Отже, існує безліч визначень цього терміна:
Біохімія (біологічна, або фізіологічна хімія) по Вікіпедії це:
- наука про хімічний склад живих клітин і організмів і про хімічні процеси, що лежать в основі їх життєдіяльності.
Біохімія по енциклопедії Кольера це:
- наука, яка описує мовою хімії будова і функції живих організмів.
Біохімія (біол. Хімія) по XuMuK.ru:
- вивчає хімічний. склад і структуру речовин, що містяться в живих організмах, шляхи і способи регуляції їх метаболізму, а також енергетичне забезпечення процесів, що відбуваються в клітині і організмі.
Однак усі ці визначення не дають відповідь на вічне питання студентів:
Навіщо лікарю потрібна біологічна хімія?
Вам, в силу своєї молодості, ще важко зрозуміти значущість фундаментальних дисциплін, Ви прийшли в університет, вам хочеться швидше "почати вивчати медицину".
На вас обрушується лавина знань в перші 3 роки навчання в школі біомедицини.
Частина цих знань як би не має відношення до медицини - латинську мову, хімія, фізика, гуманітарні дисципліни, але їх завдання - сформувати уявлення про цілісність нашого світу, про його єдність і нерозривність явищ.
Ще одна група наук - медичні науки, це анатомія, гістологія, фізіологія і біохімія людини, патоанатомія і патофізіологія, фармакологія. Їх значення можна порівняти з древнім поданням про устрій світу. Анатомія, гістологія, цитологія - океан, без якого все інше не має значення. Біохімія. фізіологія і патофізіологія - три кити в цьому океані. Вони повідомляють майбутньому лікарю про принципи функціонування організму, про хімічні процеси в живій матерії. Їх завдання - прокласти мости в клінічні дисципліни, дати лікареві можливість зрозуміти суть процесу, що викликає хворобу.
Всі клінічні дисципліни базуються на цих трьох китах - біохімії. фізіології і патофізіології. Прибираємо китів - і залишаються тільки хворе місце і нічим необґрунтовані ворожіння про тип хвороби, її причини та способи лікування.
Якщо спробувати сформулювати інакше, то все поле медичних знань можна поділити на три зони:
· Зона 1. Клітинно-молекулярний і межорганную рівень життя - цим займається анатомія і гістологія, біохімія і фізіологія.
· Зона 2. Процеси, які породжують хвороби - тут на першому плані патологічна анатомія і патологічна фізіологія.
· Зона 3. Зовнішні прояви хвороб з їх симптомами і синдромами і ліквідація цих проявів - тут активні клінічні науки (терапія, хірургія та ін.).
Багато лікарів повністю знаходяться в третій зоні. І що найсумніше - вони навіть не розуміють необхідності вийти в другу зону, не кажучи вже про першу. Без комплексних знань біологічної хімії, фізіології і патофізіології такі лікарі уподібнюються собаці Павлова, яку видресирували натискати на кнопки при запалюванні лампочки. Вони знають, що робити при симптомах, описаних в підручнику, добре зазубрили алгоритм дій в рамках своєї вузької спеціалізації, але виявляються в глухому куті, коли щось йде не так. Тому що не знають і не розуміють основ.
А "якось не так" ХВОРОБА йде дуже часто, в "чистому" вигляді хвороб практично не буває.
Справжньому лікареві треба вміти бачити і пов'язувати в єдине ціле функціонування різних органів. як наприклад, кишечник і нервова система, печінка і шкіра, бачити єдність різних процесів. наприклад, стеаторея і алергія, кровоточивість і дисбактеріоз. І при цьому не просто пов'язувати, а знаходити причинно-наслідкові зв'язки.
І тільки після цього лікаря, вірніше пацієнтові, може допомогти фармакологія - не відкинеш симптоми, а по-справжньому допомогти. Але і тут без знань першої зони не обійтися, адже, як правило, ліки діють на біохімічні процеси. Прискорюючи або сповільнюючи їх, ліки змінюють метаболізм клітин і полегшують їм завдання одужання. У той же час, багато препаратів часто мають масу побічних ефектів, список яких перевершує перелік показань. Неважко зрозуміти, що і побічні ефекти ліків - це втручання в хімічні процеси клітин, тобто в біохімію!
Отже, необхідність біологічної хімії для того, хто хоче виліковувати. а не просто лікувати, не підлягає сумніву.
У зв'язку з тим, що біохімічні методи дослідження для сучасного лікаря є значним джерелом діагностичної інформації, а також в поєднанні з даними клінічного обстеження дозволяють керуватися ними в терапевтичної діяльності.
Відповідаючи на ваше запитання про що біохімія?
Візьмемо будь-яку біологічну систему - клітку (намалювати). Клітка - структурна, функціональна і генетична одиниця живого організму. Всі клітини здатні до розмноження шляхом поділу, передаючи нащадкам свої біологічні ознаки. Клітини діляться на прокариотические (безядерние) і еукаріотичні (ядерні). Вони відрізняються за хімічним складом і обміну речовин.
Є зовнішні речовини і клітина їх пропускає. Навіть робить запас цих біомолекул (Б, Ж, У).
Сукупність біохімічних перетворень біомолекул в живих організмах називається обміном речовин або метаболізмом. Коли у нас йде процес розщеплення складного речовини до простого - це катаболізм. Якщо ж йде синтез біомолекул - це анаболизм. Катаболізм супроводжується виділенням енергії, за рахунок якої клітина будує свій запас біомолекул.
Так ось, біохімія, яка вивчає хімічний склад організмів та структуру складових їх молекул (білки, амінокислоти, нуклеїнові кислоти, вуглеводи, жири, вітаміни, гормони), називається статична.
А ось як саме йде процес перетворення цих речовин в організмі, з якою швидкість - вивчає динамічна біохімія.
Через потреб фізіології виникла функціональна біохімія. яка вивчає біохімічні реакції, що лежать в основі фізіологічних функцій.
Розділом динамічної біохімії є біоенергетика, що вивчає закономірності утворення, акумуляції та споживання енергії в біологічних системах.
Для перетворення речовини А в речовину В необхідні ферменти. З'являється розділ біохімії Ензимологія. вивчає структуру, властивості, механізм ферментативного дії.
Клітка містить геном, потрібно знати які білки повинні бути синтезовані. Цим займається молекулярна біологія або геміотіка.
Клітка відокремлена від зовнішнього середовища надмолекулярної структурою, званої мембраною. Потрібно знати будову, функції мемнбран. Цим займається мембранології.
Потрібно знати як клітини спілкуються один з одним, взаємодіють. Це Рецепторіка (гормони).
Також є спеціалізовані органи, спеціальна біохімія (біохімія печінки, нирок, м'язової тканини, сполучної тканини, нервової).
Ми будемо розглядати в цьому семестрі статичну біохімію.
Біомолекули і клітинні структури.
Біосфера Землі налічує близько 1,2 млн. Видів тварин, в тому числі і людини, а також понад 500 тис. Видів рослин. В живих організмах міститься близько 40 різних хімічних елементів. 99% елементного складу живих організмів представляють такі елементи як вуглець (С), кисень (О), водень (Н), азот (N), фосфор (Р) і сірка (S).
З цих хімічних елементів (біоелементів або органогенов) утворюється весь спектр біоорганічних сполук.
Деякі елементи входять до складу живих організмів у вільному стані в якості макроелементів (наприклад, іони Na, K, Ca, Mg, Cl), або мікроелементів (Fe, Cu, Zn, Mn, Co, Se, F, Mo, V і ін .), виконуючи важливі структурні і регуляторні функції.
Перше місце серед хімічних сполук займає вода. В організмі людини вода становить близько 60% маси тіла. Основна частина макро- і мікроелементів знаходиться в вигляді водних розчинів і в більшості випадків - в комплексі з органічними сполуками.
Біомолекули - органічні сполуки, що входять до складу організмів, що утворюють клітинні структури і беруть участь в біохімічних реакціях обміну речовин.
Функції біомолекул в живих організмах.
а) участь в реакціях обміну речовин в ролі проміжних продуктів (метаболітів). Наприклад, амінокислоти, моносахариди, жирні кислоти та ін.
б) участь в утворенні складних молекул (білків, нуклеїнових кислот, ліпідів, по- лісахарідов) або біологічних структур (мембран, рибосом, ядерного хроматину і ін.).
в) участь в регуляції біохімічних процесів і функцій окремих клітин і орга нізму в цілому (вітаміни, гормони, циклічні нуклеотиди цАМФ, цГМФ та ін.).
Основні класи біомолекул:
Білки і амінокислоти. Білки - протеїни (protos - перший, значущий), найважливіший клас біомолекул, з наявністю яких пов'язують існування життя в умовах Землі. Білки є молекулами, до складу яких входять 20 амінокислот. Сукупність білків в організмі становить його протеом.
Нуклеїнові кислоти і нуклеотиди. Дезоксирибонуклеиновая (ДНК) і рибонуклеїнова (РНК) кислоти - біополімери, що складаються з пуринових і піримідинових нуклеотидів. Вони є носіями генетичної інформації у всіх живих організмів. Послідовність мононуклеотидів в складі нуклеїнових кислот детермінує (кодує) послідовність амінокислотних залишків в білках.
Вуглеводи - молекули, що складаються з моносахаридів і їх похідних (дисахаридов, гомо- і гетерополісахарідов). У тварин організмах моносахариди і гомополісахарід глікоген в основному виконують енергетичні функції, а гетерополісахаріди беруть участь в утворенні мембран, гликокаликса, сполучної тканини і т.д.
Ліпіди - молекули, особливістю яких є гідрофобна природа. Ліпіди виступають як енергетичний матеріал (нейтральні жири), є структурними компонентами мембран (фосфоліпіди, гліколіпіди) і на біорегулятори (стероїдні гормони, ейкозаноїди, жиророзчинні вітаміни).
Вітаміни - з'єднання з різним хімічним будовою, що не синтезуються в тварин організмах, але необхідні для їх життєдіяльності. Вони повинні постійно надходити в організм з продуктами харчування, забезпечуючи нормальний перебіг метаболічних процесів, так як є компонентами ферментних систем.
Гормони та медіатори - молекули, що передають хімічні сигнали. Завдяки регуляторному дії гормонів і медіаторів нервової системи відбувається інтеграція окремих анатомо-фізіологічних систем в цілісний багатоклітинний організм. Крім того в організмі є вільні амінокислоти, азотисті сполуки, нуклеотиди, низькомолекулярні моно-, ді-і трикарбонових кислот, спирти, аміни, які є проміжними продуктами метаболізму (метаболітами або интермедиатами).
Методи, які використовуються в біохімії. хімічні; фізичні; ферментативні методи - є тільки в біохімії; молекулярно-генетичні та інші. Матеріал для біохімічних досліджень - кров, сеча, шлунковий сік, спинномозкова рідина, синовіальна рідина, слина, біоптати органів.
Почнемо з найголовніших біомолекул - БІЛКИ!
Білки - протеїни (protos - перший, значущий) Білки і пептиди - це біополімери, що складаються з амінокислот.
Функції білків різноманітні.
1. Ферментативна (каталітична) функція. Більшість ферментів є білками.
2. Структурна функція. Білки є структурними компонентами мембран, основою цитоскелета і міжклітинної матриксу.
3. Регуляторна функція. Велика частина гормонів та інших регуляторів є білками.
4. Рецепторная функція. Білки рецептори забезпечують сприйняття клітинами що регулюють щих сигналів з боку організму (наприклад, гормонів, нейромедіаторів).
5. Транспортна функція. Білки связивааются з різними речовинами (білірубін, жирні кислоти, ксенобіотики, кисень і ін.) І транспортують їх.
6. Білки здійснюють скоротливу функцію в м'язах (актин і міозин).
7. Захисна функція. Білки (імуноглобуліни, цитокіни та ін.) Здійснюють функцію імунітету, а також запобігають втраті крові, завдяки утворенню тромбів (білки системи згортання і антісвёртивающей системи крові).