Биосфера Земли насчитывает около 1,2 млн. видов животных, в том числе и человека, а также более 500 тыс. видов растений. В живых организмах содержится около 40 различных химических элементов.

99% элементного состава живых организмов представляют такие элементы как углерод (С), кислород (О), водород (Н), азот (N), фосфор (Р) и сера (S). Из этих химических элементов (биоэлементов или органогенов) образуется весь спектр биоорганических соединений,. Некоторые элементы входят в состав живых организмов в свободном состоянии в качестве макроэлементов (например, ионы Na, K, Ca, Mg, Cl), или микроэлементов (Fe, Cu, Zn, Mn, Co, Se, F, Mo, V и др.), выполняя важные структурные и регуляторные функции.

Первое место среди химических соединений занимает вода. В организме человека вода составляет около 60% массы тела. Основная часть макрои микроэлементов находится в виде водных растворов и в большинстве случаев – в комплексе с органическими соединениями.

Современная биология и медицина невозможна без знаний молекулярной биологии и генетики. На их основе возникла генная инженерия и биотехнология, которые изучают возможности направленных изменений генетического аппарата. Создаются различные рекомбинантные ДНК, которые используют для синтеза физиологически активных соединений и лекарственных веществ антибиотиков, гормонов, ферментов и других.

Биохимические методы исследования широко используются для диагностики заболеваний, контроля эффективности лечения. Благодаря использованию моноклональных антител и использования цепной полимеразной реакции для исследования ДНК был осуществлен научный прорыв в диагностике многих заболеваний, включая СПИД, туберкулез, вирусные гепатиты. Развитие иммуноферментных методов исследования сделало доступным определение гормонов, антител, маркеров опухолевого роста и других веществ, которые содержатся в организме в очень низких количествах, практически в любой больнице.

Биологическая химия (биохимия) – наука, изучающая химический (молекулярный) состав живых организмов и протекающие в них химические реакции, которые лежат в основе жизнедеятельности.

Объектами изучения биохимии являются различные живые организмы - вирусы, бактерии, растения, животные и организм человека. Совокупность биохимических превращений органических соединений (биомолекул) в живых организмах называется обменом веществ или метаболизмом. Метаболизм, в свою очередь, состоит из процессов биосинтеза веществ, то есть анаболизма, и процессов расщепления веществ, то есть катаболизма.

Биохимия состоит из нескольких разделов:

1.Статическая биохимия изучает химический состав организмов и структуру составляющих их молекул (белков, аминокислот, нуклеиновых кислот, нуклеотидов, углеводов и их производных, липидов, витаминов, гормонов).

1. Нейролептики - группа препаратов, которые снимают возбуждение, галлюцинации и бред у
психически больных лиц.
Механизм действия: вызывают блокировку адрено-и дофаминорецепторив.
Препараты: производные фенотиазинов (аминазин и др.) и бутирофенона (галоперидол, дроперидол и др.).
2. Транквилизаторы - группа препаратов, которые снимают эмоциональное напряжение, тревогу, страх у психически здоровых лиц.
Механизм действия: повышают чувствительность ГАМК рецепторов к γ-аминомасляной кислоте, усиливает тормозную действие ГАМК.
Препараты: елениум, сибазон, феназепам и др.
3. Антидепрессанты - группа препаратов, которые снимают синдромы эмоционального угнетения и депрессии.
По механизму действия делятся на две группы:
•Ингибиторы реаптейка моноаминов (норадреналина, дофамина и серотонина) - имипрамин, амитриптилин.
•Ингибиторы моноаминооксидазы (фермента, инактивирующего преимущественно норадреналин, дофамин и серотонин) - новазид, пиразидол.

Имеют в своем составе от трех до нескольких десятков аминокислотных остатков. Функционируют
только в высших отделах нервной системы. Данные пептиды, как и катехоламины, выполняют функцию не только нейромедиаторов, но и гормонов. К ним относятся:
• гормоны гипоталамуса (либерины и статины);
• нейрогипофизарные гормоны (вазопресин, окситоцин);
• гастроинтестинальные пептиды (гастрин, холецистокинин и др.);
• опиатоподобные пептиды (эндорфины и енкефалины);
• нейротензин (обезболивающее, гипотермичное и гипотензивное действия);
• пептид сна;
• пептид - компоненты ренин-ангиотензиновой системы;
• кинины;
• натрийуретичний пептид.

1. ГАМК (γ-аминомасляна кислота) - продукт α-декарбоксилирования глутамата. Влияние данного
медиатора на ГАМК рецепторы (ионотропные), вызывает открытие каналов анионов хлора и развитие процесса торможения.
Биологические эффекты: участвует в регуляции движений, запоминании, обучении, формировании эмоций.
2. Глицин. Рецепторы к данной аминокислоте подобны ГАМК рецепторам. При связывании с ними глицина также активируется открытия каналов для анионов хлора.
Биологические эффекты: вызывает торможение мотонейронив головного и продолговатого мозга. Стрихнин блокирует рецепторы глицина и вызывает судороги.
3. Таурин - производное аминокислоты цистеина. Рецепторы к нему пока не открыты.
Биологические эффекты: участвует в зрительном восприятии.
4. Аденозин - нуклеозид. Он влияет на метаботропные Р1 рецепторы (блокируются кофеином и теофиллином) и
Биологические эффекты: вызывает седативное, антисудорожное и гипотензивное действия.

1. Серотонин (5-гидрокситирамин, 5-НТ) - производное аминокислоты триптофана. Серотонин
влияет на 5-НТ1 рецепторы и вызывает активацию аденилатциклазы, а с 5-НТ2 - стимуляцию активности фосфолипазы С.
Биологические эффекты:
-Регулирует продолжительность сна и температуру тела.
-Участвует в развитии эмоций.
-Есть медиатором аллергии.
-Вызывает сокращение бронхов.
-Повышает артериальное давление.
При гипофункции серотонинергичних нейронов может возникать депрессия, а при гиперфункции - галлюцинации.

Различают возбуждающие, тормозные и смешанные нейромедиаторы (в зависимости от типа действия).
Смешанные нейромедиаторы
1. Ацетилхолин - продукт взаимодействия ацетил-КоА и холина с участием холинацетилтрансферазы. Инактивируется ацетилхолинестеразою или путем реаптейку. Различают:
• Н-холинорецепторы (избирательно возбуждаются алкалоидом табака - никотином), являются ионотропными, при взаимодействии с ними ацетилхолина активируется открытия натриевых каналов.
Эффекты ацетилхолина, обусловленные связыванием с Н-холинорецепторами: стимуляция дыхательного центра, секреции адреналина и антидиуретичного гормона.

Нейромедиаторы (нейротрансмитеры) - это вещества, которые непосредственно передают
нервный импульс через синапс. Характеризуются следующими признаками:
• накапливаются в пресинаптичний мембране в достаточной концентрации.
• освобождаются при передаче импульса.
• вызывают после связывания с рецепторами на постсинаптической мембране изменение скорости метаболических процессов и возникновению электрического импульса.
• Имеют систему инактивации или систему удаления из синапса.
Кроме того выделяют понятие нейромодуляторы - вещества, которые усиливают или ослабляют уровень передачи нервного импульса нейромедиаторами. Самостоятельной роли в передаче сигналов через синапс они не имеют.

1. Нервный импульс (ПД) достигает нервного окончания и вызывает деполяризацию его
мембраны. Это приводит к проходу ионов Са2 + через потенциал-зависимые каналы в нервное окончание. Повышение концентрации Са2 + внутри нервного окончания вызывает слияние 200-300 везикул (пузырьков), содержащих медиатор, с плазматичной мембраной.
2. Выход медиатора через пресинаптичную мембрану в синаптическую щель.
3. Связывание медиатора с рецепторами на постсинаптической мембране вызывает:
• повышение проницаемости постсинаптической мембраны для ионов натрия (что приводит к деполяризации и возбужденю) калия или хлора, следствием чего является гиперполяризация и развитие процессов торможения в нейроне. Вышеуказанные эффекты могут возникать при условии, что рецептор относиться к типу ионотропных;

Синапс - это функциональный контакт специализированных участков плазматичних мембран двух возбудимых клеток. Он состоит из :

• пресинаптичной мембраны (которая содержит синаптические пузырьки с медиатором);
• синаптической щели;
• постинаптической мембраны (содержит рецепторы для медиатора).

Общий объем цереброспинальной жидкости у взрослого человека составляет 125-150 мл. Каждые
3-4 часа жидкость обновляется. Ее химический состав существенно отличается от плазмы крови, что объясняется избирательной проницаемостью гемато-ликворного барьера.

Химический состав СМЖ:
• Содержание белка в невелико (0,15-0,40 г / л), соотношение Альб. / Глобул. = 4.
• Содержание липидов, по сравнению с кровью, выше в сотни раз, а низкомолекулярных азотсодержащих веществ в 2-3 раза меньше, уровень свободных аминокислот в несколько раз больше чем в крови.
• Уровень глюкозы составляет 2,5 - 4,2 ммоль / л, но может изменяться в зависимости от ее содержания в крови.
• Концентрация ионов натрия и калия примерно такая же, как и в крови, кальция вдвое больше, хлора меньше, чем в крови.