6 :: 7 :: Содержание

ГЛАВА 1

ИЗ ИСТОРИИ РАЗВИТИЯ БИОХИМИИ

Биологическая химия, или биохимия, - это наука о химическом составе живых организмов и химических процессах, обеспечивающих их существование. Слово "биохимия" происходит от греческих βιος - жизнь и χημεια - наука о составе, внутреннем строении, свойствах и взаимных превращениях веществ.

В зависимости от объекта изучения различают биохимию человека (медицинскую биохимию), животных, растений, микроорганизмов и вирусов. По направлению изучения организмов биохимию делят на статическую (изучает химическую природу и свойства веществ, входящих в исследуемый объект), динамическую (превращения веществ от момента поступления в организм и до выделения конечных продуктов обмена) и функциональную (химические основы физиологической деятельности организма в целом, органа, ткани, клеток и интрацеллюлярных структур).

Многие закономерности, установленные биохимическими методами, являются общими для всех живых организмов и изучаются в общей биохимии. Биохимические особенности отдельных систем, органов, тканей и клеток рассматриваются частной биохимией.

Результаты многих биохимических исследований имеют прикладное значение. Так, в самостоятельную отрасль выделена клиническая биохимия. С помощью ее методов уточняют и ставят диагноз, назначают и контролируют лечение, намечают и проводят мероприятия по профилактике различных болезней человека. Большое значение имеет техническая биохимия - теоретическая основа многих видов пищевой

6

промышленности, получения лекарственных веществ, кормовых добавок для животноводства, ряда органических соединений и т. д.

В последние годы развиваются новые направления биохимии, в частности эволюционная биохимия, изучающая вопросы происхождения жизни на Земле и пути усложнения обмена веществ в процессе развития органического мира. Особого внимания заслуживает радиационная биохимия, рассматривающая изменения химического состава организмов и обмена веществ в них под влиянием радиации и разрабатывающая методы биохимической защиты от нее. Интенсивно развивается космическая биохимия, исследующая биохимические проблемы, связанные с освоением космического пространства.

Развитие биохимии неразрывно связано с другими смежными

теоретическими дисциплинами - общей биологией, гистологией, цитологией, генетикой, физикой, биофизикой, неорганической, аналитической, органической, физической, коллоидной и биофизической .химией, молекулярной биологией и физиологией. Знания, полученные при изучении биохимии, служат теоретической базой для освоения прикладных наук - кормления и разведения сельскохозяйственных животных, зоогигиены, скотоводства, патологической физиологии, фармакологии, технологических и всех клинических дисциплин.

7

6 :: 7 :: Содержание

7 :: 8 :: 9 :: Содержание

Формирование биохимии как науки в XVI-XIX вв.

Первые биохимические сведения известны с глубокой древности. Человек знал и использовал биохимические процессы в хлебопечении, приготовлении вин, лекарственных средств, дублении кож, изготовлении уксуса и др. Однако эти знания были эмпиричны.

В формировании биохимии как науки большое значение имели данные, накопленные в эпоху Возрождения. Леонардо да Винчи (1452-1519) пришел к выводу, что все жизненные процессы протекают при наличии кислорода. В эти годы возникает ятрохимия. Ее основоположник Ф. Парацельс (1493-1541) утверждал, что организм состоит из трех веществ: ртути, серы и соли. По мнению ятрохимиков, моревая язва и лихорадка

7

возникают при избытке в организме серы, понос и водянка - соли, паралич и меланхолия - ртути. В этот период накоплено много данных, способствующих дальнейшему развитию биохимии. Я. Б. Ван-Гельмонт (1579-1644) установил, что в образовании сухого вещества растений участвует вода. Им получен в чистом виде углекислый газ, описаны процессы пищеварения и мочеотделения, определена плотность мочи при разных болезнях человека и др. Он пришел к выводу, что болезнь - нарушение химического равновесия между живым организмом и внешней средой.

В дальнейшем биохимия сталкивается с ошибочной теорией флогистона ("огненной материей"), который содержится во всех горючих веществах. М. В. Ломоносов (1711-1765) доказал, что никакого флогистона в природе нет и быть на может. Он открывает закон о сохранении материи и движения. Его выводы подтверждает А. Л. Лавуазье (1743-1793). Создаются представления о процессах дыхания живых организмов как о медленном горении. Разрабатываются методы химического анализа. Ю. Либих (1803-1873) конструирует приборы для количественного анализа органических веществ, предлагает пищевые продукты делить на углеводы, жиры и белки. Им и его последователями в тканях животных и растений открываются многие органические вещества. Химические методы начинают использовать в медицине, ветеринарии и агрономии.

До первой четверти XIX в. биохимия входила в общую химию. После возникновения органической химии (1827 г.) она временно слилась с ней и вступила в борьбу с теорией витализма (от лат. vita - жизнь). Виталисты утверждали, что между живой и неорганической материями существует резкая грань, что органические вещества синтезируются в организме под влиянием так называемой "жизненной силы".

Сокрушительный удар по витализму нанес Ф. Велер (1800-1882), синтезировавший в 1828 г. из цианида аммония мочевину: NH 4OCN→(NH2)2CO.

Вскоре были синтезированы и другие органические вещества, в том числе входящие в состав тканей и клеток животного организма: уксусная кислота (А. Кольбе, 1845), жиры (М. Бертло, 1854), моносахариды (А. М. Бутлеров, 1861) и т. д.

Сведения о строении живой материи и химизме

8

реакций обмена веществ в первой половине XIX в. носили случайный характер. Они были получены физиологами, химиками, технологами, врачами и морфологами, которые в своей практической деятельности соприкасались с тем или иным вопросом и изучали его, внося, таким образом, вклад в развитие биохимии.

Биохимические данные начинают использовать физиологи для выяснения многих процессов, протекающих в живом организме. Биохимия постепеннее выделяется из органической химии и в качестве самостоятельной отрасли знаний входит в физиологию. С конца 50-х годов XIX в. она называется физиологической химией.

К этому времени в биохимии накопилось много сведений о химической природе веществ, из которых состоит живая материя. Получены первые научные данные о превращении этих веществ в процессах ассимиляции и диссимиляции. Установлены многие промежуточные и конечные продукты обмена веществ. И. Берцелиус (1779-1848) создает основы учения о катализе, дает характеристику известным в то время ферментам и объясняет природу реакций брожения.

Работы химиков-органиков по синтезу органических веществ разрушили ранее существовавшую в представлениях ученых грань между живым и неживым. Формируются материалистические взгляды на процессы обмена веществ в живых организмах. К. Бернар (1813-1878) выделяет из тканей печени гликоген, экспериментально доказывает его расщепление до глюкозы, которая, поступая в кровоток, служит источником химической энергии в организме. Им же выдвигается диалектический тезис: стабильность внутренней среды является условием свободы и независимости существования организма. Отдельные вещества, выявленные в биологических жидкостях организма человека и животных (желудочном соке, желчи, крови, моче), заинтересовали клиницистов, так как сведения о них (качественные и количественные) стали помогать врачам диагностировать болезни, назначать и контролировать лечение. Создаются первые учебники по биохимии (И. Зимон, Ю. Либих, А.И. Ходиев).

9

7 :: 8 :: 9 :: Содержание