التحليل الكيميائي الحيوي هو دراسة مجموعة واسعة من الإنزيمات والمواد العضوية والمعدنية. هذا تحليل التمثيل الغذائي في جسم الإنسان: الكربوهيدرات والمعادن والدهون والبروتين. تظهر التغيرات في عملية التمثيل الغذائي ما إذا كان هناك علم الأمراض وفي أي عضو.

ويتم هذا التحليل إذا اشتبه الطبيب بوجود مرض خفي. نتيجة تحليل الأمراض في الجسم هي في الواقع المرحلة الأوليةالتطوير، ويمكن للمتخصص التنقل في الاختيار الأدوية.

وباستخدام هذا الاختبار، من الممكن اكتشاف سرطان الدم في مرحلة مبكرة، عندما تكون الأعراض لم تبدأ بالظهور بعد. في هذه الحالة يمكنك البدء بتناول الأدوية اللازمة وإيقاف العملية المرضية للمرض.

عملية أخذ العينات وقيم مؤشرات التحليل

يتم أخذ الدم من الوريد لتحليله، ما يقارب من خمسة إلى عشرة ملليلترات. يتم وضعها في أنبوب اختبار خاص. يتم إجراء التحليل على معدة فارغة للمريض، لمزيد من الدقة الكاملة. إذا لم يكن هناك أي خطر على الصحة، فينصح بعدم تناول الأدوية قبل الدم.

لتفسير نتائج التحليل، يتم استخدام المؤشرات الأكثر إفادة:
- مستويات الجلوكوز والسكر - المستوى المتزايد يميز تطور مرض السكري لدى الشخص، وهو انخفاض حاد فيه يشكل تهديدا للحياة؛
- الكوليسترول - يشير محتواه المتزايد إلى وجود تصلب الشرايين الوعائية وخطر الإصابة بأمراض القلب والأوعية الدموية.
- الترانساميناسات - الإنزيمات التي تكشف عن أمراض مثل احتشاء عضلة القلب أو تلف الكبد (التهاب الكبد) أو وجود أي إصابة.
- البيليروبين – لها أداء عاليتحدث عن تلف الكبد، والتدمير الهائل لخلايا الدم الحمراء وضعف تدفق الصفراء؛
- اليوريا والكرياتين - يشير فائضهما إلى ضعف وظيفة الإخراج في الكلى والكبد.
- البروتين الكلي - تتغير مؤشراته عند حدوث مرض خطير أو بعض العمليات السلبية في الجسم؛
- الأميليز هو إنزيم البنكرياس، وزيادة مستواه في الدم يشير إلى التهاب الغدة - التهاب البنكرياس.

بالإضافة إلى ما سبق، يحدد اختبار الدم البيوكيميائي محتوى البوتاسيوم والحديد والفوسفور والكلور في الجسم. يمكن للطبيب المعالج فقط تفسير نتائج التحليل ووصف العلاج المناسب.

غالبًا ما يهتم مرضى المستشفيات وأقاربهم بماهية الكيمياء الحيوية. هذه الكلمةيمكن استخدامها في معنيين: كعلم ولتسمية اختبار الدم البيوكيميائي. دعونا ننظر إلى كل واحد منهم.

الكيمياء الحيوية كعلم

الكيمياء البيولوجية أو الفسيولوجية - الكيمياء الحيوية هي العلم الذي يدرس التركيب الكيميائيخلايا أي كائن حي. يتم في سياق دراسته أيضًا فحص الأنماط التي تحدث وفقًا لها جميع التفاعلات الكيميائية في الأنسجة الحية التي تضمن الوظائف الحيوية للكائنات الحية.

المتعلقة بالكيمياء الحيوية التخصصات العلميةنكون البيولوجيا الجزيئية, الكيمياء العضويةوبيولوجيا الخلية وما إلى ذلك. يمكن استخدام كلمة "الكيمياء الحيوية" على سبيل المثال في الجملة: "تم تشكيل الكيمياء الحيوية كعلم منفصل منذ حوالي 100 عام."

ولكن يمكنك معرفة المزيد عن العلوم المماثلة إذا قرأت مقالتنا.

الكيمياء الحيوية في الدم

يشير اختبار الدم البيوكيميائي اختبار معمليمؤشرات مختلفة في الدم، ويتم أخذ اختبارات من الوريد (عملية بزل الوريد). وبناءً على نتائج الدراسة يمكن تقييم حالة الجسم، وتحديداً أعضائه وأجهزته. يمكن العثور على مزيد من المعلومات حول هذا التحليل في قسمنا.

بفضل الكيمياء الحيوية في الدم، يمكنك معرفة كيفية عمل الكلى والكبد والقلب، وكذلك تحديد العامل الروماتيزمي، وتوازن الماء والملح، وما إلى ذلك.

في هذه المقالة سوف نجيب على سؤال ما هي الكيمياء الحيوية. وسنتناول هنا تعريف هذا العلم وتاريخه وطرق بحثه، ونهتم ببعض العمليات ونحدد أقسامه.

مقدمة

للإجابة على سؤال ما هي الكيمياء الحيوية، يكفي أن نقول إنها علم مخصص للتركيب الكيميائي والعمليات التي تحدث داخل الخلية الحية للجسم. ومع ذلك، فهو يحتوي على العديد من المكونات، وبعد التعرف على أي منها، يمكنك الحصول على فكرة أكثر تحديدًا عنها.

في بعض الحلقات المؤقتة من القرن التاسع عشر، بدأ استخدام الوحدة المصطلحية "الكيمياء الحيوية" لأول مرة. ومع ذلك، تم تقديمه إلى الدوائر العلمية فقط في عام 1903 من قبل الكيميائي الألماني كارل نيوبيرج. ويحتل هذا العلم موقعا وسطا بين علم الأحياء والكيمياء.

حقائق تاريخية

تمكنت البشرية من الإجابة بوضوح على سؤال ما هي الكيمياء الحيوية منذ حوالي مائة عام فقط. على الرغم من أن المجتمع يستخدم الحيوية العمليات الكيميائيةوردود الفعل حتى في العصور القديمة لم تكن تشك في وجود جوهرها الحقيقي.

بعض الأمثلة البعيدة هي صناعة الخبز، وصناعة النبيذ، وصناعة الجبن، وما إلى ذلك. وقد أجبر عدد من الأسئلة حول الخصائص العلاجية للنباتات، والمشاكل الصحية، وما إلى ذلك الشخص على الخوض في أساسها وطبيعة النشاط.

يمكن ملاحظة تطور مجموعة عامة من الاتجاهات التي أدت في النهاية إلى إنشاء الكيمياء الحيوية في العصور القديمة. كتب عالم طبيب من بلاد فارس في القرن العاشر كتابًا عن شرائع العلوم الطبية، حيث كان قادرًا على وصف العديد من التفاصيل بالتفصيل المواد الطبية. في القرن السابع عشر، اقترح فان هيلمونت مصطلح "الإنزيم" كوحدة كاشف ذات طبيعة كيميائية تشارك في عمليات الهضم.

في القرن الثامن عشر، بفضل أعمال أ.ل. لافوازييه وإم. لومونوسوف، اشتق قانون حفظ كتلة المادة. وفي نهاية القرن نفسه، تم تحديد أهمية الأكسجين في عملية التنفس.

في عام 1827، جعل العلم من الممكن إنشاء تقسيم الجزيئات البيولوجية إلى مركبات من الدهون والبروتينات والكربوهيدرات. ولا تزال هذه المصطلحات مستخدمة حتى يومنا هذا. بعد مرور عام، ثبت في عمل F. Wöhler أن المواد الموجودة في الأنظمة الحية يمكن تصنيعها بوسائل اصطناعية. واحد آخر حدث مهمكان إنتاج وتجميع نظرية بنية المركبات العضوية.

استغرق تكوين أساسيات الكيمياء الحيوية عدة مئات من السنين، ولكن تم تعريفها بوضوح في عام 1903. أصبح هذا العلم أول نظام بيولوجي له نظام خاص به للتحليل الرياضي.

وبعد 25 عاما، في عام 1928، أجرى ف. جريفيث تجربة كان هدفها دراسة آلية التحول. أصاب العالم الفئران بالمكورات الرئوية. لقد قتل البكتيريا من سلالة واحدة وأضافها إلى بكتيريا من سلالة أخرى. ووجدت الدراسة أن عملية تنقية العوامل المسببة للأمراض أدت إلى تكوين الحمض النووي بدلا من البروتين. قائمة الاكتشافات لا تزال في ازدياد.

توافر التخصصات ذات الصلة

الكيمياء الحيوية علم منفصل، لكن إنشائه سبقته عملية نشطة لتطوير الفرع العضوي للكيمياء. الفرق الرئيسي يكمن في كائنات الدراسة. تأخذ الكيمياء الحيوية في الاعتبار فقط تلك المواد أو العمليات التي يمكن أن تحدث في ظروف الكائنات الحية، وليس خارجها.

في نهاية المطاف، أدمجت الكيمياء الحيوية مفهوم البيولوجيا الجزيئية. إنهم يختلفون عن بعضهم البعض بشكل رئيسي في أساليب عملهم والموضوعات التي يدرسونها. حاليًا، بدأ استخدام الوحدات المصطلحية "الكيمياء الحيوية" و"البيولوجيا الجزيئية" كمرادفات.

توافر الأقسام

تشتمل الكيمياء الحيوية اليوم على عدد من المجالات البحثية، بما في ذلك:

فرع الكيمياء الحيوية الساكنة هو علم التركيب الكيميائي للكائنات الحية وهياكلها وتنوعها الجزيئي ووظائفها وما إلى ذلك.

هناك عدد من الأقسام التي تدرس البوليمرات البيولوجية من البروتين والدهون والكربوهيدرات وجزيئات الأحماض الأمينية، وكذلك الأحماض النووية والنيوكليوتيدات نفسها.

الكيمياء الحيوية، التي تدرس الفيتامينات ودورها وشكل تأثيرها على الجسم، والاضطرابات المحتملة في العمليات الحيوية بسبب النقص أو الكميات الزائدة.

الكيمياء الحيوية الهرمونية هو علم يدرس الهرمونات وتأثيرها البيولوجي وأسباب نقصها أو زيادتها.

يعد علم التمثيل الغذائي وآلياته فرعًا ديناميكيًا من الكيمياء الحيوية (بما في ذلك الطاقة الحيوية).

أبحاث البيولوجيا الجزيئية.

يدرس المكون الوظيفي للكيمياء الحيوية ظاهرة التحولات الكيميائية المسؤولة عن وظائف جميع مكونات الجسم بدءاً من الأنسجة وانتهاءً بالجسم كله.

الكيمياء الحيوية الطبية هي قسم عن أنماط التمثيل الغذائي بين هياكل الجسم تحت تأثير الأمراض.

وهناك أيضًا فروع للكيمياء الحيوية للكائنات الحية الدقيقة والإنسان والحيوانات والنباتات والدم والأنسجة وغيرها.

أدوات البحث وحل المشكلات

تعتمد طرق الكيمياء الحيوية على التجزئة والتحليل والدراسة التفصيلية وفحص بنية كل من المكون الفردي والكائن الحي بأكمله أو مادته. تشكلت معظمها خلال القرن العشرين، وأصبحت عملية الفصل اللوني، وهي عملية الطرد المركزي والرحلان الكهربائي، هي الأكثر شهرة على نطاق واسع.



في نهاية القرن العشرين، بدأت الأساليب البيوكيميائية تجد تطبيقاتها بشكل متزايد في الفروع الجزيئية والخلوية لعلم الأحياء. تم تحديد بنية جينوم الحمض النووي البشري بأكمله. وقد جعل هذا الاكتشاف من الممكن التعرف على وجود عدد كبير من المواد، وخاصة البروتينات المختلفة، التي لم يتم اكتشافها أثناء تنقية الكتلة الحيوية، بسبب محتواها المنخفض للغاية في المادة.

لقد تحدى علم الجينوم قدرًا هائلاً من المعرفة البيوكيميائية وأدى إلى تطوير تغييرات في منهجيته. ظهر مفهوم النمذجة الافتراضية للكمبيوتر.

المكون الكيميائي

يرتبط علم وظائف الأعضاء والكيمياء الحيوية ارتباطًا وثيقًا. ويفسر ذلك اعتماد معدل حدوث جميع العمليات الفسيولوجية على محتوى سلسلة مختلفة العناصر الكيميائية.



يمكن العثور على 90 مكونًا في الطبيعة الجدول الدوريالعناصر الكيميائية، ولكن هناك حاجة إلى حوالي ربعها للحياة. لا يحتاج جسمنا إلى العديد من المكونات النادرة على الإطلاق.

تحدد المواضع المختلفة للمصنف في الجدول الهرمي للكائنات الحية الاحتياجات المختلفة لوجود عناصر معينة.

99% من كتلة الإنسان تتكون من ستة عناصر (C، H، N، O، F، Ca). وبالإضافة إلى الكمية الأساسية لهذه الأنواع من الذرات التي تشكل المواد، فإننا نحتاج إلى 19 عنصرًا إضافيًا، ولكن بأحجام صغيرة أو مجهرية. ومن بينها: Zn، Ni، Ma، K، Cl، Na وغيرها.

جزيء حيوي من البروتين

الجزيئات الرئيسية التي تدرسها الكيمياء الحيوية هي الكربوهيدرات، والبروتينات، والدهون، والأحماض النووية، وينصب اهتمام هذا العلم على هجينتها.

البروتينات هي مركبات كبيرة. يتم تشكيلها عن طريق ربط سلاسل المونومرات - الأحماض الأمينية. تحصل معظم الكائنات الحية على البروتينات من خلال تركيب عشرين نوعًا من هذه المركبات.

تختلف هذه المونومرات عن بعضها البعض في بنية المجموعة الجذرية التي تلعب دور ضخمأثناء طي البروتين. والغرض من هذه العملية هو تشكيل هيكل ثلاثي الأبعاد. ترتبط الأحماض الأمينية ببعضها البعض عن طريق تكوين روابط الببتيد.

عند الإجابة على سؤال ما هي الكيمياء الحيوية، من المستحيل عدم ذكر مثل هذه الجزيئات البيولوجية المعقدة والمتعددة الوظائف مثل البروتينات. لديهم مهام أكثر من السكريات أو الأحماض النووية لأداء.

يتم تمثيل بعض البروتينات بواسطة الإنزيمات وتشارك في تحفيز التفاعلات المختلفة ذات الطبيعة البيوكيميائية، وهو أمر مهم جدًا لعملية التمثيل الغذائي. يمكن لجزيئات البروتين الأخرى أن تعمل كآليات إشارات، وتشكل هياكل خلوية، وتشارك في الدفاع المناعي، وما إلى ذلك.

بعض أنواع البروتينات قادرة على تكوين مجمعات جزيئية حيوية غير بروتينية. المواد التي يتم إنشاؤها عن طريق دمج البروتينات مع السكريات قليلة التعدد تسمح بوجود جزيئات مثل البروتينات السكرية، والتفاعل مع الدهون يؤدي إلى ظهور البروتينات الدهنية.

جزيء الحمض النووي

يتم تمثيل الأحماض النووية بمجمعات من الجزيئات الكبيرة التي تتكون من مجموعة من السلاسل متعددة النوكليوتيدات. الغرض الوظيفي الرئيسي منها هو تشفير المعلومات الوراثية. يحدث تخليق الحمض النووي بسبب وجود جزيئات الطاقة الكلية أحادية النوكليوسيد ثلاثي الفوسفات (ATP، TTP، UTP، GTP، CTP).

الممثلون الأكثر انتشارًا لهذه الأحماض هم DNA و RNA. توجد هذه العناصر الهيكلية في كل خلية حية، من العتائق إلى حقيقيات النوى، وحتى الفيروسات.

جزيء الدهون

الدهون هي المواد الجزيئيةيتكون من الجلسرين الذي ترتبط به الأحماض الدهنية (من 1 إلى 3) من خلال روابط استر. وتنقسم هذه المواد إلى مجموعات حسب طول السلسلة الهيدروكربونية، كما يتم الاهتمام بالتشبع. الكيمياء الحيوية للمياه لا تسمح لها بإذابة مركبات الدهون (الدهون). وكقاعدة عامة، تذوب هذه المواد في المحاليل القطبية.



المهام الرئيسية للدهون هي توفير الطاقة للجسم. بعضها جزء من الهرمونات، ويمكن أن يؤدي وظيفة الإشارة أو ينقل الجزيئات المحبة للدهون.

جزيء الكربوهيدرات

الكربوهيدرات هي بوليمرات حيوية تتكون من اتحاد المونومرات، والتي يتم تمثيلها في هذه الحالة بواسطة السكريات الأحادية، مثل الجلوكوز أو الفركتوز. سمحت دراسة الكيمياء الحيوية النباتية للإنسان بتحديد أن الجزء الأكبر من الكربوهيدرات موجود فيها.

تجد هذه البوليمرات الحيوية استخدامها في الوظيفة الهيكلية وتوفير موارد الطاقة للكائن الحي أو الخلية. مادة التخزين الرئيسية في الكائنات النباتية هي النشا، وفي الحيوانات هي الجليكوجين.

مسار دورة كريبس

هناك دورة كريبس في الكيمياء الحيوية - وهي ظاهرة يتلقى خلالها العدد السائد من الكائنات حقيقية النواة معظم الطاقة التي تنفق على عمليات أكسدة الطعام المبتلع.

ويمكن ملاحظته داخل الميتوكوندريا الخلوية. يتم تشكيله من خلال عدة تفاعلات يتم خلالها إطلاق احتياطيات الطاقة "المخفية".

في الكيمياء الحيوية، تعد دورة كريبس جزءًا مهمًا من عملية التنفس العامة واستقلاب المواد داخل الخلايا. تم اكتشاف الدورة ودراستها بواسطة H. Krebs. ولهذا حصل العالم على جائزة نوبل.

وتسمى هذه العملية أيضًا بنظام نقل الإلكترون. ويرجع ذلك إلى التحويل المصاحب لـ ATP إلى ADP. المركب الأول بدوره مسؤول عن ضمان التفاعلات الأيضية من خلال إطلاق الطاقة.

الكيمياء الحيوية والطب

يتم تقديم الكيمياء الحيوية للطب إلينا كعلم يغطي العديد من مجالات العمليات البيولوجية والكيميائية. يوجد حاليًا صناعة كاملة في مجال التعليم تقوم بتدريب المتخصصين لهذه الدراسات.

تتم هنا دراسة كل شيء حي: من البكتيريا أو الفيروسات إلى جسم الإنسان. إن التخصص كعالم كيمياء حيوية يمنح الشخص الفرصة لمتابعة التشخيص وتحليل العلاج المطبق على الوحدة الفردية، واستخلاص النتائج، وما إلى ذلك.



لإعداد خبير مؤهل تأهيلا عاليا في هذا المجال، تحتاج إلى تدريبه العلوم الطبيعيةوأساسيات الطب وتخصصات التكنولوجيا الحيوية، وإجراء العديد من اختبارات الكيمياء الحيوية. يتم منح الطالب أيضًا الفرصة لتطبيق معرفتهم عمليًا.

أصبحت جامعات الكيمياء الحيوية حاليًا تحظى بشعبية متزايدة، ويرجع ذلك إلى التطور السريعهذا العلم وأهميته للإنسان وأهميته وما إلى ذلك.

ومن أشهر المؤسسات التعليمية التي يتم فيها تدريب المتخصصين في هذا الفرع من العلوم، أشهرها وأهمها: جامعة موسكو الحكومية. لومونوسوف، جامعة بيرم الحكومية التربوية سميت باسم. بيلينسكي، جامعة موسكو الحكومية. أوغاريف وكازان وكراسنويارسك جامعات الدولةوغيرها.

لا تختلف قائمة المستندات المطلوبة للقبول في هذه الجامعات عن قائمة القبول في مؤسسات التعليم العالي الأخرى. المؤسسات التعليمية. علم الأحياء والكيمياء هي المواضيع الرئيسية التي يجب اتخاذها عند القبول.

الكيمياء الحيوية هو العلم الذي يدرس دراسة الجزيئات المختلفة، التفاعلات الكيميائيةوالعمليات التي تحدث في الخلايا والكائنات الحية. إن المعرفة الشاملة بالكيمياء الحيوية ضرورية للغاية للتطوير الناجح لمجالين رئيسيين من العلوم الطبية الحيوية: 1) حل مشاكل الحفاظ على صحة الإنسان؛ 2) معرفة أسباب الأمراض المختلفة وإيجاد طرق علاجها بشكل فعال.

الكيمياء الحيوية والصحة

تُعرِّف منظمة الصحة العالمية (WHO) الصحة بأنها "حالة من اكتمال السلامة بدنيًا وعقليًا واجتماعيًا، ولا تقتصر على مجرد غياب المرض أو العجز". من وجهة نظر كيميائية حيوية بحتة، يمكن اعتبار الكائن الحي سليمًا إذا حدثت عدة آلاف من التفاعلات التي تحدث داخل الخلايا وفي البيئة خارج الخلية في ظل مثل هذه الظروف وبمثل هذه السرعات التي تضمن أقصى قدر من الحيوية للكائن الحي وتحافظ على حالة طبيعية من الناحية الفسيولوجية (وليست مرضية). ) ولاية.

الكيمياء الحيوية والتغذية والوقاية والعلاج

أحد المتطلبات الأساسية للحفاظ على الصحة هو اتباع نظام غذائي مثالي يحتوي على عدد من العناصر الغذائية المواد الكيميائية; وأهمها الفيتامينات وبعض الأحماض الأمينية وبعض الأحماض الدهنية والمعادن المختلفة والمياه. كل هذه المواد ذات أهمية أو بأخرى للكيمياء الحيوية وعلم التغذية العقلانية. ولذلك فإن هناك علاقة وثيقة بين هذين العلمين. بالإضافة إلى ذلك، من المتوقع أنه مع بذل الجهود للحد من ارتفاع أسعار الرعاية الصحية، سيتم التركيز بشكل أكبر على الحفاظ على الصحة والوقاية من الأمراض، أي. الطب الوقائي. لذلك، على سبيل المثال، لمنع تصلب الشرايين والسرطان مع مرور الوقت، ربما كل شيء قيمة أعلىسيتم إعطاؤه لنظام غذائي متوازن. وفي الوقت نفسه، ينبغي أن يستند مفهوم التغذية العقلانية على معرفة الكيمياء الحيوية.

الكيمياء الحيوية والأمراض

جميع الأمراض هي مظهر من مظاهر بعض التغيرات في خصائص الجزيئات والاضطرابات أثناء التفاعلات والعمليات الكيميائية. ويرد في الجدول العوامل الرئيسية التي تؤدي إلى تطور الأمراض في الحيوانات والبشر. 1.1. تؤثر جميعها على واحد أو أكثر من التفاعلات الكيميائية الرئيسية أو على بنية وخصائص الجزيئات المهمة وظيفيًا.

مساهمة البحوث البيوكيميائية في تشخيص وعلاج الأمراض هي كما يلي.

الجدول 1.1. العوامل الرئيسية التي تؤدي إلى تطور الأمراض. كل منهم يؤثر على العمليات البيوكيميائية المختلفة التي تحدث في الخلية أو الكائن الحي بأكمله.

1. العوامل الفيزيائية: الصدمات الميكانيكية، درجات الحرارة القصوى، التغيرات المفاجئة في الضغط الجوي، الإشعاع، الصدمات الكهربائية

2. العوامل الكيميائية والمخدرات: بعضها مركبات سامةوالأدوية العلاجية وغيرها.

4. جوع الأكسجين: فقدان الدم، وضعف وظيفة حمل الأكسجين، وتسمم الإنزيمات المؤكسدة

5. العوامل الوراثية: خلقية، جزيئية

6. التفاعلات المناعية: الحساسية المفرطة، أمراض المناعة الذاتية

7. الاختلالات الغذائية: نقص التغذية، الإفراط في التغذية

بفضل هذه الدراسات، من الممكن 1) تحديد سبب المرض؛ 2) تقديم مسار علاجي عقلاني وفعال؛ 3) تطوير طرق الفحص الشامل للسكان بغرض التشخيص المبكر؛ 4) مراقبة تقدم المرض. 5) مراقبة فعالية العلاج. ويصف الملحق أهم الاختبارات البيوكيميائية المستخدمة لتشخيص الأمراض المختلفة. سيكون من المفيد الرجوع إلى هذا الملحق عندما نتحدث عن التشخيص الكيميائي الحيوي لمختلف الأمراض (على سبيل المثال، احتشاء عضلة القلب، والتهاب البنكرياس الحاد، وما إلى ذلك).

يتم توضيح إمكانات الكيمياء الحيوية في الوقاية من الأمراض وعلاجها بإيجاز من خلال ثلاثة أمثلة؛ سننظر في بعض الأمثلة الأخرى لاحقًا في هذا الفصل.

1. من المعروف أنه لكي يحافظ الإنسان على صحته يجب أن يحصل على مجمعات معينة المركبات العضوية- الفيتامينات. في الجسم، يتم تحويل الفيتامينات إلى جزيئات أكثر تعقيدًا (الإنزيمات المساعدة)، والتي تلعب دورًا رئيسيًا في العديد من التفاعلات التي تحدث في الخلايا. يمكن أن يؤدي نقص أي فيتامين في النظام الغذائي إلى تطور أمراض مختلفة، على سبيل المثال، داء الاسقربوط مع نقص فيتامين C أو الكساح مع نقص فيتامين د. أصبح تحديد الدور الرئيسي للفيتامينات أو مشتقاتها النشطة بيولوجيا أحد الأمور من المشاكل الرئيسية التي حلها علماء الكيمياء الحيوية وأخصائيو التغذية منذ بداية هذا القرن.

2. يمكن أن تصبح الحالة المعروفة باسم بيلة الفينيل كيتون (PKU) شديدة إذا تركت دون علاج. التخلف العقلي. إن الطبيعة البيوكيميائية لمرض PKU معروفة منذ حوالي 30 عامًا: ينجم المرض عن نقص أو غياب كامل لنشاط الإنزيم الذي يحفز تحويل الحمض الأميني فينيل ألانين إلى حمض أميني آخر، وهو التيروزين. ويؤدي النشاط غير الكافي لهذا الإنزيم إلى تراكم فائض من الفينيل ألانين وبعض مستقلباته، وخاصة الكيتونات، في الأنسجة، مما يؤثر سلباً على تطور الجهاز العصبي المركزي. الجهاز العصبي. بعد توضيح الأساس الكيميائي الحيوي لمرض PKU، تم العثور على طريقة عقلانية للعلاج: يتم وصف نظام غذائي للأطفال المرضى يحتوي على نسبة منخفضة من الفينيل ألانين. يسمح الفحص الشامل لحديثي الولادة بحثًا عن بيلة الفينيل كيتون (PKU) ببدء العلاج فورًا إذا لزم الأمر.

3. التليف الكيسي هو مرض وراثي يصيب الغدد خارجية الإفراز، وخاصة الغدد العرقية. سبب المرض غير معروف. يعد التليف الكيسي من أكثر الأمراض الوراثية شيوعاً في أمريكا الشمالية. ويتميز بإفرازات لزجة بشكل غير طبيعي تسد القنوات الإفرازية البنكرياسية والقصبات الهوائية. غالبًا ما يموت الأشخاص الذين يعانون من هذا المرض سن مبكرةمن عدوى رئوية. بما أن الأساس الجزيئي للمرض غير معروف، فمن الممكن علاج الأعراض فقط. ومع ذلك، يمكن للمرء أن يأمل أنه في المستقبل القريب، بمساعدة تكنولوجيا الحمض النووي المؤتلف، سيكون من الممكن توضيح الطبيعة الجزيئية للمرض، مما سيجعل من الممكن العثور على المزيد طريقة فعالةعلاج.

التعريف الرسمي للكيمياء الحيوية

الكيمياء الحيوية، كما يوحي اسمها (من الكلمة اليونانية bios-life)، هي كيمياء الحياة، أو بشكل أكثر دقة، علم الحياة. المبادئ الكيميائيةعمليات الحياة.

الوحدة الهيكلية للأنظمة الحية هي الخلية، لذلك يمكن إعطاء تعريف آخر: الكيمياء الحيوية كعلم يدرس المكونات الكيميائية للخلايا الحية، وكذلك التفاعلات والعمليات التي تشارك فيها. ووفقا لهذا التعريف، تغطي الكيمياء الحيوية مجالات واسعة بيولوجيا الخليةوجميع البيولوجيا الجزيئية.

مهام الكيمياء الحيوية

تتمثل المهمة الرئيسية للكيمياء الحيوية في تحقيق فهم كامل على المستوى الجزيئي لطبيعة جميع العمليات الكيميائية المرتبطة بحياة الخلايا.

لحل هذه المشكلة، من الضروري عزل المركبات العديدة الموجودة هناك من الخلايا، وتحديد بنيتها وتحديد وظائفها. ويمكننا أن نشير على سبيل المثال إلى العديد من الدراسات التي تهدف إلى توضيح ذلك الأساس الجزيئيتقلص العضلات وعدد من العمليات المماثلة. ونتيجة لذلك، تم عزل العديد من المركبات بدرجات متفاوتة من التعقيد في شكل نقي وأجريت دراسات هيكلية ووظيفية مفصلة. ونتيجة لذلك، أصبح من الممكن توضيح عدد من جوانب الأساس الجزيئي لتقلص العضلات.

مهمة أخرى للكيمياء الحيوية هي توضيح مسألة أصل الحياة. إن فهمنا لهذه العملية المثيرة أبعد ما يكون عن أن يكون شاملاً.

مجالات البحث

نطاق الكيمياء الحيوية واسع مثل الحياة نفسها. أينما وجدت الحياة، تحدث عمليات كيميائية مختلفة. تتعامل الكيمياء الحيوية مع دراسة التفاعلات الكيميائية التي تحدث في الكائنات الحية الدقيقة والنباتات والحشرات والأسماك والطيور والثدييات الدنيا والعليا، وخاصة في جسم الإنسان. ذات أهمية خاصة للطلاب الذين يدرسون العلوم الطبية الحيوية

القسمين الأخيرين. ومع ذلك، سيكون من قصر النظر عدم وجود أي فكرة على الإطلاق عن السمات البيوكيميائية لبعض أشكال الحياة الأخرى: غالبًا ما تكون هذه السمات ضرورية لفهم أنواع مختلفة من المواقف التي ترتبط ارتباطًا مباشرًا بالبشر.

الكيمياء الحيوية والطب

هناك علاقة واسعة ذات اتجاهين بين الكيمياء الحيوية والطب. بفضل أبحاث الكيمياء الحيوية، كان من الممكن الإجابة على العديد من الأسئلة المتعلقة بتطور الأمراض، وأدت دراسة أسباب ومسار تطور بعض الأمراض إلى إنشاء مجالات جديدة للكيمياء الحيوية.

تهدف الدراسات البيوكيميائية إلى تحديد أسباب الأمراض

بالإضافة إلى ما ذكر أعلاه، سنقدم أربعة أمثلة أخرى لتوضيح مدى اتساع نطاق التطبيقات الممكنة للكيمياء الحيوية. 1. تحليل آلية عمل السم الذي ينتجه العامل المسبب للكوليرا مكّن من توضيح نقاط مهمة تتعلق بالأعراض السريرية للمرض (الإسهال، الجفاف). 2. تحتوي العديد من النباتات الأفريقية على واحد أو أكثر الأحماض الأمينية الأساسيةتافهة جدا. إن تحديد هذه الحقيقة جعل من الممكن فهم سبب معاناة هؤلاء الأشخاص الذين تعتبر هذه النباتات بالنسبة لهم المصدر الرئيسي للبروتين من نقص البروتين. 3. تم اكتشاف أن البعوض الذي يحمل مسببات أمراض الملاريا يمكنه تطوير أنظمة كيميائية حيوية تجعله محصنًا ضد المبيدات الحشرية. وهذا أمر مهم يجب مراعاته عند تطوير تدابير مكافحة الملاريا. 4. الإسكيمو في جرينلاند كميات كبيرةتناول زيت السمك الغني ببعض الأحماض الدهنية المتعددة غير المشبعة؛ وفي الوقت نفسه، من المعروف أنهم يتميزون بانخفاض مستوى الكوليسترول في الدم، وبالتالي فهم أقل عرضة للإصابة بتصلب الشرايين. تشير هذه الملاحظات إلى إمكانية استخدام الأحماض الدهنية المتعددة غير المشبعة لخفض نسبة الكوليسترول في بلازما الدم.

تساهم دراسة الأمراض في تطوير الكيمياء الحيوية

ملاحظات الطبيب الإنجليزي السير أرشيبالد جارود في أوائل القرن العشرين. قامت مجموعة صغيرة من المرضى الذين يعانون من أخطاء فطرية في عملية التمثيل الغذائي بتحفيز البحث في المسارات البيوكيميائية التي تتعطل في هذه الظروف. إن محاولات فهم طبيعة مرض وراثي يسمى فرط كوليسترول الدم العائلي، والذي يؤدي إلى الإصابة بتصلب الشرايين الحاد في سن مبكرة، ساهمت في التراكم السريع للمعلومات حول المستقبلات الخلوية وآليات امتصاص الخلايا للكوليسترول. دراسة مكثفةلفتت الجينات المسرطنة في الخلايا السرطانية الانتباه إلى الآليات الجزيئية للتحكم في نمو الخلايا.

دراسة الكائنات السفلية والفيروسات

تم الحصول على معلومات قيمة، والتي تبين أنها مفيدة جدًا لإجراء أبحاث الكيمياء الحيوية في العيادة، من دراسة بعض الكائنات الحية السفلية والفيروسات. على سبيل المثال، النظريات الحديثةتم تشكيل تنظيم نشاط الجينات والإنزيمات على أساس الدراسات الرائدة التي أجريت على العفن والبكتيريا. نشأت تقنية الحمض النووي المؤتلف من الأبحاث التي أجريت على البكتيريا والفيروسات البكتيرية. الميزة الرئيسية للبكتيريا والفيروسات كأشياء للأبحاث البيوكيميائية هي ارتفاع معدل تكاثرها؛ وهذا يسهل إلى حد كبير التحليل الجيني والتلاعب الجيني. إن المعلومات التي تم الحصول عليها من دراسة الجينات الفيروسية المسؤولة عن تطور أشكال معينة من السرطان في الحيوانات (الجينات المسرطنة الفيروسية) مكنت من فهم آلية تحول الخلايا البشرية الطبيعية إلى خلايا سرطانية بشكل أفضل.

الكيمياء الحيوية والعلوم البيولوجية الأخرى

الكيمياء الحيوية الأحماض النوويةيكمن في أساس علم الوراثة. وفي المقابل، أثبت استخدام الأساليب الجينية أنه مثمر في العديد من مجالات الكيمياء الحيوية. يتداخل علم وظائف الأعضاء، وهو علم كيفية عمل الجسم، بشكل كبير مع الكيمياء الحيوية. يستخدم في علم المناعة عدد كبيريتم استخدام الطرق البيوكيميائية، وبالتالي العديد من الأساليب المناعية على نطاق واسع من قبل علماء الكيمياء الحيوية. يعتمد علم الصيدلة والصيدلة على الكيمياء الحيوية وعلم وظائف الأعضاء. يحدث استقلاب معظم الأدوية نتيجة مناسبة التفاعلات الأنزيمية. تؤثر السموم على التفاعلات أو العمليات البيوكيميائية؛ تشكل هذه الأسئلة موضوع علم السموم. كما قلنا من قبل، في الأساس أنواع مختلفةعلم الأمراض هو انتهاك لعدد من العمليات الكيميائية. وهذا يؤدي إلى الاستخدام الواسع النطاق بشكل متزايد للمناهج البيوكيميائية للدراسة أنواع مختلفةالأمراض (على سبيل المثال، العمليات الالتهابية وتلف الخلايا والسرطان). العديد من العاملين في علم الحيوان وعلم النبات يستخدمون على نطاق واسع الأساليب البيوكيميائية في عملهم. هذه العلاقات ليست مفاجئة، لأنه، كما نعلم، تعتمد الحياة بجميع مظاهرها على مجموعة متنوعة من التفاعلات والعمليات البيوكيميائية. الحواجز التي كانت موجودة في السابق بين العلوم البيولوجية، تم تدميرها فعليًا، وأصبحت الكيمياء الحيوية لغتهم المشتركة بشكل متزايد.

ما هي الكيمياء الحيوية؟ الكيمياء الحيوية البيولوجية أو الفسيولوجية هي علم العمليات الكيميائية التي تكمن وراء حياة الكائن الحي وتلك التي تحدث داخل الخلية. الغرض من الكيمياء الحيوية (المصطلح يأتي من كلمة يونانية"السير" - "الحياة") كعلم هو دراسة المواد الكيميائية، وبنية الخلايا واستقلابها، وطبيعة وطرق تنظيمها، وآلية إمداد الطاقة للعمليات داخل الخلايا.

الكيمياء الحيوية الطبية: جوهر وأهداف العلم

الكيمياء الحيوية الطبية هي قسم يدرس التركيب الكيميائي لخلايا الجسم البشري، والتمثيل الغذائي فيه (بما في ذلك الحالات المرضية). بعد كل شيء، فإن أي مرض، حتى في فترة بدون أعراض، سيترك حتما بصماته على العمليات الكيميائية في الخلايا وخصائص الجزيئات، والتي سوف تنعكس في نتائج التحليل الكيميائي الحيوي. وبدون معرفة الكيمياء الحيوية، من المستحيل العثور على سبب المرض وكيفية علاجه بشكل فعال.

فحص الدم البيوكيميائي

ما هو اختبار كيمياء الدم؟ يعد اختبار الدم الكيميائي الحيوي أحد طرق التشخيص المختبري في العديد من مجالات الطب (على سبيل المثال، أمراض الغدد الصماء والعلاج وأمراض النساء).

يساعد على تشخيص المرض بدقة وفحص عينة الدم باستخدام المعلمات التالية:

ألانين أمينوترانسفيراز (ALAT، ALT)؛

الكولسترول أو الكولسترول.

البيليروبين.

اليوريا.

الانبساط.

الجلوكوز، الليباز.

ناقلة أمين الأسبارتات (AST، AST)؛

ناقلة الببتيداز غاما غلوتاميل (GGT)، غاما جي تي (ناقلة الجلوتاميل)؛

الكرياتينين والبروتين.

الأجسام المضادة لفيروس ابشتاين بار.

من أجل صحة كل شخص، من المهم معرفة ما هي الكيمياء الحيوية في الدم وفهم أن مؤشراتها لن توفر جميع البيانات اللازمة لنظام علاج فعال فحسب، بل ستساعد أيضًا في الوقاية من الأمراض. الانحرافات عن القيم الطبيعية هي الإشارة الأولى إلى وجود خطأ ما في الجسم.

الدم لأبحاث الكبد: الأهمية والأهداف

بالإضافة إلى ذلك، سيسمح التشخيص الكيميائي الحيوي بمراقبة ديناميكيات المرض ونتائج العلاج، وإنشاء صورة كاملة لعملية التمثيل الغذائي، ونقص العناصر الدقيقة في وظائف الأعضاء. على سبيل المثال، ستكون الكيمياء الحيوية للكبد اختبارًا إلزاميًا للأشخاص الذين يعانون من خلل في وظائف الكبد. ما هذا؟ هذا هو اسم اختبار الدم البيوكيميائي لدراسة كمية ونوعية إنزيمات الكبد. إذا تم انتهاك تخليقها، فإن هذه الحالة تهدد بتطور الأمراض والعمليات الالتهابية.

تفاصيل الكيمياء الحيوية للكبد

الكيمياء الحيوية للكبد - ما هو؟ يتكون الكبد البشري من الماء والدهون والجليكوجين. تحتوي أنسجتها على معادن: النحاس والحديد والنيكل والمنغنيز، وبالتالي فإن الدراسة الكيميائية الحيوية لأنسجة الكبد هي تحليل مفيد للغاية وفعال للغاية. أهم الإنزيمات الموجودة في الكبد هي الجلوكوكيناز والهيكسوكيناز. إنزيمات الكبد التالية هي الأكثر حساسية للاختبارات البيوكيميائية: ألانين أمينوترانسفيراز (ALT)، غاما غلوتاميل ترانسفيراز (GGT)، أسبارتات أمينوترانسفيراز (AST)، كقاعدة عامة، تسترشد الدراسة بمؤشرات هذه المواد.

من أجل المراقبة الكاملة والناجحة لصحتهم، يجب على الجميع أن يعرفوا ما هو "تحليل الكيمياء الحيوية".

مجالات أبحاث الكيمياء الحيوية وأهمية التفسير الصحيح للنتائج التحليلية

ماذا تدرس الكيمياء الحيوية؟ بادئ ذي بدء، عمليات التمثيل الغذائي، والتركيب الكيميائي للخلية، الطبيعة الكيميائيةووظيفة الإنزيمات والفيتامينات والأحماض. من الممكن تقييم معلمات الدم باستخدام هذه المعلمات فقط إذا تم تفسير التحليل بشكل صحيح. إذا كان كل شيء على ما يرام، فلا ينبغي أن تنحرف معلمات الدم لمختلف المعلمات (مستوى الجلوكوز والبروتين وإنزيمات الدم) عن القاعدة. خلاف ذلك، ينبغي اعتبار ذلك إشارة إلى وجود خلل في الجسم.

فك رموز الكيمياء الحيوية

كيفية فك الأرقام في نتائج التحليل؟ وفيما يلي المؤشرات الرئيسية.

الجلوكوز

يوضح مستوى الجلوكوز جودة عملية التمثيل الغذائي للكربوهيدرات. يجب ألا يتجاوز المعيار المحدد للمحتوى 5.5 مليمول / لتر. إذا كان المستوى أقل، فقد يشير ذلك إلى مرض السكري، وأمراض الغدد الصماء، ومشاكل في الكبد. زيادة المستوىقد يكون الجلوكوز بسبب مرض السكري أو النشاط البدني أو الأدوية الهرمونية.

بروتين

الكولسترول

اليوريا

هذا هو الاسم الذي يطلق على المنتج النهائي لتكسير البروتين. ش شخص سليمويجب أن يتم إخراجه بالكامل من الجسم عن طريق البول. إذا لم يحدث هذا ودخل إلى الدم، فيجب عليك بالتأكيد التحقق من وظائف الكلى.

الهيموجلوبين

هذا هو بروتين خلايا الدم الحمراء الذي يشبع خلايا الجسم بالأكسجين. المعيار: للرجال - 130-160 جم ​​/ لتر، للفتيات - 120-150 جم / لتر. مستوى منخفضويعتبر الهيموجلوبين في الدم أحد مؤشرات الإصابة بفقر الدم.

فحص الدم البيوكيميائي لإنزيمات الدم (AlAT، AST، CPK، الأميليز)

الإنزيمات مسؤولة عن الأداء السليم للكبد والقلب والكلى والبنكرياس. بدون الكمية المطلوبة، يكون التبادل الكامل للأحماض الأمينية مستحيلاً بكل بساطة.

لا ينبغي أن يكون مستوى ناقلة أمين الأسبارتات (AST، AST - إنزيم خلوي للقلب والكلى والكبد) أعلى من 41 و 31 وحدة / لتر للرجال والنساء على التوالي. خلاف ذلك، قد يشير هذا إلى تطور التهاب الكبد وأمراض القلب.

يلعب الليباز (الإنزيم الذي يكسر الدهون) دورًا مهمًا في عملية التمثيل الغذائي ويجب ألا يتجاوز 190 وحدة / لتر. يشير المستوى المرتفع إلى وجود خلل في البنكرياس.

من الصعب المبالغة في تقدير أهمية التحليل الكيميائي الحيوي لإنزيمات الدم. يجب على كل شخص يهتم بصحته أن يعرف ما هي الكيمياء الحيوية وما الذي تدرسه.

الأميليز

تم العثور على هذا الانزيم في البنكرياس واللعاب. وهو المسؤول عن تحلل الكربوهيدرات وامتصاصها. عادي - 28-100 وحدة / لتر. ارتفاع مستواه في الدم قد يشير إلى الفشل الكلوي، والتهاب المرارة، ومرض السكري، والتهاب الصفاق.

يتم تسجيل نتائج فحص الدم البيوكيميائي على استمارة خاصة تشير إلى مستويات المواد. غالبًا ما يوصف هذا التحليل كتحليل إضافي لتوضيح التشخيص المقصود. عند فك رموز نتائج الكيمياء الحيوية للدم، ضع في اعتبارك أنها تتأثر أيضًا بجنس المريض وعمره وأسلوب حياته. الآن أنت تعرف ما هي دراسات الكيمياء الحيوية وكيفية تفسير نتائجها بشكل صحيح.

كيف تستعد بشكل صحيح للتبرع بالدم للكيمياء الحيوية؟

الأمراض الحادة للأعضاء الداخلية.

التسمم

نقص فيتامين

العمليات الالتهابية.

للوقاية من الأمراض أثناء الحمل؛

لتوضيح التشخيص.

يتم أخذ الدم للتحليل في الصباح الباكر، ولا يمكنك تناول الطعام قبل الذهاب إلى الطبيب. وإلا فإن نتائج التحليل سوف تكون مشوهة. ستظهر دراسة الكيمياء الحيوية مدى صحة عملية التمثيل الغذائي والأملاح في الجسم. بالإضافة إلى ذلك، الامتناع عن شرب الشاي الحلو أو القهوة أو الحليب قبل ساعة أو ساعتين على الأقل من أخذ عينة الدم.

تأكد من الإجابة على سؤال ما هي الكيمياء الحيوية قبل إجراء الاختبار. إن معرفة العملية وأهميتها ستساعدك على تقييم حالتك الصحية بشكل صحيح وتكون مختصًا في الأمور الطبية.

كيف يتم أخذ الدم للكيمياء الحيوية؟

الإجراء لا يدوم طويلا وغير مؤلم عمليا. من شخص في وضعية الجلوس (أحيانًا يُعرض عليه الاستلقاء على الأريكة)، يأخذه الطبيب بعد وضع عاصبة. يجب معالجة موقع الحقن بمطهر. يتم وضع العينة المجمعة في أنبوب معقم وإرسالها للتحليل إلى المختبر.

تتم مراقبة جودة البحوث البيوكيميائية على عدة مراحل:

ما قبل التحليل (إعداد المريض، التحليل، النقل إلى المختبر)؛

التحليلية (معالجة وتخزين المواد الحيوية، والجرعات، والتفاعل، وتحليل النتائج)؛

ما بعد التحليل (تعبئة استمارة بالنتيجة والتحليل المعملي والسريري وإرسالها إلى الطبيب).

تعتمد جودة نتيجة الكيمياء الحيوية على مدى ملاءمة طريقة البحث المختارة، وكفاءة فنيي المختبرات، ودقة القياسات، والمعدات التقنية، ونقاء الكواشف، والالتزام بالنظام الغذائي.

الكيمياء الحيوية للشعر

ما هي الكيمياء الحيوية للشعر؟ Biocurling هي طريقة لتجعيد الشعر على المدى الطويل. الفرق بين بيرم عادي وبيوبيرم أمر أساسي. في الحالة الأخيرة، لا يتم استخدام بيروكسيد الهيدروجين والأمونيا وحمض الثيوجليكوليك. يلعب دور المادة الفعالة نظير السيستين (البروتين البيولوجي). ومن هنا يأتي اسم طريقة تصفيف الشعر.

المزايا التي لا شك فيها هي:

تأثير لطيف على بنية الشعر.

خط غير واضح بين الشعر المعاد نموه والشعر المجعد حيويًا؛

ويمكن تكرار الإجراء دون انتظار اختفاء تأثيره تماماً.

ولكن قبل الذهاب إلى السيد، يجب أن تأخذ في الاعتبار الفروق الدقيقة التالية:

تعتبر تقنية الموجات الحيوية معقدة نسبيًا، ويجب أن تكون دقيقًا في اختيار المتخصص؛

التأثير قصير الأمد، حوالي 1-4 أشهر (خاصة على الشعر الذي لم يتم تجعيده أو صبغه أو ذو بنية كثيفة)؛

Biowave ليست رخيصة (في المتوسط ​​\u200b\u200b1500-3500 روبل).

طرق الكيمياء الحيوية

ما هي الكيمياء الحيوية وما هي الطرق المستخدمة للبحث؟ يعتمد اختيارهم على الغرض منه والمهام التي يحددها الطبيب. وهي مصممة لدراسة التركيب الكيميائي الحيوي للخلية، وفحص العينة بحثًا عن الانحرافات المحتملة عن القاعدة، وبالتالي المساعدة في تشخيص المرض، ومعرفة ديناميكيات التعافي، وما إلى ذلك.

تعد الكيمياء الحيوية واحدة من أكثر الاختبارات فعالية للتوضيح والتشخيص ومراقبة العلاج وتحديد نظام العلاج الناجح.