Исследования, расширяющие и углубляющие наши знания о многочисленных биохимических процессах, протекающих в живом организме, ведутся в физиологии, фармакологии, микробиологии и других науках. Изучение любой последовательности взаимосвязанных процессов, протекающих в какой-либо биологической системе, начинают с изучения ее компонентов, для этого их необходимо выделить.
Процесс выделения обычно состоит из 2 этапов: сначала клетку разрушают, затем из образовавшейся суспензии методом центрифугирования и (или) фильтрования выделяют необходимые вещества и органеллы. Дальнейшее разделение и изучение их свойств проводят, в частности, с помощью центрифугирования, хроматографии и электрофореза. Для определения состава, механизма действия и функций клеточных компонентов пользуются сложными качественными и количественными аналитическими методами. На атомном и молекулярном уровнях применяют ряд спектральных методов; механизм действия клеточных частиц и внутриклеточные взаимодействия изучают, используя одновременно несколько аналитических методов, таких как спектроскопия, радиоизотопные методы, потенциометрия, полярография. При фракционировании нормальная активность клетки может в значительной степени нарушаться, для минимизации нарушений существуют особые приемы, которые рассматриваются в соответствующих разделах книги.
I.5.1. УРОВНИ БИОХИМИЧЕСКОГО ИССЛЕДОВАНИЯ
Активность клетки зависит от взаимодействия ее как с непосредственным окружением (межклеточные взаимодействия), так и с клетками, значительно удаленными от нее (гормональные эффекты). Поэтому, чтобы получить наиболее полное представление о состоянии клеток, опыты лучше проводить на интактных (нетронутых) изолированных органах и тканях. Преимущество такого изучения заключается в том, что при этом удается избежать нежелательных эффектов, обусловленных изменением непосредственного тканевого окружения, как это имеет место, например, при фракционировании клеток. Исследование на уровне целого организма не только не нарушает целостности тканей, но позволяет изучать отдельные органы и ткани, оставляя без изменения снабжение их питательными веществами, нервную и гормональную регуляцию и т.д.
Таким образом, чтобы получить полную картину клеточного обмена, необходимо провести исследование на целом организме, изолированном органе, на уровне клетки, клеточной органеллы, молекулярном и атомном уровнях. На рис. I.5.1 показаны пути биохимических подходов к изучению возможных превращений какого-либо экзогенного соединения в организме животного42 или его действия на этот организм.