesystemet negativt. nervesystemet. Etter at det biokjemiske grunnlaget for PKU ble avklart, ble det funnet en rasjonell behandlingsmetode: syke barn foreskrives en diett med redusert innhold av fenylalanin. Massescreening av nyfødte for PKU gjør det mulig å starte behandlingen umiddelbart.

3. Cystisk fibrose er en arvelig sykdom i de eksokrine kjertlene, og spesielt svettekjertlene. Årsaken til sykdommen er ukjent. Cystisk fibrose er en av de vanligste genetiske sykdommene i Nord-Amerika. Det er preget av unormalt viskøse sekreter som tetter bukspyttkjertelens sekretoriske kanaler og bronkioler. De som lider av denne sykdommen dør oftest i tidlig alder av en lungeinfeksjon. Siden det molekylære grunnlaget for sykdommen er ukjent, er kun symptomatisk behandling mulig. Man kan imidlertid håpe at det i nær fremtid, ved hjelp av rekombinant DNA-teknologi, vil være mulig å avklare sykdommens molekylære natur, noe som vil gjøre det mulig å finne flere effektiv metode behandling.

FORMELL DEFINISJON AV BIOKJEMI

Biokjemi, som navnet antyder (fra det greske bios-life), er livets kjemi, eller, strengere, vitenskapen om kjemiske prinsipper livsprosesser.

Den strukturelle enheten til levende systemer er cellen, så en annen definisjon kan gis: biokjemi som vitenskap studerer de kjemiske komponentene i levende celler, samt reaksjonene og prosessene de deltar i. I henhold til denne definisjonen dekker biokjemi brede områder av cellebiologi og hele molekylærbiologi.

BIOKJEMI OPPGAVER

Hovedoppgaven til biokjemi er å oppnå en fullstendig forståelse av molekylært nivå naturen til alle kjemiske prosesser knyttet til cellelivet.

For å løse dette problemet er det nødvendig å isolere fra cellene de mange forbindelsene som finnes der, bestemme deres struktur og etablere deres funksjoner. Som et eksempel kan vi peke på en rekke studier som tar sikte på å belyse det molekylære grunnlaget for muskelkontraksjon og en rekke lignende prosesser. Som et resultat ble mange forbindelser med varierende grad av kompleksitet isolert i renset form og detaljerte strukturelle og funksjonelle studier ble utført. Som et resultat var det mulig å avklare en rekke aspekter ved det molekylære grunnlaget for muskelkontraksjon.

En annen oppgave for biokjemi er å avklare spørsmålet om livets opprinnelse. Vår forståelse av denne spennende prosessen er langt fra omfattende.

FORSKNINGSOMRÅDER

Omfanget av biokjemi er like bredt som livet selv. Uansett hvor liv eksisterer, skjer ulike kjemiske prosesser. Biokjemi omhandler studiet av kjemiske reaksjoner som forekommer i mikroorganismer, planter, insekter, fisk, fugler, lavere og høyere pattedyr, og spesielt i menneskekroppen. Av spesiell interesse for studenter som studerer biomedisinske vitenskaper er

de to siste avsnittene. Det ville imidlertid være kortsiktig å ikke ha noen formening om i det hele tatt biokjemiske egenskaper noen andre livsformer: ofte er disse funksjonene avgjørende for å forstå ulike typer situasjoner som er direkte relatert til mennesker.

BIOKJEMI OG MEDISIN

Det er et bredt toveis forhold mellom biokjemi og medisin. Takket være biokjemisk forskning var det mulig å svare på mange spørsmål knyttet til utviklingen av sykdommer, og studiet av årsakene og utviklingsforløpet til noen sykdommer førte til etableringen av nye områder innen biokjemi.

Biokjemiske studier rettet mot å identifisere årsaker til sykdommer

I tillegg til de som er nevnt ovenfor, vil vi gi ytterligere fire eksempler for å illustrere bredden i spekteret av mulige anvendelser av biokjemi. 1. Analyse av virkningsmekanismen til toksinet produsert av det forårsakende middelet til kolera gjorde det mulig å finne ut viktige poeng i forhold til de kliniske symptomene på sykdommen (diaré, dehydrering). 2. Mange afrikanske planter har svært lave nivåer av en eller flere essensielle aminosyrer. Identifikasjonen av dette faktum gjorde det mulig å forstå hvorfor de menneskene for hvem disse plantene er hovedkilden til protein lider av proteinmangel. 3. Det har blitt oppdaget at mygg som bærer malariapatogener kan utvikle biokjemiske systemer som gjør dem immune mot insektmidler; dette er viktig å vurdere når man utvikler malariakontrolltiltak. 4. Grønlandseskimoer spiser store mengder fiskeolje, rik på noen flerumettede fettsyrer; samtidig er det kjent at de er preget av et lavt nivå av kolesterol i blodet, og derfor har de mye mindre sannsynlighet for å utvikle åreforkalkning. Disse observasjonene antydet muligheten for å bruke flerumettede fettsyrer for å redusere kolesterol i blodplasma.

Studiet av sykdommer bidrar til utviklingen av biokjemi

Observasjoner av den engelske legen Sir Archibald Garrod tilbake på begynnelsen av 1900-tallet. En liten gruppe pasienter som lider av medfødte metabolismefeil har stimulert forskning på de biokjemiske veiene som forstyrres under disse tilstandene. Forsøk på å forstå naturen til en genetisk sykdom kalt familiær hyperkolesterolemi, som fører til utvikling av alvorlig åreforkalkning i en tidlig alder, har bidratt til rask akkumulering av informasjon om cellulære reseptorer og mekanismene for kolesterolopptak av celler. Intensiv studie av onkogener i kreftceller har trukket oppmerksomhet til de molekylære mekanismene for cellevekstkontroll.

Studie av lavere organismer og virus

Verdifull informasjon, som viste seg å være svært nyttig for å utføre biokjemisk forskning i klinikken, ble hentet fra studiet av noen lavere organismer og virus. For eksempel, moderne teorier regulering av gen- og enzymaktivitet ble dannet på grunnlag av banebrytende studier utført på muggsopp og bakterier. Rekombinant DNA-teknologi stammer fra forskning utført på bakterier og bakterielle virus. Den største fordelen med bakterier og virus som objekter for biokjemisk forskning er deres høye reproduksjonshastighet; dette letter i stor grad genetisk analyse og genetisk manipulasjon. Informasjon innhentet fra studier av virale gener som er ansvarlige for utviklingen av visse former for kreft hos dyr (virale onkogener) har gjort det mulig å bedre forstå mekanismen for transformasjon av normale menneskelige celler til kreftceller.

BIOKJEMI OG ANDRE BIOLOGISKE VITENSKAPER

Biokjemien til nukleinsyrer ligger selve grunnlaget for genetikk; i sin tur har bruken av genetiske tilnærminger vist seg fruktbar for mange områder av biokjemi. Fysiologi, vitenskapen om hvordan kroppen fungerer, overlapper sterkt med biokjemi. Brukes i immunologi stort antall biokjemiske metoder, og i sin tur er mange immunologiske tilnærminger mye brukt av biokjemikere. Farmakologi og farmasi er basert på biokjemi og fysiologi; De fleste legemidler metaboliseres av passende enzymatiske reaksjoner. Gifter påvirker biokjemiske reaksjoner eller prosesser; disse spørsmålene utgjør emnet for toksikologi. Som vi allerede har sagt, i utgangspunktet forskjellige typer Patologi er et brudd på en rekke kjemiske prosesser. Dette fører til stadig mer utbredt bruk av biokjemiske tilnærminger til studier forskjellige typer patologier (for eksempel inflammatoriske prosesser, celleskade og kreft). Mange av de involverte i zoologi og botanikk benytter seg i stor grad av biokjemiske tilnærminger i sitt arbeid. Disse forholdene er ikke overraskende, siden livet i alle dets manifestasjoner, som vi vet, avhenger av en rekke biokjemiske reaksjoner og prosesser. Barrierene som tidligere fantes mellom de biologiske vitenskapene er så godt som ødelagt, og biokjemi blir i økende grad deres felles språk.