التفاعلات البيوكيميائية في الجسم

ال التفاعلات البيوكيميائية في الكائن الحي يمثل أساس الحياة ، في الأساس ، هناك عمليات تراكم وانهيار في الجسم ترتبط باستهلاك الطاقة وإطلاقها. يتم التعبير عن الاضطرابات في التفاعلات الكيميائية الحيوية في الأمراض.

ما هي التفاعلات الكيميائية الحيوية في الجسم؟

يتم شرح التفاعلات الكيميائية الحيوية في الجسم من خلال علم الكيمياء الحيوية. يتعامل مع تفاعل العمليات الكيميائية والبيولوجية في الجسم. الأيض يربط بشكل وثيق العمليات البيولوجية والكيميائية. في الطب ، يتم فحص عمليات التمثيل الغذائي من أجل تحديد وعلاج اضطرابات هذه العمليات. يمكن أن ينجح علاج هذه الأمراض غالبًا من خلال توفير بعض المواد الفعالة من الخارج. قد يكون هذا دواء أو نقصًا في المكونات النشطة مثل الفيتامينات.

ومع ذلك ، من أجل العلاج الناجح ، من الضروري معرفة العمليات الكيميائية بالضبط. لذلك تتعامل الكيمياء الحيوية ، من بين أمور أخرى ، مع بناء الهياكل البيولوجية ، ولبنات البناء الجزيئية وتفاعلاتها مع بعضها البعض. يدرس كيفية تحويل المواد والمتطلبات والإنزيمات والهرمونات اللازمة للعمليات المختلفة.

في الوقت نفسه ، تبحث الكيمياء الحيوية أيضًا في كيفية حدوث تبادل المعلومات داخل وخارج الكائن الحي وما هي المسارات الموجودة لتخزين المعلومات واسترجاعها وإعادة توجيهها.

الوظيفة والمهمة

التفاعلات الكيميائية الحيوية في الجسم هي تعبير عام عن عمليات الحياة. فالنباتات على سبيل المثال تمتص المواد غير العضوية مثل ثاني أكسيد الكربون والماء والأملاح المعدنية وتحولها إلى مركبات عضوية مع إضافة الطاقة الشمسية. تخدم هذه المركبات العضوية النباتات لبناء كتلتها الحيوية والحفاظ على عمليات الحياة الفعلية.

تتغذى الكائنات الحية ، بما في ذلك البشر ، على المواد العضوية التي تم تكوينها بالفعل. من ناحية ، يبنون روابط الجسم الخاصة ، ومن ناحية أخرى ، يستخدمون هذه المواد لتوليد الطاقة للعمليات الفسيولوجية.

تلعب البروتينات والدهون والكربوهيدرات والأحماض النووية دورًا أساسيًا لكل كائن حي. البروتينات عبارة عن عديد ببتيدات تتكون من حوالي 20 نوعًا مختلفًا من الأحماض الأمينية ألفا البروتينية. يؤدون العديد من الوظائف المختلفة في الكائن الحي. يشاركون في تطوير العضلات وجميع الأعضاء الداخلية. تعمل كجلوبيولين مناعي لتشكيل الأجسام المضادة.

تتكون جميع الإنزيمات من البروتينات. بصفتها إنزيمات ، فإنها تحفز تكوين مواد كيميائية حيوية مهمة ضرورية للكائن الحي. تظهر أحيانًا كهرمونات تنتج تأثيرات كيميائية حيوية معينة. تنتج الخصائص والوظائف المختلفة للبروتينات بدورها من تسلسل الأحماض الأمينية الموجودة في سلسلة الببتيد. يمكن أن يؤدي استبدال حمض أميني إلى جعل جزيء البروتين غير فعال أو إعطائه تأثيرًا مختلفًا تمامًا.

ما يسمى بالأحماض النووية في DNA و RNA هي المسؤولة عن تكوين البروتينات. يتم تخزين الشفرة الجينية في الحمض النووي. هذا يحدد البروتينات التي يتم إنتاجها وكيف تعمل. بالإضافة إلى البروتينات والأحماض النووية ، يحتاج كل كائن حي أيضًا إلى الكربوهيدرات والدهون. بينما البروتينات هي المسؤولة عن بنية ووظائف الجسم ، فإن الكربوهيدرات والدهون توفر الطاقة اللازمة للعمليات الفيزيائية.

ترتبط اللبنات الأساسية لهذه المكونات النشطة البيولوجية ارتباطًا وثيقًا من خلال الدورات الكيميائية الحيوية. تلعب دورة حمض الستريك (دورة حمض الستريك) دورًا رئيسيًا في الانهيار التأكسدي للمركبات العضوية لتوليد الطاقة. ومع ذلك ، يمكن تحويل اللبنات الأساسية من الكربوهيدرات والدهون والبروتينات إلى بعضها البعض خلال هذه الدورة.

إنزيم واحد أو أكثر ضروري لكل خطوة تفاعل في الكائن الحي تقريبًا. بالإضافة إلى ذلك ، يمثل النظام الهرموني آلية تنظيمية عالية المستوى لتنسيق الوظائف الجسدية مع بعضها البعض. يرتبط انتقال المعلومات داخل الخلايا وبين الخلايا وخاصة بين الخلايا العصبية ارتباطًا وثيقًا بجميع العمليات الكيميائية الحيوية الأخرى.

العمليات منسقة بشكل جيد وتعتمد على بعضها البعض. وقد تطور هذا التنسيق الجيد للعمليات في سياق التطور. إذا لم يكن الأمر كذلك ، فلن تتمكن الكائنات الحية من البقاء على قيد الحياة أو لا تتطور في المقام الأول.

الامراض والاعتلالات

التفاعلات الكيميائية الحيوية في الكائن الحي معقدة للغاية وكل انحراف وتعطيل للعمليات المنسقة بدقة يمكن أن يؤدي إلى مشاكل صحية خطيرة. إن احتمالات التغيرات المرضية متعددة. هناك أشكال خلقية ومكتسبة لاضطرابات التمثيل الغذائي.

نظرًا لأن الإنزيمات ضرورية لكل خطوة تفاعل في تحويل المواد ، يمكن أن يؤدي الإنزيم المعيب إلى عمليات مرضية كبيرة. تحدث الإنزيمات المعيبة بسبب طفرات جينية ، حيث يتم تبادل حمض أميني واحد فقط.

أحد الأمثلة على ذلك هو بيلة الفينيل كيتون. إن الإنزيم الذي يحفز تكسير الحمض الأميني فينيل ألانين مقيد في تأثيره من خلال طفرة جينية. يتسبب تراكم مادة الفينيل ألانين في الدماغ في حدوث أضرار نفسية شديدة إذا تُرك دون علاج. يمكن لنظام غذائي منخفض في الفينيل ألانين أن ينقذ المراهقين من هذه الحالة.

العديد من المواد الأخرى ضرورية للجسم. هذا يعني أنه يجب تناولها مع النظام الغذائي. وهذا ينطبق على الفيتامينات والمعادن وبعض الأحماض الأمينية. إذا كانت مفقودة في النظام الغذائي ، تحدث أعراض النقص ، والتي غالبًا ما ترتبط بأمراض خطيرة ، مثل الاسقربوط في حالة نقص فيتامين سي.

مثال آخر نموذجي لاضطرابات التمثيل الغذائي المكتسبة هو متلازمة التمثيل الغذائي مع السمنة ومرض السكري واضطرابات التمثيل الغذائي للدهون وتصلب الشرايين. والسبب في ذلك هو اتباع نظام غذائي غير صحيح يحتوي على الكثير من الكربوهيدرات والدهون لسنوات ، والتي لا يمكن معالجتها في المخطط البيولوجي البشري.