Зв’язок між будовою, фізико-хімічними властивостями та біологічною активністю БАВ
Серед багатьох мільйонів видів молекул, що становлять біохімічне середовище організму, є багато тисяч, що виконують інформаційну роль. Навіть якщо не розглядати ті речовини, які організм виділяє в довкілля, повідомляючи про себе іншим живим істотам: одноплемінникам, ворогам і жертвам, — величезна різноманітність молекул може бути віднесена до різних класів біологічно активних речовин (скорочено — БАВ), що циркулюють у рідких середовищах організму і тих, що передають ту чи іншу інформацію від центру до периферії, від однієї клітини до іншої, або від периферії до центру. Незважаючи на різноманітність складу та хімічної будови, всі ці молекули так чи інакше впливають безпосередньо на обмінні процеси, що здійснюються конкретними клітинами організму. Найбільш важливими для фізіологічної регуляції БАВ є медіатори, гормони, ферменти та вітаміни. Медіатори – це речовини небілкової природи, що мають порівняно просту будову та невелику молекулярну вагу. Вони виділяються закінченнями нервових клітин під впливом чергового нервового імпульсу, що надійшов туди (зі спеціальних бульбашок, в яких вони накопичуються в проміжках між нервовими, імпульсами). Деполяризація мембрани нервового волокна призводить до розриву дозрілої бульбашки, і краплі медіатора надходять у синаптичну щілину. Синапс - це місце з'єднання двох нервових волокон або нервового волокна з клітиною іншої тканини. Хоча по нервовому волокну сигнал передається в електричному вигляді на відміну від звичайних металевих проводів, нервові волокна не можна просто механічно між собою з'єднати: імпульс таким чином передаватися не може, оскільки оболонка нервового волокна не провідник, аізолятор. У цьому сенсі нервове волокно більше не на провід, але в кабель, оточений шаром електроізолятора. Ось чому потрібний хімічний посередник. Цю роль таки виконує молекула медіатора. Опинившись у синаптичній щілини, медіатор впливає на постсинаптичну мембрану, призводячи до місцевої зміни її поляризації, і таким чином зароджується електричний імпульс у тій клітині, яку потрібно передати збудження. Найчастіше в організмі людини як медіатори виступають молекули ацетилхоліну, адреналіну, норадреналіну, дофаміну та гамма-аміномасляної кислоти (ГАМК). Як тільки дія медіатора на постсинаптичну мембрану завершилася, молекула медіатора руйнується за допомогою спеціальних ферментів, що постійно присутні в цьому місці з'єднання клітин, - таким чином запобігає перезбудженню постсинаптичної мембрани і відповідно клітин, на які виявляється інформаційний вплив. Саме з цієї причини один імпульс, що сягнув пресинаптичної мембрани, породжує єдиний імпульс у постсинаптичній мембрані. Виснаження запасів медіатора в пресинаптичній мембрані може іноді спричиняти порушення проведення нервового імпульсу. Для того, щоб виконати свою інформаційну роль, БАВ має бути доставлено від місця свого синтезу до місця своєї дії. У випадку медіаторів і ферментів ці місця зазвичай розділені проміжками в кілька мікрон, тоді як гормони повинні долати часом значні відстані, іноді вимірювані метрами (особливо у великих тварин), перш ніж вони опиняться в зоні своєї дії. Найчастіше протоки залоз, синтезують гормони, саме гормони і становлять більшу частину інформаційних БАВ дистантного дії, відкриваються в кров'яне русло. Зі струмомкрові молекули гормонів розносяться у всьому тілі, але дію надають лише ті клітини, які цього призначені. Гормони гіпофіза в більшості випадків є тропними та їх дія спрямована на тканину інших залоз внутрішньої секреції. Гормони щитовидної залози, надниркових залоз та інших залоз доставляються зі струмом крові до тих органів, на які вони повинні вплинути. Існує ще один клас БАВ, що виробляються незалізистими клітинами більшості органів. Іноді їх називають тканинними гормонами, хоча, на відміну від справжніх гормонів, вони виділяються не в кров'яне русло, а в міжклітинну рідину. Ці БАВ передають сусіднім клітинам і тканинам інформацію про стан клітин, де вони синтезовані. Такий взаємний обмін інформацією між клітинами та тканинами дозволяє їм узгоджувати метаболічну активність та підтримувати гомеопатичну єдність організму.
Загальні принципи та складові біохімічного експерименту. Місце аналітичних процедур у біохімічних дослідженнях. Стадії проведення біохімічного аналізу. Можливі джерела артефактів різних стадіях біохімічного експерименту.
Основні етапи проведення б/г експерименту:
1.Вибір мети експерименту
Вибір завдання, що необхідно дізнатися: якісний чи кількісний, навіщо, хто його використовувати, наскільки точними будуть результати, вартість аналізу.
2.Аналіз знань з проблеми
3.Вибір об'єкта та аналітичного завдання
Основний об'єкт – експериментальні дані
Одновимірні дані (одне число)
Багатовимірні (одномірні дані – набір з кількох вимірів відносно одного й тому зразку)
Основне завдання – вилучення з наукових даних необхідної інформації
4.Вибірадекватного аналітичного методу
Необхідно врахувати тип проби, розмір проби, необхідну чутливість, необхідну селективність, допустимість апаратури, необхідність залучення інших фахівців, швидкість та вартість проведення аналізу.
Вимоги до методу:
Правильність – параметр, що характеризує близькість експериментальних даних, і справжніх значень вимірюваної величини.
Відтворюваність – відбиває випадкові помилки виміру, показав. Ступінь розкиду повторних визначень.
5. Вибір методики
6. Вибір способу відбору та підготовки проб
Отримання представницької проби
Генеральна проба -> лабораторна проба -> аналізована проба
Підготовка проби до аналізу:
1) Вимірювання кількості аналізованої проби
m-аналітичні ваги з похибкою 0,1 мг
2) відбір кількох паралельних проб
3) створення певних умов середовища
4) певна проба підготовка з використанням спеціальних реагентів
5)проведення контрольних дослідів(всі компоненти проби, крім визначеної речовини проходять через ті ж стадії аналізу, отримані результати віднімаються з результатів реальних зразків)
6.Планування ходу експерименту:
-Адаптація методу до умов лабораторії: закупівля обладнання, закупівля реактивів та витратних матеріалів.
-Розробка робочого протоколу
-Розробка способів оцінки ефективності аналітичного експерименту
-Врахувати можливі забруднення
7.Підготовка до експерименту
Приготування розчинів, реагентів та стандартів. Оцінка якості вихідних зразків, попереднє калібрування, контроль правильності роботи обладнання
8.Виконанняаналітичного експерименту
9.Аналіз експериментальних даних
-Оцінка об'єктивності даних
-Оцінка достовірності результатів
10.Формування висновків та оцінка успішності(складання звіту)