Обмен веществ в широком смысле представляет собой закономерное, необходимое единство противоречивых процессов превращения веществ неорганической природы в живое и живого в неживое, осуществляемых посредством ассимиляции и диссимиляции на основе единства организма с окружающей средой, с условиями его жизни.
Биохимия изучает закономерности лежащих в основе жизни противоречивых процессов обмена веществ, закономерности становления и разрушения, закономерности превращения живой материи.
Противоречивый характер биохимических процессов проявляется на всех этапах развития организма. Наиболее четко внутренние противоречия организма выступают при его переходе от одной стадии развития к другой, от одной фазы развития к другой, а также при смене дня и ночи, в связи с возрастной, суточной и сезонной периодичностью процессов обмена веществ.
В суточных колебаниях процессов обмена веществ существенное место занимает периодичность действия ферментов.
Советскими учеными установлено, что в печени человека происходят суточные колебания количества гликогена, что указывает на наличие суточных изменений интенсивности обмена веществ в организме. Максимум потребления организмом гликогена печени приходится на полуденные часы, ночью же преобладает накопление гликогена. Периодичностью отличаются многие стороны жизнедеятельности организмов, почти все стороны обмена веществ.
Основные задачи биохимии перерастают в общебиологические задачи познания обмена веществ, посредством которого осуществляется единство организма и среды.
* * *
Белки составляют основу жизненных явлений. Взаимодействие белков с веществами окружающей среды является неотъемлемым их свойством. Данные современной биохимии показывают, что белок в своем естественном состоянии, то есть в связи с окружающими его условиями, не может существовать без активного взаимодействия с веществами другой природы. Именно в силу этого слаженность обмена веществ, лежащего в основе жизненных функций, возникает в белковых телах, а не в индивидуальном белке, изолированном от естественной среды.
В исследовании рассматриваемого вопроса исключительно велика заслуга Ф. Энгельса. Еще на заре развития химии и биохимии белковых веществ он охарактеризовал белок как основу жизни и оценил роль белкового обмена как ведущего фактора в едином обмене веществ организмов. Энгельс писал, что «повсюду, где мы встречаем жизнь, мы находим, что она связана с каким-либо белковым телом, и повсюду, где мы встречаем какое-либо белковое тело, которое не находится в процессе разложения, мы без исключения встречаем и явления жизни» («Анти-Дюринг», стр. 77, 1950).
Анализируя естественно-исторические условия, при которых белок становится жизнеспособным, Энгельс указывал, что белковое тело выполняет все существенные функции жизни: пищеварение, выделение, движение, сокращение, реакцию на раздражение, размножение.
Естествоиспытатели-материалисты в своих трудах уделяли большое внимание исследованию белков и подчеркивали их выдающееся значение в жизнедеятельности организмов. В работах И. М. Сеченова, А. М. Бутлерова, К. А. Тимирязева, И. П. Павлова и других исследователей мы находим широкие общебиологические обобщения значения белковых тел в явлениях жизнедеятельности.
Роль белка в обмене веществ, в проявлениях жизненных функций организма была отмечена И. М. Сеченовым, который в работе «Обмен веществ и сил в животном организме» указывал, что белок пищи представляет универсальное питательное вещество, участвующее во всех жизненных отправлениях организма — в движении, согревании тела и рабочих процессах.
По мысли И. М. Сеченова, нет такого физиологического отправления организма, где бы не участвовали белки. Он подчеркивал, что жиры и углеводы являются как бы помощниками белка в согревании тела и мышечной работе.
Не ограничиваясь рассмотрением общебиологического значения белка, выяснением его роли в жизненных отправлениях организма, И. М. Сеченов наряду с разработкой коренных вопросов физиологии уделял также внимание экспериментальной разработке проблемы белка. Он провел исследования по изучению воздействия протеолитических ферментов на белки и установил зависимость действия трипсина и пепсина от природы и состояния их субстрата. И. М. Сеченов рассматривал процессы превращения белковых тел в связи с физиологическими особенностями организма.