Глава 14. Предмет и задачи биохимии

ЧАСТЬ III БИОЛОГИЧЕСКАЯ ХИМИЯ

Биологическая химия — это наука о структуре химических соединений, входящих в состав организмов, их превращениях и химических процессах, обусловливающих жизнедеятельность. Биохимия, как видно из самого названия,— это химия жизни, или химия живой материи. Живая материя возникла из неживой в результате многовекового процесса развития и представляет собой высшую, качественно новую форму единой материи. Превращение неживой материи в живую сопровождалось усложнением химической структуры и повышением уровня ее организации, что способствовало появлению высокомолекулярных соединений, таких как белки, нуклеиновые кислоты и др.

Две формы материи — живая и неживая — и сходны между собой, и различны. Сходство состоит в том, что обе формы материи являются частью единого материального мира и подчиняются общим законам природы. В то же время живая материя имеет свои специфические (биологические) законы и свойства, не свойственные неживой природе.

Важной особенностью живого является способность извлекать из окружающей среды энергию и преобразовывать ее в удобную для усвоения форму, а затем использовать на построение характерной для живого сложной структурной организации и поддержание процессов жизнедеятельности. Неживая система, поглощая извне энергию, как правило, переходит в менее упорядоченное состояние.

Характерным свойством живых организмов является способность к точному самовоспроизведению. Неживые вещества таким свойством не обладают.

Современная биохимия дифференцируется на ряд отраслей и направлений в соответствии с теми задачами, которые стоят перед наукой и практикой. По направлению изучения организмов биохимию делят на статическую, динамическую и функциональную.

Статическая биохимия исследует химическую природу и количественное содержание веществ, входящих в состав организма, отдельных его органов, тканей и жидкостей.

Динамическая биохимия изучает все превращения веществ в процессе обмена — от поступления их в организм до образования конечных продуктов, выделяющихся из организма.

Функциональная биохимия изучает химические процессы, лежащие в основе деятельности различных органов и систем. Данная отрасль биохимии исследует обмен веществ в организме и отдельных его системах при различных функциональных состояниях.

Разумеется, такое деление биохимии условно, поскольку при биохимических исследованиях трудно провести четкие границы между этими тремя направлениями, которые дополняют друг друга.

Биохимия теснейшим образом связана с такими дисциплинами, как общая биология, цитология, гистология, генетика, физика, биофизика, неорганическая, аналитическая, органическая, физическая и коллоидная химия, молекулярная биология и физиология.

Результаты биохимических исследований широко используются в медицине, биологии, спорте, сельском хозяйстве и т.д. Так, знание основ биохимии является необходимым условием при подготовке врача. Без знания биохимии невозможно понять всю сложность обмена веществ в здоровом и больном организме, а также раскрыть механизм самого заболевания. Не установив характер нарушений обмена веществ при том или ином заболевании, невозможно уяснить и механизм действия лекарственных веществ, а следовательно, нельзя правильно организовать лечение. Данные биохимического анализа крови, мочи, кала и другого биологического материала помогают установить точный диагноз заболевания.

Огромно значение биохимии в сельском хозяйстве. Благодаря ее успехам раскрыты механизмы дыхания, фотосинтеза, обмена азотистых соединений в растениях. Целью возделывания сельскохозяйственных культур является получение определенных химических соединений — белков, жиров, крахмала, сахара, клетчатки, витаминов, алкалоидов, эфирных масел и др., которые используются в качестве продуктов питания для людей, кормов для сельскохозяйственных животных или сырья для промышленности. Поэтому знание биохимических особенностей растений, процессов обмена веществ в растениях и внешних факторов, влияющих па обмен веществ и химический состав растений, необходимы агроному для получения высоких урожаев наилучшего качества.

Не менее важную роль играет биохимия в спорте. Именно с помощью биохимических исследований раскрыт механизм превращения химической энергии в механическую энергию мышечной деятельности. Установлены основные закономерности биохимических основ тренировки, биохимические особенности различных физических нагрузок, определена биохимическая характеристика основных качеств двигательной деятельности — силы, выносливости — и их развитие в процессе тренировки.

Значительное место в спортивной деятельности занимает биохимия физических упражнений, которая является частью теории физического воспитания и спорта. С помощью биохимии физических упражнений определяется рациональное питание спортсменов, и отыскиваются пути повышения спортивной работоспособности.

Без знания биохимии физических упражнений невозможно глубокое изучение физиологии спорта, теории физического воспитания и спортивно-педагогических дисциплин. Для высококвалифицированного тренера очень важно хорошо знать физиологические и химические процессы, протекающие в организме спортсмена.