ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Биохимическая статика из "Биохимия Издание 2" В XIX столетии, в связи с интенсивным развитием органической химии, создались возможности для выделения и изучения химических свойств соединений, широко распространенных в живых организмах,— углеводов, жиров и белков. Разработка методов количественного элементарного анализа Берцелиусом, а затем Либихом, позволила подойти к изучению элементарного состава веществ, выделенных из живых организмов. При анализе многих веществ, входящих в состав тканей животных и растений, исследователями первой половины прошлого столетия было выявлено наличие в них углерода. Все больше расширялись знания об углеродсодержащих веществах живых организмов, получивших название органических веществ. Позже к классу органических веществ стали относить и углеродсодержащие вещества, полученные путем синтеза. [c.6] В первой половине XIX столетия стало развиваться синтетическое направление в химии, которое призвано было удовлетворить потребности химической промышленности. На первых порах при разработке приемов синтеза ученые встречались с большими затруднениями, особенно при синтезе углеродсодержащих соединений. В науке того времени сложилось представление, что составные части организмов, а также продукты их выделения, независимо от степени их сложности, не могут быть получены синтетическим путем, что они поддаются лишь аналитическому изучению. Считалось общепринятым, что с помощью химических методов можно разрушить органические соединения и изучить образующиеся при этом продукты, но что нельзя синтезировать вещества, входящие в состав организмов, из более простых соединений вне организма лабораторным путем. Объяснение неудач при синтезе органических соединений лабораторным путем стали искать в том, что эти соединения создаются в живых организмах особым путем, с помощью жизненной силы . Подобное виталистическое представление о синтезе органических соединений укоренилось в науке того времени, я оно поддерживалось крупными научными авторитетами. Выдающийся шведский химик Берцелиус (1779—1848), например, стоял на виталистических позициях и совершенно не признавал возможности лабораторного синтеза органических соединений он считал, что химия не способна овладеть жизненной силой , создающей различные органические вещества в живых организмах. Так была создана пропасть между веществами неорганическими, синтез которых считался достугшым человеку, и органическими, синтезирующимися якобы только в живых организмах. [c.6] Вполне понятно, что виталистическое представление о синтезе органических соединений не могло способствовать развитию химической науки. Оно ограничивало научную мысль и препятствовало прогрессу научных знаний, поискам новых путей для разрешения проблем, выдвигаемых практической деятельностью человека. [c.6] Виталистические представления о синтезе органических веществ потерпели крушение в 1828 г., когда Вёлером, учеником Берцелиуса, была синтезирована из неорганического соединения (циановокислого аммония) мочевина — соединение, образующееся в организмах человека, млекопитающих, амфибий и рыб и выделяющееся с мочой. Синтез мочевины лабораторным путем оказался настолько простым, что он совершенно не укладывался в представления об участии в нем жизненной силы . [c.6] В своем письме к Берцелиусу Вёлер писал Я долже н Вам заявить, что могу делать мочевину, не нуждаясь при этом в почках и вообще в лшвот-ном, будь это человек или собака . [c.6] Еще задолго до этого сокрушительный удар по виталистическим представлениям в естествознании был нанесен М. В. Ломоносовым (1746) и Лавуазье (1770), открывшими закон сохранения материи и движения. Открытие закона положило начало новому этапу в развитии естественных наук и, особенно, в развитии химии. Гениальный естествоиспытатель Ломоносов сознавал качественные отличия живого от неживого, но считал, что это отличие не может препятствовать изучению и познанию явлений,. характерных для живого. Явления жизни, полагал он, подчиняются тем же закономерностям и так же познаваемы, как и явления неживой природы, и химия призвана сыграть большую роль в познании как неживой, так и живой природы. [c.7] После лабораторного синтеза мочевины вскоре были осуществлены многочисленные синтезы других органических соединений, которые до этого выделялись только из тканей организмов. Органическая химия была освобождена от связывавших ее пут витализ.ма, и для ее развития открылись новые горизонты. Многие вещества, вошедише в обиход человека, которые получали раньше из живых организмов, стало возможным синтезировать не только в лабораториях, но и для производственных нужд. Были созданы новые отрасли химической промышленности, например, производство синтетических красок (индиго, ализарин и др.), фармацевтических (применяемых в медицине) веществ, витаминов, гормонов, которые до этого добывались путем выделения из тканей растительных или животных организмов. Особенно крупные успехи были достигнуты в синтезе органических соединений во.второй половине XIX столетия, а затем в XX столетии. К достижениям XIX столетия относится осуществление синтеза углеводов А. М. Бутлеровым и Э. Фишером, синтеза жиров М. Бертло и первые попытки проникнуть в тайны химической структуры наиболее сложных из известных в химии веществ — белков. [c.7] В XIX столетии стали появляться данные о том, что при обработке белков кислотами (гидролиз) при температуре 100—105 С они расщепляются с образованием относительно простых низкомолекулярных азотсодержащих соединений — аминокислот. К настоящему времени из ги ]ролиза-тов различных белков выделено свыше 20 различных -аминокислот. [c.7] Современные методы изучения химической структуры белков позволяют выявить последовательность расположения остатков аминокислот в белковых молекулах. Для некоторых, правда еще очень немногих белков, эта последовательность уже детально изучена. [c.8] Успехи, достигнутые в области химии белков, приблилеают нас к полной разгадке их химической структуры и намечают пути, которые должны будут привести к их синтезу. [c.8] Выяснение химической структуры белков имеет принципиально важное значение. Е ю второй половине прошлого столетия Ф. Энгельс, обобщая известные к тому времени данные о роли белков, дал краткое и яркое представление о белковых веществах как о носителях жизни. Жизнь,— писал Ф. Энгельс,— это способ существования белковых тел, существенным моментом которюго является постоянный обмен веществ с окружающей их внешней природой, причем с прекращением этого обмена веществ прекращается и жизнь, что приводит к разложению белка Ч Из этой формулировки вытекает, что материальная основа жизни — это белковые вещества и что с помощью белков осуществляется постоянное взаимодействие живых организмов с окружающей их внешней средой. [c.8] Раскрытие химической структуры белковых веществ, осуществление их синтеза из более простых соединений явится важным моментом в деле понимания их биологических особенностей. [c.8] Наряду с белками, жирами и углеводами, в составе живых организмов содержатся также иные многочисленные органические вещества. [c.8] Фундаментальные исследования по изучению роли минеральных веществ в организме животных принадлежат профессору Юрьевского (ныне Тартуского) университета Г. А. Бунге (1844—1920). В более позднее время было установлено наличие в тканях живых организмов минеральных веществ, составляющих группу ультрамикроэлементов. Эти минеральные вещества (например, кобальт, цинк, медь и др.) содержатся в организмах в ничтожно малых количествах, однако физиологическое значение каждого из них велико и недостаток их в пище вызывает тяжелые расстройства функций организма. [c.9] Наиболее важной задачей биохимии является изучение динамики химических превращений в живых организмах. К концу XIX столетия были проведены многочисленные исследования по изучению балансов превран1,е-ний различных веществ в организме человека. Эти исследования касались начальных продуктов, поступающих в организмы, и конечных продуктов, выделяющихся из организмов, затем подводился баланс между количествами первых и вторых. Таким образом, был окончательно установлен замечательный факт, что взрослый организм при нормальных условиях питания находится в состоянии азотистого равновесия, т. е. что количество азота, входящего в состав белков, поступающих в организм с пищей (приход азота), равняется количеству азота выделяющихся из организма с мочой азотистых веществ, главным образом мочевины (расход азота). Известно было также, что углеводы и жиры подвергаются в организме распаду с образованием воды и углекислого газа, причем чем больше углеводов и жиров подвергается распаду, тем больше образуется и выделяется из организма углекислого газа и воды. [c.9] Установления балансов превращения веществ в организме оказалось совершенно недостаточным для выяснения, каким образом, по каким путям происходит распад веществ в организме, в какой мере и каким образом используются они для синтеза составных частей тканей организма. В XIX столетии представители биохимической науки отдавали себе ясный отчет в том, что между начальными и конечными продуктами превращений сложных органических веществ должны стоять промежуточные вещества, что белки, например, не сразу дают начало образованию мочевины, точно так же, как углеводы и жиры не сразу преврашаются в углекислый газ и воду. Высказывались, однако, соображения, что над промежуточными этапами превращения органических веществ в организмах висит завеса неизвестности (Шонбейн), что они не поддаются изучению. Между тем необходимость выявить пути превращения сложных органических веществ, входяш,их в состав тканей организмов, а такл е судьбу поступающих в организм пищевых веществ становилась все более насущной. [c.9] Основоположник отечественной физиологии И. М. Сеченов в 1884 г. в Физиологических очерках писал Проследить судьбу внешнего вещества при его странствовании по телу — значит описать всю историю жизни . Эта история жизни , с биохимической точки зрения, может быть вскрыта выявлением промежуточных этапов превращения сложных органических веществ в организме. [c.9] Вернуться к основной статье