Какво показва биохимичен кръвен тест: нормата на изследваните характеристики и интерпретацията на резултатите

Биохимичният анализ на кръвта е лабораторен диагностичен метод, който предоставя точна информация за състоянието на повечето жизненоважни органи на човешкото тяло, а също така ви позволява да оцените основните метаболитни процеси. Този диагностичен метод е широко използван в почти всички отрасли на медицината..

Защо лекар изпраща биохимичен кръвен тест

Най-често лекарят предписва биохимичен кръвен тест, за да постави точна диагноза. Но често такъв анализ се извършва и по време на лечението, когато заболяването вече е известно - в този случай резултатите от изследването са необходими на лекаря, за да може да следи ефективността на терапията. Най-пълната клинична картина на биохимичен кръвен тест може да даде с:

  • заболявания на хепатобилиарната система;
  • заболяване на бъбреците;
  • ендокринни нарушения;
  • сърдечно заболяване;
  • заболявания на опорно-двигателния апарат;
  • кръвни заболявания;
  • заболявания на стомашно-чревния тракт.

Използвайки биохимичен кръвен тест, лекарят може също така да открие анемия, наличие на възпалителни процеси, инфекциозни заболявания, алергични реакции и нарушения в кървенето..

Как се извършва процедурата за вземане на проби от кръв??

За да може точността на резултатите да не се влияе от външни фактори, трябва правилно да се подготвите за изследването. Правилата обаче са много прости и лесни за спазване:

  • Най-малко 8 часа преди теста не трябва да ядете, пушите или пиете напитки, съдържащи захар. Най-добре е да се ограничите да пиете обикновена вода. Ето защо анализът обикновено се предписва рано сутрин..
  • Два дни преди анализа е необходимо напълно да се откажете от алкохола, както и да направите почивка в приема на витаминни комплекси и хранителни добавки, както и лечебни и възстановяващи билкови препарати. Ако се подлагате на лечение с някакви лекарства, информирайте лекаря за това - някои лекарства могат да повлияят на анализа..
  • В деня преди прегледа се препоръчва да се въздържате от спорт, посещение на баня или сауна. Опитайте се да прекарате деня сам, без стрес и стрес..

По правило кръвта се взема от вена за биохимичен кръвен тест. Най-удобното място е огъването на лакътя, но в някои ситуации - например, ако достъпът до него е невъзможен поради изгаряне или нараняване - пункцията се извършва на друго място. Преди венопункция мястото на пункцията се обработва внимателно с антисептик. Кръвта се събира в стерилна суха епруветка в количество 5-10 мл. Това е много малко количество: такава загуба на кръв не се отразява на състоянието на пациента.

Дешифриране на резултатите от биохимичен кръвен тест

Обикновено резултатите от биохимичен кръвен тест са готови на следващата сутрин, но в много лаборатории те стават още по-бързи. Срещу допълнителна такса можете да поръчате експресен анализ и да получите заключение след няколко часа. Разбира се, резултатите са предназначени за лекуващия лекар, който знае как правилно да ги интерпретира. Самите пациенти обаче често се опитват да разберат показателите. Дешифрирането на биохимичен кръвен тест не е лесна задача и изисква специални познания. Информацията, която предоставяме тук, е само за обща справка..

И така, какви са резултатите от биохимичен анализ на кръвта и какви показатели се вземат предвид в тях?

катерици

Обикновено в резултатите от анализа можете да намерите такъв показател като "общ протеин". Това е общата концентрация на всички протеини в кръвния серум. За възрастни мъже и жени нормата е 60–85 g / l, за деца - 45–75 g / l. Повишеното съдържание на протеини е характерно за инфекциозни заболявания, ревматизъм, ревматоиден артрит, както и дехидратация - например в резултат на повръщане или диария. Намаленият протеин в кръвта се наблюдава при заболявания на черния дроб, панкреаса, червата, бъбреците, кървене и туморни процеси.

Липидите

Нормалната концентрация на общите липиди в серума е 4,5–7,0 g / l. Повишените нива на липиди са признак на диабет, хепатит, затлъстяване или жълтеница..

Съдържанието на един от най-важните липиди - холестерола, се изследва отделно. Нормата на общия холестерол в кръвта е 3.0-6.0 mmol / l. Повишеният холестерол може да причини чернодробно заболяване, хипотиреоидизъм, злоупотреба с алкохол, атеросклероза, както и бременност и орални контрацептиви. Твърде ниският общ холестерол показва хипертиреоидизъм и нарушена абсорбция на мазнини.

Въглехидрати

Въглехидратите, тествани с помощта на общ биохимичен кръвен тест, включват глюкоза.

Глюкозата или, както казват хората, „захарта“ е един от най-важните показатели за метаболизма на въглехидратите. Съдържанието на глюкоза е 3,5–5,5 mmol / L. Повишаване на кръвната захар се наблюдава при захарен диабет, тиреотоксикоза, феохромоцитом, синдром на Кушинг, акромегалия, заболявания на панкреаса, черния дроб и бъбреците, както и по време на физически и емоционални претоварвания. Понижаването на нивата на глюкозата е характерно за недохранване (често се наблюдава намаляване на захарта при жени, които злоупотребяват с диети), предозиране на инсулин, заболявания на панкреаса, тумори и ендокринна недостатъчност.

Неорганични вещества и витамини

Неорганичните вещества и витамини, които се тестват по време на биохимичен кръвен тест, включват желязо, калий, калций, натрий, хлор, витамин В12 и фолиева киселина.

Желязо Нормата е 11.64-30.43 mmol / l за мъже и 8.95-30.43 mmol / l за жените. При деца нормалният индикатор варира от 7.16–21.48 mmol / l.

Увеличаването на нивата на желязо е характерно за хемолитична анемия, сърповидно-клетъчна анемия, апластична анемия, остра левкемия и неконтролиран прием на железни препарати. Намаляването на нивата на желязо може да показва анемия с дефицит на желязо, хипотиреоидизъм, злокачествени тумори, окултно кървене.

Калият. Норми на калий в кръвта - 3,4–4,7 mmol / L за деца и 3,5–5,5 mmol / L за възрастни.

Увеличението на калия показва увреждане на клетките, дехидратация, остра бъбречна или надбъбречна недостатъчност. Намалението на съдържанието на този елемент е следствие от хронично гладуване и липса на калий в храната, продължително повръщане или диария, нарушена бъбречна функция или излишни хормони на надбъбречната кора..

Калций. Нормата на калций в кръвта е 2,15–2,50 mmol / l.

Повишаване на калция се получава при активиране на паращитовидната жлеза, злокачествени тумори с увреждане на костите, саркоидоза, излишък от витамин D и дехидратация. Намаляването на калция е причина за подозрение за намаляване на функцията на щитовидната жлеза, недостиг на витамин D, хронична бъбречна недостатъчност, дефицит на магнезий или хипоалбуминемия.

натрий Норми на натрий в кръвта - 136-145 mmol / l.

Увеличаването на натрия е признак на прекомерен прием на сол, загуба на извънклетъчна течност, хиперактивност на надбъбречната кора и нарушена централна регулация на водно-солевия метаболизъм. Намаляването на натрия е характерно за хора с бъбречни заболявания, захарен диабет, цироза и нефротичен синдром, също може да е резултат от злоупотреба с диуретици.

хлор Нормата на хлор в кръвния серум е 98-107 mmol / l.

Увеличаването на този показател е признак на дехидратация, остра бъбречна недостатъчност, диабет инсипидус, отравяне със салицилат или повишена функция на кората на надбъбречната жлеза. Намаляване се наблюдава при прекомерно изпотяване, продължително повръщане и след промиване на стомаха.

Фолиева киселина. Нормата в кръвния серум е 3-17 ng / ml.

Увеличаването на съдържанието на това вещество причинява вегетарианска диета и излишък от фолиева киселина в храната, а намаление - дефицит на витамин В12, алкохолизъм, недохранване и малабсорбция.

Витамин В12. Норма - 180–900 pg / ml.

Излишъкът от този витамин обикновено показва небалансирана диета. Същата причина може да причини недостиг на B12. В допълнение, ниското съдържание на този витамин е чест спътник на гастрит, пептична язва, малабсорбция.

Азотни вещества с ниско молекулно тегло

Азотните вещества с ниско молекулно тегло, тествани по време на биохимичен кръвен тест, са креатинин, пикочна киселина и урея.

урея Нормата при деца под 14 години е 1,8–6,4 mmol / l, при възрастни - 2,5–6,4 mmol / l. При хора над 60 години нормата на уреята в кръвта е 2,9–7,5 mmol / l.

Прекалено високото съдържание на урея показва нарушена бъбречна функция, запушване на пикочните пътища, повишено съдържание на протеини в храната, а това състояние е характерно и при изгаряния и остър миокарден инфаркт. Нивата на урея намаляват поради протеин глад, бременност, акромегалия и малабсорбция.

Креатинин. Нормата за жените е 53–97 μmol / l, за мъжете - 62–115 μmol / l. За деца под 1 година нормалното ниво на креатинин е 18–35 μmol / L, от една до 14 години - 27–62 μmol / L.

Причините за увеличаване и намаляване на нивата на креатинин са същите като за карбамид, с изключение на акромегалия - с тази патология креатининът расте.

Пикочна киселина. Нормата за деца под 14 години е 120-320 микромола / л, за възрастни жени - 150-350 микромола / л. За възрастни мъже нормата на нивото на пикочната киселина е 210-420 mmol / l.

Увеличаването на пикочната киселина е характерно за подагра, бъбречна недостатъчност, миелом, токсикоза на бременни жени, диета с високо съдържание на нуклеинови киселини и тежки физически натоварвания - например при спортисти по време на интензивни тренировки. Понижените нива на пикочна киселина се наблюдават при Уилсън - болест на Коновалов, синдром на Фанкони и диета, бедна на нуклеинови киселини.

Пигменти

Това са специфични цветни протеини, които съдържат желязо или мед. Крайният продукт на разграждането на такива протеини е билирубин. По правило биохимичен кръвен тест определя съдържанието на два вида на този пигмент - общ и директен билирубин.

Норма на общия билирубин: 5–20 μmol / L. Ако индикаторът се повиши над 27 µmol / l, можем да говорим за жълтеница. Високият общ билирубин е признак на рак, чернодробно заболяване, хепатит, отравяне или цироза, холелитиаза или дефицит на витамин В12.

Норма на директен билирубин: 0–3,4 µmol / l. Увеличаването на този показател показва остър вирусен или токсичен хепатит, инфекциозно увреждане на черния дроб, сифилис, холецистит, жълтеница при бременни жени и хипотиреоидизъм при новородени.

Ензимите

Ензимната активност е важен диагностичен показател. Има много ензими, обикновено биохимичният кръвен тест определя нивото на няколко от тях:

Аминотрансфераза. Нормалният индикатор за жените е до 34 единици / литър, за мъжете - до 45 единици / литър. Повишено ниво се открива при остър хепатит, чернодробна некроза, инфаркт на миокарда, наранявания и заболявания на скелетните мускули, холестаза и хроничен хепатит, тежка тъканна хипоксия.

Лактатна дехидрогеназа. Норма - 140-350 единици / литър. Нивото на този ензим се увеличава с инфаркт на миокарда, бъбречен инфаркт, миокардит, обширна хемолиза, белодробна емболия, остър хепатит.

Креатинфосфокиназа. Нормалната стойност е до 200 U / L. Увеличава се с инфаркт на миокарда, некроза на скелетната мускулатура, епилепсия, миозит и мускулни дистрофии.

Цени за лабораторни диагностични услуги

Търговските диагностични лаборатории предлагат различни възможности за провеждане на биохимичен кръвен тест. Често кръвта не се проверява за всичко наведнъж, а само за един или повече от горните показатели - за ензими, протеини и т.н. Цената на един анализ варира от 250 до 1000 рубли. Ако трябва да проверите няколко показателя наведнъж, по-добре е да спестите и да изберете пълен биохимичен кръвен тест, който ще струва 3500–5 500 рубли, в зависимост от набора от изследвани характеристики. Не забравяйте, че в много лаборатории трябва да плащате отделно за вземане на кръв от вена - струва 150-250 рубли.

Биохимичният кръвен тест е рутинна диагностична процедура, той се предписва само ако резултатите от общ анализ са разкрили някакви патологии. Понякога пациентите се оплакват, че лекарите ги „карат из стаите“ и не могат да намерят нищо. Но, както виждате, едни и същи показатели могат да показват различни заболявания, а за пълна сигурност в диагнозата понякога се налага да преминете през няколко прегледа. Това не означава, че лекарят не е сигурен в резултатите - напротив, имате късмет, че вашият лекар е толкова сериозен за работата си.

Общият биохимичен кръвен тест трябва да бъде част от годишния превантивен преглед. Това е особено вярно за хора над 45-50 години. Много заболявания са безсимптомни и могат да бъдат открити само чрез кръвен тест..

Биохимия какво е

Биохимията е цяла наука, която изучава, първо, химичния състав на клетките и организмите и второ, химичните процеси, които са в основата на живота им. Терминът е въведен в научната общност през 1903 г. от химик от Германия на име Карл Нойберг.

Процесите на биохимията обаче са познати от древни времена. И въз основа на тези процеси хората печеха хляб и варено сирене, правеха вино и правеха кожата на животните, лекуваха болести с билки, а след това и лекарства. И всички биохимични процеси са в основата на всичко това..

Например, без да знае нищо за самата наука, арабски учен и лекар Авицена, живял през 10 век, описа много лекарствени вещества и тяхното действие върху организма. И Леонардо да Винчи заключи, че жив организъм е способен да живее само в онази атмосфера, в която пламъкът може да гори..

Както всяка друга наука, биохимията използва свои собствени методи за изследване и изучаване. И най-важните от тях са хроматография, центрофугиране и електрофореза.

Биохимията днес е наука, която направи голям скок в своето развитие. Така например стана известно, че от всички химически елементи на земята, малко повече от една четвърт има в човешкото тяло. И повечето от редките елементи, с изключение на йода и селена, са напълно ненужни за човека, за да поддържа живота. Но такива два често срещани елемента като алуминий и титан в човешкото тяло все още не са открити. А да ги намерите е просто невъзможно - те не са необходими за цял живот. И сред всички тях само 6 са тези, от които човек се нуждае всеки ден и именно от тях тялото ни се състои от 99%. Това са въглерод, водород, азот, кислород, калций и фосфор..

Биохимията е наука, която изучава такива важни съставки на продукти като протеини, мазнини, въглехидрати и нуклеинови киселини. Днес знаем почти всичко за тези вещества..

Някои объркват две науки - биохимия и органична химия. Но биохимията е наука, която изучава биологичните процеси, които протичат само в жив организъм. Но органичната химия е наука, която изучава определени въглеродни съединения и това са алкохоли, етери, алдехиди и много, много други съединения.

Биохимията е също наука, която включва цитология, тоест изследване на жива клетка, нейната структура, функциониране, възпроизвеждане, стареене и смърт. Често този раздел от биохимията се нарича молекулярна биология..

Въпреки това молекулярната биология по правило работи с нуклеинови киселини, но биохимиците са по-заинтересовани от протеини и ензими, които предизвикват определени биохимични реакции.

Днес биохимията все повече прилага развитието на генното инженерство и биотехнологиите. Но сами по себе си това са различни науки, които всеки изучава своето. Например, биотехнологията изучава методите за клониране на клетки, а генното инженерство се опитва да намери начини да замени болен ген в човешкото тяло със здрав и по този начин да избегне развитието на много наследствени заболявания.

И всички тези науки са тясно свързани помежду си, което им помага да се развиват и работят в полза на човечеството..

биохимия

аз

Биологична химия, наука, която изучава състава на организмите, структурата, свойствата и локализацията на съединенията, намиращи се в тях, пътищата и моделите на тяхното образуване, последователността и механизмите на трансформациите, както и тяхната биологична и физиологична роля. В зависимост от обекта на изследване Б. се дели на В. микроби, растения, животни и хора. Тази единица е условна, защото в състава на различни предмети и в протичащите в тях биохимични процеси има много общо. Следователно резултатите от проучвания, проведени върху микроби, растителни или животински тъкани и клетки, се допълват и обогатяват взаимно. Различните направления на биохимичните изследвания са тясно свързани, но е обичайно да се разделят Б. на статични, които се занимават главно с анализ на състава на организмите, динамични, които изучават трансформацията на веществата, и функционални, измисляйки кои химични процеси са в основата на различни прояви на живота. Този последен ред на изследване понякога се отличава под специалното наименование на физиологичната химия..

Целият набор от химични реакции, които протичат в организмите, включително асимилацията на вещества, идващи отвън (асимилация), и тяхното разцепване (дисимилация) до образуването на крайните продукти, които трябва да бъдат изолирани, съставляват същността и съдържанието на метаболизма (виж Метаболизъм) - основната и постоянна знак за всички живи същества. Ясно е, че изучаването на метаболизма във всички детайли е една от основните задачи на Б. Биохимичните изследвания обхващат много широк кръг въпроси: няма клон на теоретичната или приложната биология, химия и медицина, който да не е свързан с Б., следователно съвременният Б. комбинира редица сродни научни дисциплини, станали от средата на 20 век. независим.

Натрупване на биохимична информация и формиране на Б. през 16-19 век. Б. се формира като независима наука в края на 19 век, въпреки че нейният произход датира от далечното минало. От 1-ва половина на 16 век и до втората половина на 17 век. ятрохимиците (химици, лекари) допринесоха за развитието на химията и медицината: немският лекар и естествознавець Ф. Парацелс, холандските учени Й. Б. ван Хелмонт, Ф. Силвиус и други, които изучаваха храносмилателните сокове, жлъчката и ферментационните процеси (виж ятрохимия). Силвия, известен лекар, отдаде особено голямо значение на правилното съотношение на киселини и основи в човешкото тяло; той вярваше, че основата на много, ако не и на всички заболявания е нарушение на това съотношение. Повечето разпоредби, приети от ятрохимиците, бяха наивни, пълни с грешки; обаче не трябва да забравяме, че научната химия все още не е съществувала. Най-общата теория, която преобладаваше в науката от онова време, беше теорията за т.нар. Флогистон. Независимо от това, експериментите с баланс върху човек с точно изчисляване на телесното тегло и секрети са проведени от италианския учен С. Санторио в началото на 17 век. Тези експерименти доведоха до описанието на „perspiratio insensibilis“ - загуба на маса поради „нечувствително изпотяване“.

Големи открития в областта на физиката и химията от 18 и началото на 19 век. (откриването на редица прости вещества и съединения, формулирането на газови закони, откриването на законите за опазване на материята и енергията) постави научната основа за общата химия. След откриването на кислород във въздуха, холандският ботаник J. Ingenhaus успя да опише постоянното образуване на CO от растението2 и излагането на слънчева светлина върху зелените части на кислородно растение. Експериментите на Ingenhaus поставят основата на изучаването на дишането на растенията и процесите на фотосинтеза, подробно проучване на които продължава и до днес..

В края на I четвърт на 19 век. беше известно много ограничено количество органична материя. В учебника на немския химик Л. Гмелин, публикуван през 1822 г., се споменават само 80 органични съединения. Задачите и възможностите на органичната химия по това време остават неясни. Шведският учен И. Берцелиус смятал, че органичните тела са разделени на два ясно разграничени класа - растения и животни; същността на живо тяло не се основава на неговите неорганични елементи, а на нещо друго. Това нещо, което той нарича „жизнената сила“, лежи изцяло извън границите на неорганичните елементи. Берцелий изразява съмнение, че хората някога ще могат да произвеждат изкуствено органични вещества и да потвърдят анализа чрез синтез (1827 г.). Провалът на подобни позиции, типични за витализма, се появи на бял свят съвсем скоро. Още през 1828 г. немският химик Ф. Вьолер, ученик на Берцелиус, синтезира урея (вж. Урея), описана през 18 век. Френският учен Г. Руел като неразделна част от урината на бозайниците. Скоро последваха синтези на други естествени органични съединения, както и на изкуствени, непознати в природата. Т. за. срутена стена, разделяща органичните съединения от неорганичните.

Започвайки от втората половина на 19 век органичната химия се превръща във все повече и повече синтетична химия, чиито усилия са насочени към получаване на нови въглеродни съединения, особено тези с промишлено значение; задачите му вече не включват изучаване на състава на растителни и животински предмети. Тази информация дойде случайно в резултат на страничната работа на химици, ботаници, физиолози от растения и животни, както и патолози и лекари, които включиха химичните изследвания в своите интереси. Така през 1814 г. руският химик К. С. Кирххоф описва осахаряването на нишестето под въздействието на екстракти от покълнали ечемични семена: действието на Амилаза. До средата на 19 век описани са други ензими: слюнка амилаза, която разгражда полизахаридите; Пепсин от стомашен сок и трипсин от панкреатичен сок, които разграждат протеините. Берцелий въведе концепцията за катализаторите в химията (виж Катализатори), която включваше всички ензими, известни по това време. През 1835 г. френският химик М. Шеврел описва креатина в мускулите, малко по-късно в урината е открит креатинин, близък до него по структура. Съдържанието на млечна киселина в скелетната мускулатура и нейното натрупване по време на работа е установено от немския химик J. Liebig. През 1839 г. той също така открива, че протеините, мазнините и въглехидратите, които са основните компоненти на животински и растителни организми, са част от храната. В средата на 19 век структурата на мазнините е установена и синтезирана от френския химик П. Бертело; синтезът на въглехидрати е извършен от руския учен А. М. Бутлеров; той предложи теория за структурата на органичните съединения, запазила своето значение и до днес. Систематично изследване на протеините е започнато от холандския лекар и химик Г. И. Мълдър през 30-те години. 19 век и продължително усилено от много автори през всички следващи години. В същото време във връзка с описанието на клетките с дрожди (К. Konyar-Latour във Франция и T. Schwann в Германия, 1836–38) те започнаха активно да изучават процеса на ферментация на захарта и образуването на алкохол, което отдавна привлича вниманието. Сред учените, които са изучавали ферментацията, са били Й. Либиг и френският учен Л. Пастьор. Пастьор заключи, че ферментацията е биологичен процес, в който задължително участват живи клетки от дрожди. Либиг счита захарната ферментация за сложна химическа реакция. Този дебат беше изяснен, когато руският химик М. М. Манасеин (1871 г.) и особено ясно немският учен Е. Бюхнер (1897 г.) доказаха способността на безклетъчния дрождов сок да предизвиква алкохолна ферментация. Т. за. Основната коректност на химическата теория за действието на ензимите, формулирана от Либиг през 1870 г., беше потвърдена; основните принципи на тази теория са запазили своето значение и сега.

Постепенно количеството натрупана информация относно химичния състав на растителните и животинските организми и химичните реакции, които протичат в тях, стана значително, поради което бяха направени опити за систематизирането и комбинирането им в учебни наръчници. Най-ранните от тях са учебниците на И. Зимон (1842) и Либиг (1847), издадени в Германия, и учебникът по физиологична химия на А. И. Ходнев, издаден в Русия (1847).

Възникване и развитие на съвременните тенденции в Б. В края на 19 век и през 20 век. Развитието на Б. придоби изразен специализиран характер в зависимост от проблема, който се развива и от обекта на изследване. Растение Б. се е развило предимно в катедрите по ботаника и растителна физиология. Тясно свързана с него и Б. микроорганизми. Протеини, въглехидрати, липиди, витамини, които са компоненти на растения, животни и микроорганизми, са изследвани от биохимици от всички страни на различни обекти. Гликозидите, танините, етеричните масла, алкалоидите, антибиотиците и др. Могат да се считат за характерни за растенията и микроорганизмите. вещества от вторичен произход. От тези съединения бяха синтезирани редица гликозиди с участието на ензими от френския химик Е. Буркло и неговите сътрудници (1911–18). При дешифрирането на структурата на антоцианините - гликозиди, които изграждат пигментите на цветя и плодове - класическата творба на немския химик Р. Уилстаттер (1910–15) играе изключителна роля. Групата на алкалоидите (азотни хетероциклични вещества с основен характер) е проучена от немския химик А. Хофман (1890-1900). По-късно алкалоидите са изучени от изтъкнати изследователи (R. Willstätter, L. Pictet - Швейцария; руските химици A. P. Orekhov, A. A. Shmuk и много други). Етеричните масла, терпени също са успешно изучени от големи представители на химията и биохимията: Перкин младши (Великобритания), Г. Ойлер (Швеция) и др..

Изключителна роля в развитието на растенията Б. в Русия (края на 19 век - първата половина на 20 век) изиграха професорът от Петербургския университет А. С. Фаминцин, неговите студенти Д. Ивановски, открили вируси, и И. П. Бородин, който е изследвал окислителните процеси в растителния организъм и връзката им с протеиновите трансформации.

Работата на С. П. Костичев (професор в Санкт Петербургския университет, по-късно LHU) за анаеробния въглехидратен метаболизъм и дишане в растенията обогатява химическата физиология с откриването на нови продукти за междинна ферментация, формулирането на оригинални виждания за естеството на окислителните процеси, върху протеиновия метаболизъм и фиксирането на азот от растенията. Професорът от Варшавския университет М. С. Цвет, който разработи метода на колонна хроматография (виж хроматография) върху колони, който се използва и до днес, направи много. Московското училище за физиолози и биохимици на растенията е представлявано от К. А. Тимирязев, който изучава фотосинтезата и химията на хлорофила. Негови студенти са В. И. Паладин, който разработи проблема с биологичното окисление, Д. П. Прянишников, който изучава азотния метаболизъм на растенията, В. С. Буткевич, който обогати теоретично Б. с изследвания на растителни протеини и протеинов метаболизъм, А. Р. Кизел, който изучава метаболизма. аргининът и карбамидът в растенията и структурните елементи на клетъчната протоплазма са създатели на големи училища и оригинални направления на съвременната обща и еволюционна Б., както и на физиологията и Б. растенията, плодотворно развиващи се през 3-та четвърт на 20 век. През 20-ти век. представители на В. микроорганизми и В. растения решиха много често срещани проблеми, свързани с изучаването на естествени съединения (включително високо молекулно тегло), тяхната структура, пътищата на образуване и разцепване и характеристиките на ензимите, участващи в тези процеси. Трябва да се отбележи, че микроорганизмите постепенно се превръщат в любим обект за различни ензимни изследвания и за развитието на проблеми на биохимичната генетика.

Всички тези изследвания са създали солидна основа за развитието на много частни проблеми, включително индустриални Б. Те включват получаване на нови антибиотици, разработване на методи за тяхното почистване и търсене на условия, благоприятни за микробиологичния синтез не само на антибиотици, но и на други биологично активни съединения - витамини дефицитни аминокиселини, нуклеотиди и др..

Техническа и индустриална Б. Нуждите на националната икономика - проблемите с рентабилното производство на суровини, нейното удобно и рационално съхранение, правилната обработка и ефективното използване, както и проблемите с увеличаването на добива на култивирани растения, лозарството и технологиите за производство на вино, както и заявките на хранителната промишленост - доведоха до създаването на нови индустрии B. - техническа и индустриална Б. В СССР това направление е представено най-пълно в Института по биохимия. А. Н. Баха (А. И. Опарин, В. Л. Кретович, Л. В. Метлицки, Р. М. Фениксова и др.), В Института по физиология на растенията на Академията на науките на СССР (А. Л. Курсанов, неговите сътрудници и студенти). И. П. Иванов (Всесъюзния институт за растениевъдство), както и В. Л. Кретович, М. И. Княгиничев, техните служители и много други направиха много при изучаването на биохимията на зърнените култури. друга работа, извършена в Института. А. Н. Бах според В. катехини, изиграл съществена роля в развитието на производството на чай и танини.

Б. животни и хора (медицинска и физиологична химия). От голямо значение за развитието на този клон на Б. са били многобройните училища от физиолози, химици, патолози и лекари, работещи в различни страни. Във Франция гликогенът (1857 г.) е открит в лабораторията на физиолога К. Бернард като част от черния дроб на бозайниците, изследвани са начините за неговото образуване и механизмите за неговото разцепване; тук Л. Корвисар (1856) открива ензима трипсин в панкреатичния сок. В Германия лабораториите на F. Hoppe-Zeiler, A. Kossel, E. Fischer, E. Abdergalden, O. Hammarsten и други проучваха подробно прости и сложни протеини, тяхната структура и свойства, вещества, образувани по време на изкуственото им разделяне при нагряване с киселини и основи, както и под въздействието на ензими. В Англия Ф. Хопкинс, основателят на школата на биохимиците в Кеймбридж, изучава аминокиселинния състав на протеини, открива триптофан, глутатион, изучава ролята на аминокиселините (виж аминокиселините) и витамините в храненето.

Значителен принос за развитието на Б. в края на 19 и началото на 20 век. донесени от руски учени, работещи в отдели на висши учебни заведения и в специализирани институти. Във ВМА А.Я. Данилевски и неговите сътрудници разработиха проблеми на протеиновата химия (виж Протеини), методи за изолиране и пречистване на ензимите, изучиха механизма на тяхното действие и условията на обратимост на ензимните реакции. В Института по експериментална медицина М. В. Ненцки изучава химията на порфирините, биосинтезата на карбамида и бактериалните ензими, които причиняват разлагането на аминокиселини. Особено ползотворно беше сътрудничеството на лабораториите на А. Я. Данилевски и М. В. Ненцки с лабораторията на И. П. Павлов при изследването на храносмилането и образуването на урея в черния дроб. В Московския университет В. С. Гулевич изучава подробно и успешно азотни екстрактивни (белтъчни) мускулни вещества и открива редица нови съединения с първоначалната структура (Карнозин, Карнитин и др.). Обект на многобройни изследвания е било и остава подробно проучване на различни ензимни реакции, протичащи в паренхимни органи, главно в черния дроб, и определящи нормалния ход на метаболитните процеси. Голямо внимание през втората половина на 19 и 20 век. беше дадено биохимично изследване на възбудимите тъкани, главно на мозъка и мускулите. В СССР разработването на тези проблеми се осъществява от А. В. Паладин, Г. Е. Владимиров, Е. М. Крепс, техните студенти и служители. До средата на 20 век неврохимията представлява една от формираните независими направления. Е преминал цялостно изследване на Б. кръв. Дихателната функция на кръвта (т.е. свързването и връщането на кръвта на въглероден диоксид и кислород), изследвана в средата на 19 век. в лабораторията на К. Лудвиг във Виена, беше подробно проучен по-късно в различни страни. Получените данни доведоха до анализ на структурата и свойствата на хемоглобина при нормални и патологични условия, до подробно проучване на реакцията между хемоглобина и кислорода и до изясняване на законите на киселинно-алкалния баланс.

Б. постигна голям успех в изучаването на витамини, хормони, минерали, по-специално микроелементи, разпределението им в различни организми, физиологичната роля, механизма на действие и регулаторното влияние върху ензимните реакции и метаболитните процеси. От голямо значение е проблемът за връзката на структурата и функцията, който характеризира и задачите на биохимичната фармакология, когато става въпрос за лекарства и изучаването на основния механизъм на тяхното действие, осъществяван чрез намеса в ензимните реакции, които формират основата на метаболитните процеси. В средата на 20 век биохимични изследвания, проведени в клиники и посветени на изучаването на биохимичните характеристики на тялото, химическия състав на кръвта, урината и други течности и тъкани на болен човек, придобиха независимо значение. Тази област, която е широко развита, е основното съдържание на клиничната B.

Vitaminology В лабораторията на G. A. Bunge младият руски лекар Н. I. Лунин е първият, който описва допълнителни хранителни фактори в млякото като част от млякото през 1880г. През 1896 г. подобно наблюдение направи холандският лекар К. Ейкман, който описа наличието на важен фактор за тялото в оризовите трици. През 1912 г. полският изследовател К. Функ отделя активния принцип в кристална форма и го нарича витамин (Виж витамини). Работата в тази посока е широко развита; много други витамини постепенно бяха открити и сега витаминологията представлява един от много важните раздели на Б., както и науката за храненето.

Б. хормони. Работите, свързани с анализа на химичната структура на жизненоважните продукти на ендокринните жлези - хормони (виж Хормони), пътищата на тяхното образуване в организма, механизма на действие и възможното осъществяване на лабораторния синтез, представляват една от важните области на биохимичните изследвания. Б. стероидни хормони - част от често срещания проблем на B. стеролите. Успехите, постигнати в тази област, са до голяма степен свързани с използването на въглерод и С 14 маркирани изходни и междинни съединения. Установена е най-тясната връзка между широк фронт на изследванията на протеиновите вещества и специално проучване на структурата и функциите на хормоните с протеинова природа. Изследването на хормоналната активност на определени лекарства е невъзможно без задълбочен анализ на биохимичния механизъм на тяхното действие. И така, данните за химията и В. хормоните еднакво обогатяват ендокринологията и B..

Ензимологията е учението за ензимите (вж. Ензимите), напълно независимо поле на Б. В него проблемът със структурата на протеиновите ензими е тясно преплетен с физикохимичните проблеми - химическата кинетика и катализата. През 3-та четвърт на 20-ти век. много нови неща са въведени в идеите за структурата на ензимите, за тяхното присъствие в родното състояние под формата на сложни комплекси. Анализ на структурата на ензимите в сравнение с активността, показана от тях при различни условия, даде възможност да се определи значението на отделните аминокиселини (главно цистеин, лизин, хистидин, тирозин, серин и др.) За формирането на активния център на ензимите. Изяснена е структурата на много коензими (Виж коензимите), тяхното значение за ензимната активност, както и връзката между коензимите и витамините. Голям принос за развитието на ензимната медицина през първата половина на 20 век. донесени от R. Wilstetter, L. Michaelis, G. Embden, O. Meyerhof (Германия), J. Sumner, J. Northrop (САЩ), G. Euler (Швеция), A. N. Bach (СССР). Създателите на големи училища и училища, които продължиха да работят активно, направиха много: О. Уорбург (Западен Берлин), Ф. Лин (Германия), Р. Питърс, Х. Кребс (Великобритания), Х. Теорел (Швеция), Ф. Линман, Д. Kosland (САЩ), A. Rossi-Fanelli (Италия), F. Schorm (Чехословакия), F. Straub (Унгария), T. Baranowski, J. Heller (Полша) и много други. В СССР тази област на изследване е представена от: В. А. Енгелхард и М. Н. Любимова, които установяват ензимната активност на мускулните протеини, в частност, аденозинтрифосфатазната активност на миозина и процеса на окислително фосфорилиране (виж Окислително фосфорилиране); А.Е. Браунщайн, който заедно с М. Г. Крицман открива процеса на прехвърляне на аминогрупа (трансаминация); А. И. Опарин и Л.Л. Курсанов, който изследва ролята на клетъчната структура в проявата на ензимната активност; S.R. Мардашев, който успешно е изследвал декарбоксилирането на аминокиселини и др. Изследвания на сложни комплекси от ензими се извършват в лабораториите на Л. Рийд (САЩ), М. Койке (Япония), В. Санади (САЩ), Ф. Лин (Германия), С. Е. Северин (СССР) и др. Съветският учен В. А. Белицер значително задълбочи разбирането си за енергийната ефективност на дихателните пътища, открити от В. А. Енгелхард за образуването на богати на енергия съединения; Г. Е. Владимиров уточни количеството енергия (10 cal, или 42 джаула), освободено по време на хидролизата на АТФ (виж фосфорни киселини на аденозин). Произведенията от тази посока, които отначало остават единични, през 50-те и следващите години, получават много широко развитие главно в резултат на изследванията на Д. Грийн и Б. Шанс, А. Ленингер, Е. Ракер (САЩ), Е. Слейтър (Холандия), Л. Ернстер (Швеция) и др. В СССР този проблем е разработен в Московския държавен университет и Ленинградския държавен университет в катедрите на Б., както и в отделни лаборатории (С. А. Нойфа, В. П. Скулачев и др.). Съвременните изследвания показват също така наличието на изразен ефект на солевия състав на средата и отделните йони върху ензимните процеси и важната роля на микроелементите при осъществяване на ензимната активност.

Еволюционна и сравнителна Б. Проучванията върху В. на животни, растения и микроорганизми показват, че въпреки общите основни биохимични структури и процеси на всички живи организми, има специфични разлики в зависимост от нивото на онтогенезата и филогенетичното развитие на изследваните обекти. Натрупаните факти позволиха да се постави основата на сравнителната Б., чиято задача е да намери законите на биохимичната еволюция на организмите. От голямо теоретично значение е проблемът за произхода на живота на Земята. Някои важни моменти от теорията на А. I. Опарин относно произхода на живота получиха експериментално потвърждение в трудовете на Института. Бах, катедра Б. Растения на Московския държавен университет и редица чуждестранни лаборатории (I. Oro, S. W. Fox в САЩ; и други).

Histochemistry цитохимия С развитието на техниката на морфологичните изследвания, особено след въвеждането на лабораторната работа на електронната микроскопия, при която са открити множество неизвестни досега структури в състава на клетъчното ядро ​​и протоплазма, Б. се изправя пред нови задачи. На кръстовището на морфологични и биохимични изследвания се появиха нови отрасли - хистохимия и цитохимия, изучаващи локализацията и трансформацията на веществата в клетките и тъканите и използване на биохимични и морфологични методи.

Биоорганична химия. Подробни проучвания на структурата на биополимерите - прости и сложни протеини, нуклеинови киселини (виж нуклеинови киселини), полизахариди и липиди (виж. Липиди), както и анализ на действието на биологично активни естествени съединения с ниско молекулно тегло (коензими, нуклеотиди, витамини и др.) необходимостта от изучаване на връзката между структурата на материята и нейната биологична функция. Формулирането на този въпрос предизвика развитието на изследвания, които са на прага на биологичната и органичната химия. Тази област на изследване се нарича биоорганична химия (Виж. Биоорганична химия).

Молекулярна биология. Разработването на методи за разделяне на субклетъчните структури (ултрацентрифугиране) и получаване на отделни фракции, съдържащи клетъчни ядра, митохондрии, рибозоми и др., Даде възможност за подробно проучване на състава и биологичните функции на изолираните образувания. Използването на електрофорезни методи в комбинация с хроматография дава възможност за подробно характеризиране на съединения с високо молекулно тегло. В същото време беше подобрена техниката на аналитичните определения, което даде възможност да се изследва незначително количество материал. Това се дължи на въвеждането в биологията, включително биологията, на физически (главно оптични) методи на изследване (флуорометрия, спектрофотометрия в различни спектрални области, мас-спектрометрия, ядрено-магнитна и електронно-парамагнитна резонанс, газо-течна хроматография), използване на радиоактивни изотопи, чувствителни автоматични анализатори на аминокиселини, пептиди, нуклеотиди, полярография, електрофореза с високо напрежение и др. Всичко това доведе до появата на още един независим клон на Б., тясно свързан с биофизиката (виж Биофизика) и физическата химия и наречен молекулярна биология (вж. Молекулярна биология).

Неразделна част от молекулярната биология може да се счита за молекулярна генетика, въпреки някои от нейните специфични задачи. Например, анализ на механизма на възникване на редица наследствени метаболитни нарушения и телесни функции направи възможно да се изясни ролята на пролапс или изкривяване на биосинтеза на някои протеинови вещества с ензимна, имунна или друга биологична активност. Това включва и изследвания за нарушения в метаболизма на въглехидрати, аминокиселини (например фенилаланин, тирозин, триптофан и др.), Образуването на патологични форми на хемоглобин и др..

Благодарение на разработването на нови изследователски методи Б. през 1950-1970г. постигна голям успех. Това е на първо място изясняването на структурата на протеините, определянето на последователността на аминокиселините в тях. Последователността на аминокиселините в хормона на протеиновата природа, инсулин, е изяснена първо от английския биохимик Ф. Сангер, след това в ензима рибонуклеаза C. Hoers, S. Moore и W. Stein (САЩ), които разработиха метод за автоматичен анализ на аминокиселини, който влезе в практиката в биохимичните лаборатории. Същият ензим, рибонуклеаза, получен от различни източници, е проучен от K. Anfinsen (САЩ), F. Egami (Япония) и др. Последователността на аминокиселините в поредица от протеолитични ензими (вж. Протеолитични ензими) е установена от F. Schorm и B. Keil служители (Чехословакия), Б. Хартли (Великобритания) и др. Голямо постижение Б. 60-те години. 20 век - химичен синтез на хормони - адренокортикотропен хормон, молекулата на който съдържа 23 аминокиселини (в естествения хормон 39 аминокиселини), и инсулин, молекулата на който се състои от 51 аминокиселини, ензим рибонуклеаза (124 аминокиселини).

В СССР проблемите на структурата и синтеза на биологично активни вещества работят в Института по химия на природните съединения (директор М. М. Шемякин), Института по биологична и медицинска химия (директор В. Н. Орехович) и други институти и в университетските катедри.

Английските учени М. Перуц, Дж. Кендрю и техните колеги използваха рентгенов дифракционен анализ, за ​​да определят структурата на миоглобина и хемоглобина с голям успех. През 1956–67 г. структурата на лизозима е напълно определена от английския биохимик Д. Филипс и др. Успехите, постигнати в анализа на сложни протеини, нуклеопротеини, нуклеинови киселини и нуклеотиди, са не по-малко значими. Триумфът на Б., молекулярната биология и генетиката са изследвания, които показват ролята на нуклеиновите киселини в биосинтезата на протеините и установяват предварително определящия ефект на нуклеиновите киселини върху структурата и свойствата на протеините, синтезирани в клетката. Тези работи изясняват биохимичната основа за предаване на черти чрез наследяване от поколение на поколение. Също така е трудно да се надцени значението на проучванията, които определят последователността на нуклеотидите в състава на транспортни рибонуклеинови киселини (виж Рибонуклеинови киселини) и разработването на методи за органичен синтез на полинуклеотиди. Особено ползотворни в тези области са I. Buchanan, E. Charguff, I. Davidson, D. Davis, A. Kornberg, S. Ochoa, J. Watson, M. Wilkins и други (САЩ), F. Crick, F. Сангер (Великобритания), Ф. Джейкъб, Дж. Моно (Франция), А. Н. Белозерски, А. С. Спирин, В. А. Енгелхард, А. А. Баев (СССР) и много други.

Научни институции, общества и периодични издания. Исканията към Б. от сродни научни дисциплини - медицина с всички нейни отрасли, селско стопанство (растениевъдство, животновъдство), хранително-вкусова промишленост, теоретична и приложна биология, почвознание, хидробиология и океанология стават все по-широки. Всяко направление на Б. има в СССР и в чужбина мрежа от специализирани институти и лаборатории. Научната работа по Б. в СССР се извършва в централните изследователски институти, разположени в системата: АН СССР - Институт по биохимия име А. Н. Баха, Институт по еволюционна физиология и биохимия, Институт по физиология на растенията, Институт по молекулярна биология, Институт по химия на природните съединения; Републикански академии - Институт по биохимия на Украинската ССР, Арменска ССР, Узбекска ССР, Литовска ССР; браншови академии: Институт по биологична и медицинска химия, Академия по медицински науки на СССР, Катедра по биохимия към Института по експериментална медицина на Академията по медицински науки на СССР, Институт за експериментална ендокринология и химония на хормоните, Академия по медицински науки на СССР, Институт по хранене на Академията на медицинските науки на СССР; в институтите VASKHNIL и редица министерства (здравеопазване, селско стопанство, хранително-вкусовата промишленост и др.). Работите върху Б. са представени в лабораторията по биоорганична химия в Московския държавен университет, в многобройни катедри на Б. университети. Проблемите на Б. се разглеждат в централни и индустриални институти, работещи в областта на ботаниката, физиологията, патологията, в институтите на експерименталната и клиничната медицина, институтите на хранително-вкусовата промишленост, институтите по физическо възпитание и много други. Основните специалисти по биохимия в чужбина и в СССР се обучават в университети, техният химичен и биологични факултети, включващи специални катедри. По-тесните биохимици са обучени в медицински, технологични и селскостопански дейности и други университети.

В повечето страни има научни биохимични общества, обединени в Европейската федерация на биохимичните дружества (FEBS - Федерация на европейските биохимични дружества) и в Международния биохимичен съюз (IUB - Международен съюз по биохимия). Тези организации събират симпозиуми, конференции, а също и конгреси - ежегодни в Европейската федерация (първата се провежда през 1964 г.) и на всеки 3 години в Международния биохимичен съюз (първият се провежда през 1949 г.; конгресите стават особено популярни и претъпкани след 5-ти, провеждан в 1961 г. в Москва). В СССР Всесъюзното биохимично дружество с многобройни републикански и градски клонове е организирано през 1958 г. То обединява около 6,5 хиляди членове, всъщност броят на биохимиците в СССР е много по-голям.

Броят на периодичните издания, в които се публикуват трудове върху Б., е много голям и продължава да се увеличава всяка година. Най-известните чуждестранни и международни списания са: Journal of Biological Chemistry (Balt., 1905—), Biochemistry (Wash., 1964—), Archives of Biochemistry and Biophysics (NY, 1942—), Biochemical Journal “(L., 1906—),„ Фитохимия “(Oxf. - NY, 1962—),„ Молекулярна биология “(публикувана в Англия - международно списание),„ Bulletin de la Société de Chimie Biologique “(P., 1914— ), Enzymologia (Haaga, 1936—), Giornale di Biochimica (Рим, 1955–), Acta Biological et Medica Germanica (Lpz., 1959—), Zeitchrift für Physiologische Chemie (Берлин, Хоп Сейлер) 1877—), списание за биохимия. (Токио, 1922—). Популярни са едногодишните: „Годишен преглед на биохимията“ (Stan-ford, 1932—), „Напредък в ензимологията и свързаните с нея биохимии“ (NY, 1945—), „Напредък в протеиновата химия“ (NY, 1945—), „Аванси в ензимно регулиране ”(Oxf., 1963—),„ Напредък на молекулярната биология ”и др. В СССР експерименталните работи върху Б. са публикувани в списанията:„ Биохимия ”(М., 1936—),„ Списание за еволюционна биохимия и физиология ” (М., 1965—), „Молекулярна биология” (М., 1967—), „Въпроси на медицинската химия” (М., 1955—), „Украински биохимичен вестник” (К., 1926—), „Приложна биохимия и микробиология “(Москва, 1965—),„ Доклади на Академията на науките на СССР “(Москва, 1933—),„ Бюлетин на експерименталната биология и медицина “(Москва, 1936—),„ Бюлетин на Академията на науките на СССР. Поредица от биология и медицина “(М., 1936—),„ Бюлетин на Академията на науките на СССР. Химическа серия “(М., 1936—),„ Научни доклади за висшето образование. Поредица от биологични науки ”(М., 1958—) и в някои други.

Проучванията върху Б. са публикувани в списанието „Успехи в съвременната биология“ (Москва, 1932–), в годишния успех в биологичната химия (т. 1–8, 1950–67), публикуван от Всесъюзното биохимично дружество, в списанието „Успехи в химията“. "(М., 1932—)," Преглед на списанията. Химия. Биологична химия ”(М., 1955—) в списанието на Всесъюзното общество. Менделеев. Често публикувани са произведения на биохимичните институти.

Лит.: Ръководства: Макеев И. А., Гулевич В. С., Броде Л. М., Курс по биологична химия, М., 1947; Кретович В. Л., Основи на биохимията на растенията, 4-то изд., М., 1964; 3барски Б.И., Иванов И.И., Мардашев С.Р., Биологична химия, 4 изд., М., 1965; Ferdman D.L., Biochemistry, 3rd ed., M., 1966.

История: Д. Прянишников, избран. оп., т. 1, М., 1951, с. 5-19; Гулевич В. С., Избрани съчинения, М., 1954, с. 5-21; Парнас, Й. О., Избрани произведения, Москва, 1960, с. 5-10; Толкачевская Н. Ф., Развитие на биохимията на животните, М., 1963; Хуа М., История на химията, прев. с ит., М., 1966; Развитието на биологията в СССР, М., 1967; Кретович В. Л., Въведение в ензимологията, М., 1967; Биохимия на растенията, прев. от англ., М., 1968; Lieben F., Geschichte der Physiologischen Chemie, Lpz. - W., 1935.

Монографии: Енгелхард В. А., Някои проблеми на съвременната биохимия, М., 1959; неговата собствена. Начини на химията в познанието на житейските явления, М., 1965; Северин С. Е., Биохимични основи на живота, М., 1961; Спирин А. С., Информационна РНК и протеинова биосинтеза, М., 1962; Скулачев В. П., Корелация на окислението и фосфорилирането в дихателната верига, М., 1962; Ензими, изд. А. Е. Браунщайн, М., 1964; Владимиров Г. Е., Пантелеева Н. С., Функционална биохимия, Л., 1965; Инграм V., Биосинтез на макромолекули, транс. от англ., М., 1966; Racker E., Bioenergy механизми, транс. от англ., М., 1967; Спирин А. С., Гаврилова Л. П., Рибосом, М., 1968.

II

списание, публикувано от Академията на науките на СССР в Москва. Основана е през 1936 г. от А. Н. Бах. Оказва се 1 път на 2 месеца. Списанието публикува експериментални трудове по обща биохимия, ензимология (изучаване на ензими), метаболизъм в растения, животни и микроорганизми, по биохимия на витамини, хормони и други естествени физиологично активни съединения, както и върху биохимичните принципи на технологията за растителни и животински фуражи. Тиражът е около 4 хиляди екземпляра. (1970). За други биохимични списания вижте Биохимия..

Биохимия (биологична химия)

БИОХИМИЯ (биологична химия) - биологична наука, която изучава химическата природа на веществата, които изграждат живите организми, техните трансформации и връзката на тези трансформации с дейността на органите и тъканите. Наборът от процеси, неразривно свързани с живота, се нарича метаболизъм (виж Метаболизъм и енергия).

Проучването на състава на живите организми отдавна привлича вниманието на учените, тъй като броят на веществата, които съставят живи организми, освен вода, минерали, липиди, въглехидрати и др., Включва редица най-сложни органични съединения: протеини и техните комплекси с редица други биополимери предимно с нуклеиновите киселини.

Установена е възможността за спонтанна асоциация (при определени условия) на голям брой протеинови молекули с образуването на сложни надмолекулни структури, например, протеиново покритие на фаговата опашка, някои клетъчни органели и др. Това ни позволи да въведем концепцията за самостоятелно сглобените системи. Подобни изследвания създават предпоставките за решаване на проблема с образуването на сложни надмолекулни структури с признаци и свойства на жива материя от органични съединения с високо молекулно тегло, появили се някога в природата по абиогенен начин.

Съвременният Б. като независима наука се оформя в началото на 19 и 20 век. Дотогава въпросите, разглеждани понастоящем от Б., се изучават от различни страни по органична химия и физиология. Органичната химия (виж), изучавайки въглеродните съединения като цяло, участва по-специално в анализа и синтеза на тези химични вещества. съединения, които изграждат жива тъкан. Физиологията (виж), заедно с изучаването на жизнените функции, изучава и химия. процеси, които са в основата на живота. По този начин биохимията е продукт на развитието на тези две науки и може да бъде разделена на две части: статична (или структурна) и динамична. Статичен Б. се занимава с изучаването на природни органични вещества, техния анализ и синтез, докато динамичният Б. изучава целия набор от химически трансформации на различни органични съединения в процеса на живот. Dynamic B., т.е. стои по-близо до физиологията и медицината, отколкото до органичната химия. Това обяснява факта, че първоначално Б. се е наричал физиологична (или медицинска) химия.

Както всяка бързо развиваща се наука, Б. скоро след нейното създаване започва да се разделя на редица отделни дисциплини: биохимия на хората и животните, биохимия на растенията, биохимия на микробите (микроорганизмите) и редица други, защото, въпреки биохимичното единство на всички живи същества, при животни и растителни организми Съществуват фундаментални различия в естеството на метаболизма. Това се отнася преди всичко до процесите на асимилация. Растенията, за разлика от животинските организми, имат способността да използват такива прости химикали като въглероден диоксид, вода, соли на азотна и азотна киселина, амоняк и други за изграждането на телата си. Освен това процесът на изграждане на растителни клетки изисква приток на енергия отвън към форма на слънчева светлина. Използването на тази енергия се осъществява предимно от зелени автотрофни организми (растения, протозои - Euglena, редица бактерии), които от своя страна служат като храна за всички останали, т.нар. хетеротрофни организми (включително хора), които обитават биосферата (виж). По този начин разделянето на растителната биохимия в специална дисциплина е оправдано както от теоретична, така и от практическа страна.

Развитието на редица индустрии и селско стопанство (преработката на суровини от растителен и животински произход, приготвянето на хранителни продукти, производството на витаминни и хормонални препарати, антибиотици и др.) Доведе до отделянето на технически Б.

При изучаването на химията на различни микроорганизми изследователите са изправени пред редица специфични вещества и процеси от голям научен и практически интерес (антибиотици от микробен и гъбичен произход, различни видове ферментация с промишлено значение, образуване на протеинови вещества от въглехидрати и прости азотни съединения и др. ) Всички тези въпроси се разглеждат в биохимията на микроорганизмите..

През 20-ти век. възникна като специална дисциплина биохимия на вирусите (виж вируси).

Нуждите на клиничната медицина са предизвикани от появата на клинична биохимия (виж).

От останалите раздели на биологията, които обикновено се разглеждат като доста отделни дисциплини, които имат свои задачи и специфични методи на изследване, заслужава да се отбележи: еволюционна и сравнителна биохимия (биохимични процеси и химически състав на организмите на различни етапи от тяхното еволюционно развитие), ензимология (структура и функция на ензимите, кинетика на ензимните реакции), В. витамини, хормони, радиационна биохимия, квантова биохимия - сравнение на свойствата, функциите и начините за преобразуване на биологично важни съединения с техните електронни характеристики, получени с помощта на квантови химични изчисления (виж квантова биохимия).

Особено обещаващо беше изследването на структурата и функцията на протеините и нуклеиновите киселини на молекулно ниво. Този кръг от въпроси се изучава от науките, възникнали в кръстовищата на Б. с биологията и генетиката - молекулярната биология (виж) и биохимичната генетика (виж).

Исторически очертания на развитието на изследванията на химията на живата материя. Изучаването на живата материя от химическата страна започва от момента, когато се налага да се изучават компонентите на живите организми и химичните процеси, протичащи в тях, във връзка с изискванията на практическата медицина и селското стопанство. Проучванията на средновековните алхимици доведоха до натрупването на голямо количество фактически материал върху естествени органични съединения. През 16 - 17 век възгледите на алхимиците са развити в съчиненията на ятрохимиците (виж ятрохимията), които вярват, че жизнените функции на човешкото тяло могат да бъдат разбрани правилно само от гледна точка на химията. Така един от най-видните представители на ятрохимията, немският лекар и натуралист Ф. Парацелс, изтъкна прогресивна позиция относно необходимостта от тясна връзка между химията и медицината, подчертавайки, че задачата на алхимията не е в производството на злато и сребро, а в създаването на това, което е сила и добродетел лекарство. Ятрохимици въвеждат в мед. практикувайте препарати от живак, антимон, желязо и други елементи. По-късно И. Ван-Хелмонт предположи, че в „соковете“ на живото тяло има специални принципи - т.нар. "Ензими", участващи в най-различни химии. трансформации.

През 17-18 век. теорията за флогистона стана широко разпространена (вж. Химия). Опровергаването на тази теория, която е коренно погрешна, е свързана с творбите на М. В. Ломоносов и А. Лавоазие, които откриха и одобриха в науката закона за опазване на материята (маса). Лавоазие допринесе съществено за развитието не само на химията, но и на изучаването на биол процеси. Разработвайки по-ранни наблюдения на Майов (J. Mayow, 1643-1679), той показа, че по време на дишането, както и по време на изгарянето на органични вещества, кислородът се абсорбира и се отделя въглероден диоксид. В същото време той, заедно с Лаплас, беше показан, че процесът на биологично окисляване също е източник на животинска топлина. Това откритие стимулира изследванията за енергията на метаболизма, в резултат на което още в началото на 19 век. определя се количеството топлина, отделяна при изгарянето на въглехидрати, мазнини и протеини.

Основни събития от втората половина на 18 век. започва изследванията на Реймур (R. Reaumur) и Спаланзани (L. Spallanzani) върху физиологията на храносмилането. Тези изследователи за първи път изучават ефекта на стомашния сок на животни и птици върху различни видове храна (гл. Месо от Arr.) И поставят основата за изучаването на ензимите на храносмилателния сок. Появата на ензимологията (изучаването на ензимите) обаче обикновено се свързва с имената на К. С. Кирххоф (1814), както и на Пайен и Персо (A. Payen, J. Persoz, 1833), които за първи път изучават ефекта на амилазата върху скорбялата in vitro.

Важна роля играе работата на Пристли (J. Priestley) и по-специално на Ingenhouse (J. Ingenhouse), който откри феномена на фотосинтезата (в края на 18 век)..

На прага на 18 и 19 век. бяха проведени и други фундаментални изследвания в областта на сравнителната биохимия; тогава е установено съществуването на цикъл от вещества в природата.

Успехите на статичния Б. от самото начало бяха неразривно свързани с развитието на органичната химия..

Тласъкът за развитието на химията на природните съединения беше изследването на шведския химик К. Шеле (1742 - 1786). Той изолира и описа свойствата на редица природни съединения - млечна, винена, лимонена, щавелова, ябълчена киселина, глицерин и амилов алкохол и др. От голямо значение са изследванията на И. Берцелий и 10. Либиг, които завършват с развитие в началото на 19 век. методи за количествен елементарен анализ на органични съединения. След това започнаха опити за синтезиране на естествени органични вещества. Постигнатите успехи - синтезът през 1828 г. на карбамид от F. Weller, оцетна киселина А. Kolbe (1844), мазнините на P. Berthelot (1850), въглехидратите от A. M. Butlerov (1861) - са особено важни, тъй като показа възможността за in vitro синтез на редица органични вещества, които са част от животинските тъкани или са крайни продукти на метаболизма. Така се установи пълното несъответствие на широко разпространеното през 18-19 век. виталистични представи (виж. Витализъм). През втората половина на XVIII - началото на XIX век бяха проведени много други важни проучвания: пикочните камъни (Bergman и Scheele) бяха изолирани от пикочните камъни, холестеролът беше извлечен от жлъчката [Conradi (J. Conradi)], глюкозата и фруктозата (T. Lovitz) от мед, листа зелени растения - пигмент хлорофил [Пелетиер и Кавенто (J. Pelletier, J. Caventou)], в мускулите е открит креатин [Chevrel (M. E. Chevreul)]. Показано е наличието на специална група органични съединения - растителни алкалоиди (Serturner, Meister и др.), Които по-късно намират приложение в меда. практикуват. Първите аминокиселини - глицин и левцин - са получени от желатин и говеждо месо чрез хидролиза [J. Proust, 1819; Braconnot (H. Braconnot), 1820 г.].

Във Франция в лабораторията на C. Bernard е открит гликоген като част от чернодробната тъкан (1857 г.), изследвани са пътищата на нейното образуване и механизмите, регулиращи нейното разцепване. В Германия, в лабораториите на Е. Фишер, Е. Ф. Гопе-Зейлер, А. Косел, Е. Абдергалден и други, структурата и свойствата на протеините, както и продуктите от тяхната хидролиза, включително ензимните.

Във връзка с описанието на дрожди клетки (K. Konyar-Latour във Франция и T. Schwann в Германия, 1836-1838) те започнаха активно да изучават процеса на ферментация (Liebig, Pasteur и др.). Противно на мнението на Либиг, който смяташе, че процесът на ферментация е чисто химичен процес, протичащ със задължителното участие на кислород, Л. Пастьор установява възможността за анаеробиоза, т.е. живот в отсъствие на въздух, поради енергията на ферментацията (процес, който според него е неразривно свързан с жизнената активност клетки, например клетки от дрожди). Яснотата в този въпрос беше въведена от експериментите на М. М. Манасейна (1871), които показаха възможността за захарната ферментация чрез унищожени (смилане с пясък) клетки от дрожди и по-специално от Buchner (1897) относно естеството на ферментацията. Бъхнер успя да получи безклетъчен сок от клетки на дрожди, които, подобно на живата мая, могат да ферментират захар и да образуват алкохол и въглероден диоксид.

Възникване и развитие на биологична (физиологична) химия

Натрупването на голямо количество информация относно химичния състав на растителните и животинските организми и химичните процеси, протичащи в тях, доведе до необходимостта от систематизация и обобщения в областта на Б. Първата работа в това отношение беше учебникът на Зимон (JE Simon) „Handbuch der angewandten medizinischen Chemie“ (1842 г.) ) Очевидно е, че от това време в науката е утвърден терминът „биологична (физиологична) химия“.

Малко по-късно (1846 г.) е публикувана монографията на Либиг „Die Tierchemie oder die organische Chemie in ihrer Anwendung auf Physiologie und Pathologie“. В Русия първият учебник по физиологична химия е издаден от професора от Харковския университет А. И. Ходнев през 1847 г. Периодичната литература по биологична (физиологична) химия започва редовно да се издава в Германия през 1873 година. Тази година Мали (L. R. Maly) публикува Jahres-Bericht uber die Fortschritte der Tierchemie. През 1877 г. Е. Ф. Гопе-Цайлер основава научното списание Zeitschr. кожа от физиологичен хеми ", по-късно преименуван на" Zeitschr на Хопе-Сейлер ". козина физиологичен хеми. " По-късно биохимичните списания започват да се публикуват в много страни на английски, френски, руски и други езици..

През втората половина на 19 век в медицинските факултети на много руски и чуждестранни университети са създадени специални катедри по медицинска или физиологична химия. В Русия първият отдел по медицинска химия е организиран от А. Я. Данилевски през 1863 г. в Казанския университет. През 1864 г. А. Д. Булыгински основава катедрата по медицинска химия в Медицинския университет на Московския университет. Скоро катедрите по медицинска химия, по-късно преименувани на катедри по физиологична химия, се появяват в медицинските факултети на други университети. През 1892 г. катедрата по физиологична химия, организирана от А. Я. Данилевски, започва да функционира във Военномедицинската (медицинска хирургическа) академия в Санкт Петербург. Въпреки това, някои раздели от курса на физиологичната химия са прочетени там много по-рано (1862–1874) в катедрата по химия (А. П. Бородин).

Истинският разцвет на Б. дойде през 20 век. В самото начало е формулирана и експериментално обоснована полипептидната теория за структурата на протеините (Е. Фишер, 1901 - 1902 и други). По-късно са разработени редица аналитични методи, включително микрометоди, които дават възможност за изучаване на аминокиселинния състав на минималните количества протеин (няколко милиграма); Методът на хроматографията (виж), разработен за първи път от руския учен М. С. Цвет (1901 - 1910), широко използвани са методите на рентгенов дифракционен анализ (виж), "белязани атоми" (изотопни показания), цитоспектрофотометрия, електронна микроскопия (виж)., Подготвителната протеинова химия постига големи постижения, разработват се ефективни методи за изолиране и фракциониране на протеини и ензими и определяне на молекулното им тегло [Коен (С. Коен), Тиселий (А. Тиселий), Шведберг (Т. Шведберг)].

Първичната, вторичната, третичната и четвъртичната структура на много протеини (включително ензими) и полипептиди се дешифрира. Синтезират се редица важни протеинови вещества с биологична активност..

Най-големите постижения в развитието на тази посока са свързани с имената на L. Pauling и Corey (R. Corey) - структурата на протеиновите полипептидни вериги (1951); V. Vigno - структура и синтез на окситоцин и вазопресин (1953); Сангер (Ф. Сангер) - структурата на инсулина (1953 г.); Stein (W. Stein) и S. Moore - декодиране на формулата на рибонуклеаза, създаване на автомат за определяне на аминокиселинния състав на протеиновите хидролизати; Perutz (M. F. Perutz), Kendrew (J. Kendrew) и Phillips (D. Phillips) - декодиране с помощта на рентгенов дифракционен анализ на структурата и създаване на триизмерни модели на молекули на миоглобин, хемоглобин, лизоцим и редица други протеини (1960 и следващите години).

От изключителна важност бяха работата на Sumner (J. Sumner), който за първи път доказа (1926 г.) протеиновата природа на ензима уреаза; изследвания на Northrop (J. Northrop) и Kunitz (M. Kunitz) върху пречистването и получаването на кристални препарати от ензими - пепсин и други (1930); В. А. Енгелхард относно наличието на активност на АТФазата в контрактилния протеин на миозиновите мускули (1939 - 1942 г.) и др. Голям брой трудове са посветени на изследването на механизма на ензимната катализа [Michaelis и Menten (L. Michaelis, M. L. Menten), 1913; R. Willstetter, Theorell, Koshland (N. Theorell, D. E. Koshland), A. E. Braunstein и M. M. Shemyakin, 1963; Straub (F. B. Straub) и др.], Сложни мултиензимни комплекси (S. E. Severin, F. Linen и други), ролята на клетъчната структура при осъществяването на ензимните реакции, естеството на активните и алостерични центрове в ензимните молекули (виж Ензими), основната структура на ензимите [Б. Шорм, Анфинсен (С. В. Анфинсен), В. Н. Орехович и други], регулиране на активността на редица ензими от хормони (В. С. Илийн и др.). Ние изучаваме свойствата на "семействата на ензимите" - изоензимите [Markert, Kaplan, Wroblewski (S. Markert, N. Kaplan, F. Wroblewski), 1960-1961].

Важна стъпка в развитието на Б. беше декодирането на механизма на биосинтеза на протеини с участието на рибозоми, информационни и транспортни форми на рибонуклеинови киселини [J. Brachet, F. Jacob, Mono (J. Monod), 1953-1961; А. Н. Белозерски (1959); А. С. Спирин, А. А. Баев (1957 и следващите години)].

Блестящата работа на Chargaff (Е. Chargaff), J. Davidson, особено J. Watson, F. Crick and Wilkins (M. Wilkins), завършва с изясняване на структурата на дезоксирибонуклеиновата киселина (виж). Установява се двуверижната структура на ДНК и нейната роля в предаването на наследствена информация. Синтезът на нуклеинови киселини (ДНК и РНК) се осъществява от А. Корнберг (1960 - 1968), Вайс (С. Вайс), С. Очоа. Един от централните проблеми на съвременния Б. е решен (1962 и следващите години) - кодът на аминокиселината на РНК се дешифрира [Crick, M. Nirenberg, Mattei (F. Crick, J. H. Matthaei) и др.].

За първи път се синтезира един от гените и фагът fx174. Въведено е понятието за молекулни заболявания, свързани с определени дефекти в структурата на ДНК на хромозомния апарат на клетката (вж. Molecular Genetics). Разработва се теорията за регулиране на цистроните (виж), отговорни за синтеза на различни протеини и ензими (Якоб, Моно), изучаването на механизма на протеиновия (азотния) метаболизъм продължава.

По-рано класическите изследвания на И. П. Павлов и неговата школа разкриха основните физиологични и биохимични механизми на храносмилателните жлези. Особено ползотворно беше сътрудничеството на лабораториите на А. Я. Данилевски и М. В. Ненцки с лабораторията на И. П. Павлов, което доведе до изясняване на образуването на урея (в черния дроб). Ф. Хопкинс и неговият доц. (Англия) установи стойността на неизвестни досега компоненти на храната, като на тази основа разработи нова концепция за заболявания, причинени от недостиг на храна. Установява се съществуването на взаимозаменяеми и незаменими аминокиселини, разработват се белтъчни норми в храненето. Междинният обмен на аминокиселини се дешифрира - дезаминиране, трансаминация (А. Е. Браунщайн и М. Г. Крицман), декарбоксилиране, взаимните им трансформации и обменни характеристики (С. Р. Мардашев и други). Изясняват се механизмите на биосинтеза на урея (G. Krebs), креатин и креатинин, група от екстрактивни мускулни азотни вещества - дипептиди карнозин, карнитин, ансерин [V. С. Гулевич, Акерман (Д. Акерман),

С. Е. Северин и други]. Прави се подробно проучване на характеристиките на процеса на азотен метаболизъм в растенията (Д. Н. Прянишников, В. Л. Кретович и други). Специално място заема изследването на нарушения в азотния метаболизъм при животни и хора с дефицит на протеин (С. Я. Каплански, Ю. М. Гефтер и други). Извършва се синтезът на пуринови и пиримидинови основи, изясняват се механизмите на образуване на урина в урината, подробно се изследват продуктите от разграждането на хемоглобина (пигменти на жлъчка, изпражнения и урина), дешифрират се пътищата на образуване на хема и механизмът на поява на остри и вродени форми на порфирия и порфиринурия..

Изключителни успехи са постигнати в дешифрирането на структурата на основните въглехидрати [А. A. Collie, Tollens, Killiani, Howorth (B.C. Tollens, H. Killiani, W. Haworth) и други] и механизмите на въглехидратния метаболизъм. Преобразуването на въглехидратите в храносмилателния тракт под въздействието на храносмилателните ензими и чревните микроорганизми (по-специално, в тревопасните) е изяснено подробно; работи върху ролята на черния дроб във въглехидратния метаболизъм и поддържането на концентрацията на кръвна захар на определено ниво, започнала в средата на миналия век от К. Бернар и Е. Пфлугер, се изясняват и разширяват, механизмите на синтеза на гликоген (с участието на UDP-глюкоза) и разграждането му [K, Кори, Лелуар (Л. Ф. Лелуар) и други]; създават се схеми за междинна обмяна на въглехидрати (гликолитичен, пентозен цикъл, цикъл на трикарбоксилна киселина); се изяснява естеството на отделните междинни метаболитни продукти [I. О. Парнас, Емден (G. Embden), О. Майерхоф, Л. А. Иванов, С. П. Костичев, Градина (А. Харден), Кребс, Ф. Липман, Коен (С. Коен), В. А Engelhardt et al.]. Определят се биохимичните механизми на нарушаване на въглехидратния метаболизъм (диабет, галактоземия, гликогеноза и др.), Свързани с наследствени дефекти на съответните ензимни системи.

Изключителни успехи са постигнати в дешифрирането на структурата на липидите: фосфолипиди, цереброзиди, ганглиозиди, стероли и стероли [Tirfelder, A. Vindaus, A. Butenandt, Ruzhichka, Reichstein (H. Thierfelder, A. Ruzicka, T. Reichstein) и др.].

По творбите на М. В. Ненцки, Ф. Кнуп (1904) и Дакин (Х. Дакин) се създава теорията за β-окисляването на мастните киселини. Разработването на съвременни концепции за окислителните пътища (с участието на коензим А) и синтеза (с участието на малонил-КоА) на мастни киселини и сложни липиди е свързан с имената на Leloir, Linen, Lipmann, Green (D. E. Green), Kennedy (E. Kennedy) и т.н.

Значителен напредък е постигнат в изучаването на механизма на биологично окисляване. Една от първите теории за биологичното окисление (т. Нар. Теория на пероксида) е предложена от А. Н. Бах (виж. Биологично окисление). По-късно се появи теория, според която различни субстрати на клетъчното дишане претърпяват окисляване и техният въглерод в крайна сметка се превръща в СО2 поради не погълнат от кислород въздух, а воден кислород (V. I. Palladii, 1908). Впоследствие голям принос за развитието на съвременната теория за тъканното дишане са направени от творбите на Г. Уиланд, Тунберг (Т. Тунберг), Л. С. Стерн, О. Уорбург, Ойлер, Д. Кейлин (Н. Ойлер) и др. Заслугата принадлежи на Варбург откриването на един от коензимите на дехидрогеназите - никотинамид аденин динуклеотид фосфат (NADP), ензим флавин и неговата протезна група, респираторен ензим, съдържащ желязо, по-късно наречен цитохром оксидаза. Той също така предложи спектрофотометричен метод за определяне на концентрацията на NAD и NADP (тест на Warburg), който след това бе основата на количествените методи за определяне на редица биохимични компоненти на кръвта и тъканите. Cailin е установил роля във веригата на дихателни катализатори за железни пигменти (цитохроми).

От голямо значение беше откриването от Липман на коензим А., което даде възможност да се развие универсален цикъл на аеробно окисляване на активната форма на ацетат - ацетил-CoA (цикъл на лимонена киселина на Krebs).

В. А. Енгелхард, както и Липман, въвежда концепцията за „богати на енергия“ фосфорни съединения, по-специално АТФ (виж аденозин фосфорни киселини), в макроергичните връзки, от които се натрупва значителна част от енергията, отделена по време на тъканното дишане (виж Биологично окисляване).

Възможността за респираторна фосфорилация (виж) във верига от дихателни катализатори, монтирани в митохондриални мембрани, е показана от В. А. Белицер и Калкар (Х. Калкар). Голям брой трудове са посветени на изследването на механизма на окислително фосфорилиране [Чейн (В. Шанс), Мичъл (П. Мичъл), В. П. Скулачев и др.].

20 век тя бе белязана от декодирането на химическата структура на всички витамини, известни в кората, време (виж), въвеждат се международни единици витамини, установяват се нуждите от витамини на хора и животни, създава се витаминната индустрия.

Не по-малко значими успехи са постигнати в областта на химията и биохимията на хормоните (виж); изследва структурата и синтезира стероидни хормони на кората на надбъбречната жлеза (Виндаус, Райхщайн, Бутенанд, Рузичка); установи структурата на хормоните на щитовидната жлеза - тироксин, дийодотиронин [E. Кендъл (E.S. Kendall), 1919; Харингтън (S. Harington), 1926]; надбъбречната медула - адреналин, норепинефрин [Takamine (J. Takamine), 1907]. Извършен е синтезът на инсулин, установена е структурата на соматотропните), адренокортикотропните, меланоцитостимулиращите хормони; бяха изолирани и изследвани други хормони с протеинова природа; разработени са схеми за взаимовръщане и обмен на стероидни хормони (Н. А. Юдаев и други). Получени са първите данни за механизма на действие на хормоните (ACTH, вазопресин и др.) Върху метаболизма. Механизмът на регулиране на функциите на ендокринните жлези се дешифрира от принципа за обратна връзка.

Бяха получени значителни данни при изследването на химичния състав и метаболизма на редица важни органи и тъкани (функционална биохимия). Установяват се особеностите в химичния състав на нервната тъкан. В Б. възниква нова посока - неврохимия. Бяха изолирани редица сложни липиди, които съставляват по-голямата част от мозъчната тъкан - фосфатиди, сфингомиелини, плазмалогени, цереброзиди, холестериди, ганглиозиди [Tudihum, Welch (J. Thudichum, H. Waelsh), AB Palladium, E. M. K rep и др.], Изясняват се основните модели на метаболизма на нервните клетки, дешифрира се ролята на биологично активните амини - адреналин, норепинефрин, хистамин, серотонин, γ-амино-масло и други. В медицинската практика се въвеждат различни психофармакологични вещества, които отварят нови възможности при лечението на различни нервни заболявания. Химическите предаватели на нервно възбуждане (медиатори) се изучават подробно, а различни инхибитори на холинестеразата за борба с насекомите вредители се използват широко, особено в селското стопанство и др..

Постигнати са значителни успехи в изследването на мускулната активност. Контрактилните протеини на мускулите се изследват подробно (вж. Мускулна тъкан). Установена е решаващата роля на АТФ в свиването на мускулите [V. А. Енгелхард и М. Н. Любимова, св. Гьорджий, Щрауб (A. Szent-Gyorgyi, F. B. Straub)], при движение на клетъчни органели, проникване във фагови бактерии [Weber, Hoffmann-Burling (N. Weber, Х. Хофман-Берлинг), И. Иванов, В. Я. Александров, Н. И. Аронет, Б. Ф. Поглазов и други]; подробно се изучава механизмът на свиване на мускулите на молекулно ниво [Huxley, Hanson (H. Huxley, J. Hanson), G. M. Frank, Tonomura (J. Tonomura) и други], ролята на имидазола и неговите производни (G Е. Северин); се разработват теории за двуфазна мускулна активност [W. Hasselbach] и др..

Важни резултати бяха получени при изследване на състава и свойствата на кръвта: дихателната функция на кръвта беше изследвана при нормални условия и при редица патологични състояния; е изяснен механизмът на пренос на кислород от белите дробове към тъканите и въглеродния диоксид от тъканите към белите дробове [I. М. Сеченов, Й. Халдейн, Ван Слейке (Д. Иван Слейке), Й. Баркрофт, Хендерсън (Л. Хендерсън), С. Е. Северин, Г. Е. Владимиров, Е. М. Crepe, G. V. Derviz]; изяснено и разширено разбиране за механизма на коагулацията на кръвта; е установено наличието на редица нови фактори в кръвната плазма, при липсата на които се наблюдават различни форми на хемофилия в кръвта. Изследван е фракционният състав на протеините в кръвната плазма (албумин, алфа, бета и гама глобулини, липопротеини и др.). Открити са редица нови плазмени протеини (правилен, С-реактивен протеин, хаптоглобин, криоглобулин, трансферин, церулоплазмин, интерферон и др.). Открита е система от кинини, биологично активни полипептиди на плазмата на кръвта (брадикинин, калидин), които играят важна роля в регулацията на локалния и общия кръвен поток и участват в развитието на възпалителни процеси, шок и други патологични процеси и състояния..

Важна роля в развитието на съвременната биотехнология играе разработването на редица специални изследователски методи: изотопни индикации, диференциално центрофугиране (отделяне на субклетъчни органоиди), спектрофотометрия (виж), мас-спектрометрия (виж), електронен парамагнитен резонанс (виж) и др..

Някои перспективи за развитието на биохимията

Успехите на Б. до голяма степен определят не само сегашното ниво на медицината, но и евентуалното й по-нататъшно развитие. Един от основните проблеми на Б. и молекулярната биология (виж) става коригирането на дефектите в генетичния апарат (виж. Генна терапия). Радикалната терапия на наследствени заболявания, свързани с мутационни промени в определени гени (т.е. ДНК секции), отговорни за синтеза на някои протеини и ензими, по принцип е възможна само чрез трансплантация на синтезирани in vitro или изолирани от клетки (например бактерии) подобни "Здрави" гени. Също така е много примамлива задача да овладеят механизма за регулиране на четене на генетична информация, кодирана в ДНК и дешифриране на молекулно ниво механизма на клетъчната диференциация в онтогенезата. Проблемът с лечението на редица вирусни заболявания, особено левкемия, вероятно няма да бъде решен, докато механизмът на взаимодействие на вируси (в частност онкогенни) със заразената клетка не бъде напълно изяснен. В тази посока се работи интензивно в много лаборатории по света. Изясняването на жизнената картина на молекулярно ниво ще позволи не само да се разберат напълно процесите, протичащи в организма (биокатализа, механизмът на използване на АТФ и GTP енергия при изпълнение на механични функции, предаване на нервно възбуждане, активен транспорт на вещества през мембрани, явление на имунитет и др.), Но и ще отвори нови възможности за създаване на ефективни лекарства, в борбата с преждевременното стареене, развитието на сърдечно-съдови заболявания (атеросклероза), удължаване на живота.

Биохимични центрове в СССР. Институтът по биохимия име А. Н. Бах, Институт по молекулярна биология, Институт по химия на природните съединения, Институт по еволюционна физиология и биохимия И. Сеченов, Институт по протеини, Институт по физиология и биохимия на растенията, Институт по биохимия и физиология на микроорганизмите, филиал на Института по биохимия на Украинската ССР, Институт по биохимия Арм. SSR и др. Академията на медицинските науки на СССР разполага с Института по биологична и медицинска химия, Института за експериментална ендокринология и химия на хормоните, Института по хранене и Катедрата по биохимия на Института по експериментална медицина. Съществуват и редица биохимични лаборатории в други институти и научни институции на Академията на науките на СССР, Академията на медицинските науки на СССР, академиите на съюзните републики, университетите (катедри по биохимия на Москва, Ленинград и други университети, редица медицински институти, Военномедицинска академия и др.), Ветеринарни селскостопански и други научни институции. В СССР има около 8 хиляди членове на Всесъюзното биохимично дружество (UBO), разрез е член на Европейската федерация на биохимиците (FEBS) и Международния биохимичен съюз (IUB).

Радиационна биохимия

Радиация Б. изследва метаболитните промени, които настъпват в организма, когато са изложени на йонизиращо лъчение. Облъчването причинява йонизация и възбуждане на клетъчните молекули, техните реакции със свободни радикали (виж) и пероксиди, които се случват във водната среда, което води до нарушаване на структурите на биосубстрата на клетъчните органели, до равновесие и взаимни отношения на вътреклетъчните биохимични процеси. По-специално, тези измествания в комбинация с послерадиационните ефекти от повреденото c. н от. а хуморалните фактори пораждат вторични метаболитни нарушения, причинявайки хода на лъчева болест. Важна роля в развитието на лъчева болест играе ускоряването на разграждането на нуклеопротеините, ДНК и прости протеини, инхибирането на тяхната биосинтеза, нарушеното координирано действие на ензимите, както и окислителното фосфорилиране (виж) в митохондриите, намаляването на количеството на АТФ в тъканите и засиленото окисляване на липидите с образуването на пероксид Радиационна болест, радиобиология, медицинска радиология).

Библиография: Athos S.I. Биохимия на животните, М., 1970; Биохимия, изд. Х. Н. Яковлева, М., 1969; ZbarekiY B.I., Иванов I.I. и M и r-d и sh e в S. R. Биологична химия, JI., 1972; Кретович В. JI. Основи на растителната биохимия, М., 1971; JI e n и n dj e r A. Биохимия, прев. от англ., М., 1974; Макеев И.А., Гулевич В. С. и Броде JI. М. Курс по биологична химия, JI., 1947; Mahler G.R. и Cordes U. Г. Оснопов биологична химия, прев. от англ., М., 1970; Фердман Д. JI. Биохимия, М., 1966; Филипович Ю. Б. Основи на биохимията, М., 1969; III t r a u b F. B. Биохимия, прев. с унгарски., Будапеща, 1965; R a r o r o t S. M. Medizinische Bioc-hemie, B., 1962.

Периодика - Биохимия, М., от 1936 г.; Въпроси по медицинска химия, М., от 1955 г.; Списание за еволюционна биохимия и физиология, М., от 1965 г.; Трудове на Академията на науките на СССР, Серия Биологични науки, М., от 1958 г.; Молекулярна биология, М., от 1967 г.; Украинското списание „Букеми“, Кшв, от 1946 г. (1926-1937 г. - Науков1 бележки от украинския шетютут на Бухеми, 1938–1941 г. - списание „Бухеме“); Напредък в биологичната химия, JI., От 1924 г.; Успехи на съвременната биология, М., от 1932 г.; Годишен преглед на биохимията, Станфорд, от 1932 г.; Архив по биохимия и биофизика, Н. Й., от 1951 г. (1942-1950 г. - Архив по биохимия); Biochemical Journal, L., от 1906 г.; Biochemische Zeitsch-rift, B., от 1906 г.; Биохимия, Вашингтон, от 1964 г.; Biochimica et biophysica acta, N. Y. - Амстердам, от 1947 г.; Бюлетин de la Soci6t И. Иванов; Т. А. Федорова (рад.).