Предмет и задачи биохимии. Методы биохимических исследований

Биологическая химия решает большое число задач. Поскольку в основе жизнедеятельности здорового организма лежит сложнейшая совокупность биохимических реакций, то при патологии нормальное течение биохимических реакций, как правило, нарушается. В связи с чем возникает необходимость исследовать состояние обмена веществ не только в норме, но и при патологии.

Задача врача заключается в том, чтобы предотвратить развитие патологического процесса в организме и ее решение возможно лишь при своевременной и правильной диагностике, назначении адекватного лечения, которое возможно лишь в том случае, если врач понимает сущность происходящего в организме. При назначении в процессе лечения различных медикаментов, которые включаются в метаболические процессы, необходимо четко представлять механизм их действия и предвидеть возможные последствия этого лечения.

1. Познание молекулярных механизмов физиологических, генетических и иммунологических процессов жизнедеятельности в норме и при патологии и действии на организм различных факторов.

2. Совершенствование методов профилактики, диагностики и лечения заболеваний.

3. Разработка новых лекарственных средств, нормализующих обменные процессы.

4. Разработка научных основ, рационального, сбалансированного питания, здорового образа жизни.

5. Разработка научных основ Исторически сложились три направления биохимии:

1. Статическая биохимия - исследует качественные и количественный химический состав живых организмов.

2. Динамическая биохимия - изучает совокупность превращений веществ, энергии и информации в живом организме.

3. Функциональная биохимия - изучает химическую основу функций тканей, органов, систем органов и межорганных взаимоотношений.

Совершенно очевидно, что это деление весьма условно, поскольку все эти направления взаимно проникают друг в друга и лишь в совокупности они дают возможность приблизиться к пониманию сущности живого организма.

В зависимости от объекта исследования или направления исследования биохимию подразделяют на такие разделы как:

- общая биохимия которая изучает общие вопросы химических основ жизнедеятельности различных организмов

- бионеорганическая химия изучающая роль и значение в процессе жизнедеятельности комплексов неорганических ионов с органическими соединениями

- биоорганическая химия исследующая физико-химические основы функционирования живых систем

- биохимия человека и животных, (растений, микроорганизмов)

- техническая биохимия,изучающая состав пищевых продуктов, химическую основу технологических процессов их хранения, переработки и т.д.

- сравнительная (эволюционная) биохимия которая исследует биохимические процессы в сравнительном (эволюционном) аспекте

- радиационная биохимия изучает биохимические основы радиационного повреждения и способы его профилактики в живой организме

- медицинская (клиническая) биохимия исследует биохимические основы патологических процессов.

В недрах биохимии на стыке биологии, медицины, химии, физики, математики, кибернетики сформировалась новая наука - физико-химическая биология, объединяющая цели и задачи всех вышеназванных направлений биохимии.

 

Основные методические подходы к изучению метаболизма

Метод	Характеристика (пример)
Исследование на уровне целого организма	1. удаление органа (гепатэктомия) 2. изменение диеты (голодание, усиленное питание) 3. прием лекарств 4. введение токсинов 5. наблюдение за животными со специфическими заболеваниями (сахарный диабет) 6. использование сложным методов (ЯМР-спектроскопия и др.)
Перфузия изолированных органов	наиболее пригодны сердце, печень, почки
Инкубация тканевых срезов	чаще используются срезы печени
Инкубация целых клеток	наиболее пригодны клетки крови и печени
Изучение гомогенатов	1. работа с бесклеточными препаратами 2. можно удалять или добавлять различные вещества и наблюдать за результатами 3. можно фракционировать различные органеллы путем дифференциального центрифугирования
Исследование изолированных органелл	широко используются митохондрии, микросомы, рибосомы и др.
Субфракционирование изолированных органелл	например митохондрий для выделение комплексов дыхательной цепи
Выделение и характеристика ферментов и метаболитов	обязательно при описании любой химической реакции и метаболического пути
Клонирование генов, кодирующих ферменты и др. белков	исследование особенностей структуры и регуляции гена и первичной структуры белка, кодируемой этим геном