Методи вивчення обміну речовин

Для вивчення обмінних процесів в організмі використовуються різноманітні методичні підходи на різних рівнях організації живого: цілісного організму, ізольованих органів, тканинних зрізів, гомогенатів, екстрактів, субклітинних структур, біорідин та ін. При цьому використовуються сучасні фізико-хімічні й біохімічні методи виділення, розділення, ідентифікації й кількісного визначення речовин:

1) балансові - на цілісному організмі визначаються загальні кількісні зрушення речовин за їх поглинанням і виділенням кінцевих продуктів обміну (розрахунок балансу приходу-витрати);

2) манометричні - для вивчення загальних обмінних процесів у спеціальних апаратах;

3) хроматографічні - для визначення наявності й кількісних зрушень тих або інших молекул;

4) авторадіографічні - з використанням мічених атомів для встановлення на цілісному організмі розподілу, біосинтезу і розпаду тих або інших речовин в органах і тканинах;

5) гістохімічні - для встановлення наявності тих чи інших молекул у клітинах різних органів і тканин;

6) спектрофотометричні - для визначення кількісних зрушень за спектром поглинання;

7) електрофорез - для розділення, ідентифікації й кількісного визначення речовин;

8) ферментативні методи - за специфічністю дії ферментів та ін.

Найчастіше при вивченні обміну речовин застосовується одночасно декілька підходів. Інформація, отримана за допомогою різних методів, потім інтегрується, що й дає можливість відповісти на питання, які зміни в обміні речовин відбуваються в нормі та за різних патологічних станів.

Балансові методи. Визначення вмісту введеної в організм речовини і продуктів її розпаду, виведених з організму (із сечею, калом, потом і повітрям, що видихається), дає можливість розрахунку балансу, тобто різниці між надходженням і витратою даної речовини.

Манометричні методи. Принцип методу полягає в тому, що зрізи тканин або інші об'єкти поміщають в особливі посудинки, з'єднані з манометрами, за допомогою яких можна виміряти поглинання або виділення газу за зміною тиску в системі зі сталою температурою і сталим об'ємом.

Проміжний обмін в організмі й методи його вивчення.

При вивченні обміну речовин необхідно знати не тільки початкові (вихідні) і кінцеві, але й проміжні продукти перетворень, а також участь певних органів у їхньому утворенні. Проміжним обміном називають обмін окремих речовин (включаючи утворення проміжних сполук), який відбувається в органах і тканинах організму. Проміжний обмін відображає послідовність біохімічних перетворень речовин в організмі, їх матеріальний і енергетичний баланс, локалізацію цих перетворень у певних органах і тканинах, взаємозв'язок окремих органів у єдиному процесі обміну речовин цілісного організму і його варіювання в залежності від ряду умов.

недоліки одного методу компенсуються відповідними перевагами іншого.

Ізотопний метод або метод мічених атомів. Принцип методу полягає в тому, що синтезуються речовини, у молекули яких вводяться атоми радіоактивних або важких ізотопів, які переважно не зустрічаються або зустрічаються в дуже малих кількостях у природних сполуках.

Метод ангіостомії був запропонований російським вченим Ю.С. Лондоном. Цей метод дозволяє вивчати обмін речовин на цілісному організмі шляхом дослідження хімічного складу крові, що притікає до органа і відтікає від нього. Суть цього методу полягає в тому, що в стінки певних кровоносних судин, виведених назовні, вводять срібні або платинові трубочки (канюлі), а потім беруть кров у тварини для дослідження. Цей метод дозволяє вивчати зміни хімічного складу крові, яка притікає до органу і відтікає від нього.

Метод ізольованих органів розроблено в лабораторії російського вченого І.П. Павлова. За допомогою цього методу вдалося встановити, які біохімічні процеси відбуваються в певних органах. Недоліком цього методу є те, що він надавав можливість вивчати обмін речовин лише в органі, ізольованому від цілого організму, і, як наслідок, відокремленому від впливів центральної нервової й ендокринної систем.

Метод зрізів, екстрактів і гомогенатів із тканин широко застосовується в біохімічних лабораторіях для вивчення процесів обміну речовин у тих чи інших тканинах, але він також недосконалий, оскільки відсутній вплив центральної нервової системи.Гістохімічний метод. Цей метод у біохімії використовується для виявлення на зрізах із тканин ділянок локалізації тих або інших сполук за допомогою специфічних хімічних реагентів. Так, для визначення наявності нуклеїнових кислот застосовують реактив фуксинсі-рчистої кислоти, наявності крохмалю - реакцію з йодом, ліпідів - реакцію із суданом і т.ін.