Определение и предмет исследования биохимии

В результате изучения материала данной главы студент должен:

знать

• • основные признаки живой материи;
• • этапы развития биохимии;
• • деление биохимии с точки зрения подхода и объекта;
• • важнейшие методы исследования, применяемые в биохимии;
• • теоретические успехи и практические достижения биохимии;
• • роль отечественных ученых в развитии биохимии;

уметь

• • объяснять сущность методов, используемых в биохимических исследованиях;
• • привести примеры достижений биохимии, используемых в народном хозяйстве и в частности — в пищевых технологиях;

владеть

• • правилами техники безопасности, простейшими методами и приемами работы в биохимической лаборатории;
• • техникой работы с важнейшим оборудованием, используемым в биохимической лаборатории (весы лабораторные технические и аналитические, бюретки и микробюретки, бани водяные, рефрактометры, фогоэлектроколориметры и др.).

Предмет и задачи биохимии

Биохимия изучает качественный и количественный состав и динамические превращения соединений, образующих живые организмы.

Из определения ясно, что биохимия охватывает широкую область научного познания. Живой мир чрезвычайно многообразен. По современным представлениям, на Земле насчитывается около 2 млн видов различных организмов. Все они представляют интерес как объекты исследования для биохимика. В силу такого большого многообразия и больших различий между видами биохимия дифференцировалась на разделы в зависимости от объекта исследования. В настоящее время выделяют биохимию человека, животных, растений, микроорганизмов и др.

С точки зрения химического состава и живые, и неживые объекты образованы атомами и молекулами. Но в живых организмах и маленькие, и большие молекулы, а также целые структуры непрерывно обновляются: распадаются и синтезируются вновь. Только живые организмы способны воспроизводить организмы, подобные своему, и обладают набором характерных признаков:

• • высоким уровень структурной организации или высокая степень упорядоченности;
• • способность к эффективному использованию и преобразованию различных видов энергии;
• • постоянный обмен веществ с окружающей средой;
• • самовоспроизведение и передача наследственных свойств.

Поэтому для биохимика недостаточно знать просто набор атомов и молекул, из которых построены организмы.

Предметом исследования биохимии являются качественный и количественный химический состав живых организмов и превращения биологических молекул в процессе жизнедеятельности.

В современной жизни биохимия — одна из самых бурно развивающихся областей знания. Эта относительно молодая наука широко интегрировалась со смежными дисциплинами, такими как биология, физиология, химия, медицина и др. Биохимия берет на вооружение самые новейшие методы исследования и достижения других наук и изучает свой предмет на разных уровнях.

На уровне целостного организма выполняются балансовые эксперименты по поступлению веществ и выведению их в виде продуктов распада. На уровне отдельных органов и тканей разработаны многочисленные методы исследования обмена веществ в тканевых срезах или биологических жидкостях (крови, слюне, молоке и др.). Много ценной информации о составе живых организмов и обмене веществ в них получено на уровне клетки. Современные методы позволяют использовать субклеточные структуры и отдельные молекулы. То есть в настоящее время это тончайшая область исследований — почти молекулярная биология.

Достижения биохимии находят применение в различных прикладных областях и народном хозяйстве в целом, создают прочную базу для решения многих частных проблем. Привлечение знаний биохимии успешно используется в повышении урожайности сельскохозяйственного производства, для увеличения рентабельности пищевой промышленности, получения новых препаратов фармацевтической отрасли. Современная медицина, здравоохранение, экология целиком опираются на биохимические разработки.

Например, исследования, выполненные ВОЗ, о влиянии питания на здоровье населения в качестве аргументов используют новейшие достижения биохимии. По данным этих материалов, около трети всех бюджетов здравоохранения европейских стран тратится па лечение алиментарно-зависимых заболеваний. Такие выводы сделаны на базе обширных эпидемиологических^[1] исследований населения европейского региона.

В связи с этим на данном этапе развития общества для биохимии человека и биохимии питания выдвигаются следующие задачи.

• • Определение строения, физико-химических свойств и функций отдельных биологических молекул.
• • Изучение механизмов синтеза и распада биологических молекул в организме.
• • Исследование механизмов поступления различных веществ во внутреннюю среду организма и выведения продуктов распада из организма.
• • Выявление взаимосвязей между отдельными компонентами продуктов и биохимическими показателями организма человека.
• • Изучение механизмов преобразования, накопления и использования энергии в клетке.
• • Определение механизмов передачи наследственных признаков и воспроизведения подобных себе организмов.
• • Изучение влияния антропогенных, алиментарных и других внешних факторов на обмен веществ в организме.

• [1] Эпидемиологическими называют исследования больших групп населения (несколькодесятков тысяч), которые наблюдаются в течение нескольких лет на предмет взаимосвязи потребления какого-либо продукта (или компонента продукта) с частотой заболевания; такиеисследования нс позволяют судить о причинно-следственных связях, но позволяют оценитьриски.