Что изучает биохимия? (2)

Пришлось пропасть на некоторое время – писал заявки на гранты. Итак, закончу предыдущий пост. Биохимию фактически можно рассматривать как исторически наиболее раннюю науку, специализировавшуюся на изучении химизма живого. Последующие дисциплины вышли из недр биохимии и могут рассматриваться то ли как результат её частного развития, то ли вообще как её частные составляющие.

Обширность же области собственно биохимии порождает и расплывчатость понимания её предмета, и различные попытки её «коррекции». Среди мнений современных исследователей можно обнаружить два крайних полюса: одни пытаются «объединить» всё, что так или иначе имеет отношение к химизму биологических процессов, под крылом биохимии, другие, напротив, стремятся выделить всё более и более частные области в отдельные дисциплины. Но мы-то уже знаем из обыденного опыта, что во всём есть своя «золотая середина»?

Что наиболее общее и типичное для биохимии? Конечно, изучение состава живых организмов. Это и было самой первой задачей биохимии, а сейчас составляет предмет изучения так называемой статической биохимии. Позже с развитием методов биохимии появилась биохимия динамическая – она уже стала изучать, какие именно реакции и их последовательности протекают в живых организмах. Как только удалось выяснить, каким образом функции отдельных органов/тканей могут быть связаны с их молекулярным составом, стала развиваться функциональная биохимия. Наконец, с развитием представлений о взаимосвязанном протекании процессов в биологических объектах, появилась биохимия систем.

Исходя из перечисленного и следует сформулировать определение биохимии:

БИОХИМИЯ – наука, которая изучает химический состав биологических объектов и протекающие в живых организмах химические реакции и процессы в их взаимосвязи между собой и с функционированием организма.

Вот из этого и попробуем исходить в дальнейшем.

Что изучает биохимия?

В учебниках по биохимии для студентов-медиков область исследований биохимии выглядит во многом довольно размытой и неконкретной. Вот, например, в «Биологической химии» Березова и Коровкина, это звучит так (цитата будет несколько пространной):

Биологическая химия – это наука о молекулярной сущности жизни. Она изучает химическую природу веществ, входящих в состав живых организмов, их превращения, а также связь этих превращений с деятельностью клеток, органов и тканей и организма в целом. Из этого определения вытекает, что биохимия занимается выяснением химических основ важнейших биологических процессов и общих путей и принципов превращений веществ и энергии, лежащих в основе разнообразных проявлений жизни. Таким образом, главной задачей биохимии является установление связи между молекулярной структурой и биологической функцией химических компонентов живых организмов.

По «Биохимии» под редакцией Северина, эта наука

изучает процессы развития и функционирования организмов на языке молекул, структуру и химические процессы, которые обеспечивают жизнь одно- и многоклеточных сущетсв, населяющих Землю.

Даже поэтично, но особой конкретики не добавляет. Да и возникает вопрос, а как же тогда разграничить биохимию и молекулярную биологию, про сущность которой еще в 1965 году написал Энгельгардт:

Задача молекулярной биологии состоит в выяснении связи между важнейшими проявлениями жизнедеятельности, с одной стороны, и молекулярной структурой, а также взаимодействием молекул – с другой.
Энгельгардт В.А. Изучение живого на неживых объектах. Природа 1965; (5): 17-19.

Запутанно? Вот-вот. В итоге на недавнем занятии пришлось услышать, что объектом изучения биохимии являются живые организмы. На естественный вопрос - «а разве живые объекты в целом изучает не биология?» - ответ был стушеванным.

Распутаем этот клубочек в следующем посте - сейчас извиняюсь, надо бежать на занятие.

Биохимия и медицина

Быстрое развитие науки играет с нами грустную шутку. Новые знания и открытия появляются так быстро, что внедрение их в практику человеческой деятельности начинает сильно запаздывать. Порой у этой задержки причины даже не технологические, а сугубо ментальные. Причины кроются в стереотипах. А еще в том, что скорость изменения программ обучения отстает от скорости внедрения технологий в практику. В медицине, для которой характерен и естественнен повышенный консерватизм, это порой особенно заметно.

Когда студенты медицинских вузов изучают на 2-м или 3-м году обучения биохимию, приходится сталкиваться со своеобразной противоречивой ситуацией. Нередко изучение биохимии (как и многих других "теоретических" дисциплин) воспринимается как некоторая обязаловка, как нечто необходимое, но трудное и неочевидно полезное. Почему так? Ведь это происходит вопреки тому, что без понимания биохимической логики современная медицина уже не способна существовать.

Частичное объяснение может дать такой штрих: нередки случаи, когда уже на более старших курсах студенты возвращаются к изучению биохимии (патобиохимии) уже самостоятельно. Получается, для понимания важности биохимии студент-медик должен столкнуться с клиническими знаниями? Весьма на то похоже. (Впрочем, подобное "прозрение" затрагивает и ту же химию, физиологию и т.д.)

Есть ли сегодня сомнения, что любые физиологические процессы имеют свою химическую основу на молекулярном уровне? Химические реакции, протекающие в организме, их сочетание и особенности взаимосвязей между ними определяеют существование тела человека. Но - более того - сегодня уже можно говорить, что и поведение человека в целом, его психические реакции не могут быть независимыми от строения индивидуального генома и особенностей обмена веществ у одного отдельного взятого человека.

Какие же возможности дает понимание молекулярных причин и механизмов развития заболеваний?


1. Однозначно или с высокой вероятностью подтверждать диагноз заболевания и выявлять патологии еще до появления видимых признаков болезни (в том числе речь идет о пренатальной диагностике - обнаружении заболевания у еще не рожденного плода).

2. Разрабатывать способы лечения и непосредственно лечить пациента, воздействуя на причину его страданий, а не путем только устранения симптомов заболевания.

3. Целенаправленно создавать новые, более эффективные лекарства и нефармакологические методы лечения.

4. Предсказывать вероятность развития той или иной болезни у конкретного человека в будущем.

5. Принципиально изменить принципы профилактической медицины - на основе оценки степени персонального риска развития заболеваний можно будет перейти от "среднестатистических" программ предупреждения ряда заболеваний к профилактике персонифицированной.

6. Оценивать (обобщенно, так сказать вероятностно) наличие каких сочетанных патологий у пациента способно модифицировать эффект лечения основного заболевания и может повлиять.

7. Персонально оценивать вероятную эффективность лечения пациента с использованием лабораторных тестов (в идеале - еще до начала лечения) и осуществлять индивидальный подбор дозы используемых лекарственных препаратов.

Вот преимущества, которые уже дает и может дать в будущем развитие фундаментальной биохимии и молекулярной биологии.

Но не забыл ли я чего-то принципиально важного в этом коротком списке?