1.3 История развития биохимии

Становление биохимии как науки произошло на рубеже XIX и XX веков; термин "биохимия" предложил в 1903 К. Нейберг.

Истоки биохимических знаний обнаруживаются в трудах ученых античного периода. Первые сведения о составе растительных и животных тканей начали появляться в средние века, когда объектами химического анализа становились лекарственные растения, органы и ткани животных. Зарождение научных основ биохимии началось во 2-й половине XVIII века, когда химические методы анализа стали применяться в физиологии. Так, в 70-х года XVIII века Лавуазье установил, что кислород атмосферы потребляется животными и выделяется растениями, и доказал, что дыхание человека и животных с химической точки зрения представляет собой процесс окисления. К началу XIX века постепенно сформировались понятия о белках, жирах, углеводах, органических кислотах. При исследовании брожения были получены новые важные сведения о метаболизме веществ в живых организмах. В 1815 Ж. Гей-Люссак предложил химическое уравнение спиртового брожения глюкозы. К другим важнейшим достижениям биохимии 2-й половины XIX века относятся выделение гликогена из печени и обнаружение его превращения в глюкозу, поступающую в кровь, открытие дезоксирибонуклеиновой кислоты, обнаружение специфичности ферментативного катализа (концепция "ключ-замок"), первое упоминание о витаминах. В эти же годы Грегор Иоган Мендель сформулировал основные положения учения о наследственности.

1-я половина XX века была периодом становления фундаментальных биохимических концепций. В энзимологии разработаны теоретические основы кинетики ферментативных реакций разработаны представления о высокоэнергетических фосфатах и установлена центральная роль АТФ в биоэнергетике клетки, выяснены основные моменты механизма фотосинтеза, открыты ДНК, что способствовало признанию биохимического единства растительного и животного мира.

В эти годы созданы новые физико-химические методы анализа, благодаря использованию которых были достигнуты крупные успехи в изучении двух важнейших классов биополимеров белков и нуклеиновых кислот: открыта двойная спираль ДНК, определена структура инсулина, одновременно осуществлен синтез пептидных гормонов (окситоцина и вазопрессина).

На основе классической биохимии возникли самостоятельные науки: молекулярная биология, биоорганическая химия, физико-химическая биология. Современный период в развитии биохимии характеризуется новыми достижениями в изучении живой материи: исследованы сотни ферментных систем, гормонов, установлен в общих чертах механизм передачи генетической информации и метаболизма природных соединений в живых организмах.

Достижения биохимии широко используются в медицине, животноводстве, растениеводстве, микробиологии, вирусологии, способствуют становлению высокотехнологичных отраслей науки, например, генетической инженерии, клеточной инженерии, нанобиотехнологии.

1.4 Основные разделы биохимии

В зависимости от изучаемых вопросов биохимию делят на несколько разделов.

Раздел, изучающий химический состав живых организмов и свойства химических соединений, выделенных из живых тканей, называется статической биохимией.

Все многообразие химических реакций в организме, их взаимосвязь и регуляция, а также сопряженные с ними превращения энергии в процессах жизнедеятельности изучаются динамической биохимией.

Биохимические процессы, лежащие в основе жизнедеятельности отдельных тканей и органов и проявления их специфической функции, рассматриваются различными разделами функциональной биохимии.

Специальным разделом функциональной биохимии является биохимия спорта, которая подробно изучает химический состав и процессы обмена веществ в мышечной ткани, а также ряд специальных вопросов биохимические основы построения спортивной тренировки, обеспечение энергией мышечной работы различной мощности и продолжительности, особенности протекания биохимических процессов при занятиях физическими упражнениями у людей разного возраста и т. п. Зная закономерности протекания биохимических процессов в организме, можно регулировать его функциональное состояние с помощью специально подобранной диеты, ускорять процессы восстановления после выполнения напряженной работы, подбирать в ходе тренировки такие упражнения, которые приводят к усилению конкретных биохимических процессов, лежащих в основе проявления различных двигательных качеств спортсменов: быстроты, выносливости и силы.