ο βιοχημικές αλληλεπιδράσεις στον οργανισμό αντιπροσωπεύουν τη βάση της ζωής. Βασικά, οι διαδικασίες συσσώρευσης και διάσπασης λαμβάνουν χώρα στο σώμα, οι οποίες σχετίζονται με την πρόσληψη ενέργειας και την απελευθέρωση ενέργειας. Οι διαταραχές στις βιοχημικές αλληλεπιδράσεις εκφράζονται σε ασθένειες.
Ποιες είναι οι βιοχημικές αλληλεπιδράσεις στο σώμα;
Οι βιοχημικές αλληλεπιδράσεις στο σώμα εξηγούνται από την επιστήμη της βιοχημείας. Ασχολείται με την αλληλεπίδραση χημικών και βιολογικών διεργασιών στο σώμα. Ο μεταβολισμός συνδέει στενά βιολογικές και χημικές διεργασίες. Στην ιατρική, οι μεταβολικές διεργασίες εξετάζονται με σκοπό τον εντοπισμό και τη θεραπεία διαταραχών αυτών των διεργασιών. Η θεραπεία αυτών των ασθενειών μπορεί συχνά να είναι επιτυχής μέσω της παροχής ορισμένων δραστικών ουσιών από το εξωτερικό. Αυτό μπορεί να είναι φαρμακευτική αγωγή ή έλλειψη δραστικών συστατικών όπως βιταμίνες.
Ωστόσο, για επιτυχή θεραπεία είναι απαραίτητο να γνωρίζουμε ακριβώς τις χημικές διεργασίες. Η βιοχημεία επομένως ασχολείται, μεταξύ άλλων, με την κατασκευή βιολογικών δομών, μοριακών δομικών μονάδων και τις αλληλεπιδράσεις τους μεταξύ τους. Εξετάζει πώς μετατρέπονται οι ουσίες και ποιες απαιτήσεις, ένζυμα ή ορμόνες είναι απαραίτητες για τις διάφορες διαδικασίες.
Ταυτόχρονα, η βιοχημεία εξετάζει επίσης πώς πραγματοποιείται η ανταλλαγή πληροφοριών εντός και εκτός του οργανισμού και ποιες διαδρομές υπάρχουν για την αποθήκευση, ανάκτηση και προώθηση πληροφοριών.
Λειτουργία & εργασία
Οι βιοχημικές αλληλεπιδράσεις στο σώμα είναι μια γενική έκφραση των διαδικασιών ζωής. Τα φυτά, για παράδειγμα, απορροφούν ανόργανες ουσίες όπως διοξείδιο του άνθρακα, νερό και μεταλλικά άλατα και τις μετατρέπουν σε οργανικές ενώσεις με την προσθήκη ηλιακής ενέργειας. Αυτές οι οργανικές ενώσεις χρησιμεύουν στα φυτά για τη δημιουργία βιομάζας και για τη διατήρηση των πραγματικών διαδικασιών ζωής.
Οι ζωικοί οργανισμοί, συμπεριλαμβανομένων των ανθρώπων, τρέφονται με οργανική ύλη που έχει ήδη δημιουργηθεί. Από τη μία πλευρά δημιουργείτε τις συνδέσεις του ίδιου του σώματος και από την άλλη χρησιμοποιείτε αυτές τις ουσίες για να παράγετε ενέργεια για φυσιολογικές διεργασίες.
Βασικά, οι πρωτεΐνες, τα λίπη, οι υδατάνθρακες και τα νουκλεϊκά οξέα διαδραματίζουν ουσιαστικό ρόλο για κάθε οργανισμό. Οι πρωτεΐνες είναι πολυπεπτίδια που αποτελούνται από περίπου 20 διαφορετικά πρωτεϊνογόνα άλφα αμινοξέα. Εκπληρώνουν πολλές διαφορετικές λειτουργίες στον οργανισμό. Συμμετέχουν στην ανάπτυξη μυών και όλων των εσωτερικών οργάνων. Δρουν ως ανοσοσφαιρίνες για να σχηματίσουν αντισώματα.
Όλα τα ένζυμα αποτελούνται από πρωτεΐνες. Ως ένζυμα, καταλύουν το σχηματισμό σημαντικών βιοχημικών ουσιών που είναι απαραίτητες για τον οργανισμό. Μερικές φορές εμφανίζονται επίσης ως ορμόνες που αναπτύσσουν ορισμένα βιοχημικά αποτελέσματα. Οι διαφορετικές ιδιότητες και λειτουργίες των πρωτεϊνών προκύπτουν με τη σειρά τους από την αλληλουχία των αμινοξέων που υπάρχουν στην πεπτιδική αλυσίδα. Η αντικατάσταση ενός αμινοξέος μπορεί να καταστήσει το μόριο πρωτεΐνης αναποτελεσματικό ή να του δώσει εντελώς διαφορετικό αποτέλεσμα.
Τα λεγόμενα νουκλεϊκά οξέα στο DNA και το RNA είναι υπεύθυνα για το σχηματισμό πρωτεϊνών. Ο γενετικός κώδικας αποθηκεύεται στο DNA. Αυτό καθορίζει ποιες πρωτεΐνες παράγονται και πώς λειτουργούν. Εκτός από τις πρωτεΐνες και τα νουκλεϊκά οξέα, κάθε οργανισμός χρειάζεται επίσης υδατάνθρακες και λίπη. Ενώ οι πρωτεΐνες είναι υπεύθυνες για τη δομή και τις λειτουργίες του σώματος, οι υδατάνθρακες και τα λίπη παρέχουν την απαραίτητη ενέργεια για τις φυσικές διεργασίες.
Τα βασικά δομικά στοιχεία αυτών των βιολογικών παραγόντων συνδέονται στενά μεταξύ των βιοχημικών κύκλων. Ο κύκλος κιτρικού οξέος (κύκλος κιτρικού οξέος) παίζει σημαντικό ρόλο στην οξειδωτική διάσπαση των οργανικών ενώσεων για την παραγωγή ενέργειας. Ωστόσο, τα βασικά δομικά στοιχεία υδατανθράκων, λιπών και πρωτεϊνών μπορούν να μετατραπούν το ένα στο άλλο εντός αυτού του κύκλου.
Ένα ή περισσότερα ένζυμα είναι απαραίτητα για σχεδόν κάθε στάδιο αντίδρασης στον οργανισμό. Επιπλέον, το ορμονικό σύστημα αντιπροσωπεύει έναν ρυθμιστικό μηχανισμό υψηλότερου επιπέδου για τον συντονισμό των φυσικών λειτουργιών μεταξύ τους. Η μετάδοση πληροφοριών εντός των κυττάρων, μεταξύ των κυττάρων και ειδικά μεταξύ των νευρικών κυττάρων συνδέεται στενά με όλες τις άλλες βιοχημικές διεργασίες.
Οι διαδικασίες είναι καλά συντονισμένες και αλληλοεξαρτώνται. Αυτός ο καλός συντονισμός των διαδικασιών έχει αναπτυχθεί κατά τη διάρκεια της εξέλιξης. Εάν δεν συνέβαινε αυτό, οι οργανισμοί δεν θα μπορούσαν να επιβιώσουν ή να μην αναπτυχθούν.
Ασθένειες και παθήσεις
Οι βιοχημικές αλληλεπιδράσεις στον οργανισμό είναι πολύ περίπλοκες και κάθε απόκλιση και διακοπή των επακριβώς συντονισμένων διαδικασιών μπορεί να οδηγήσει σε σοβαρά προβλήματα υγείας. Οι δυνατότητες για παθολογικές αλλαγές είναι πολλαπλές. Υπάρχουν συγγενείς και επίκτητες μορφές μεταβολικών διαταραχών.
Δεδομένου ότι τα ένζυμα είναι απαραίτητα για κάθε βήμα αντίδρασης στη μετατροπή των ουσιών, ένα ελαττωματικό ένζυμο μπορεί να οδηγήσει σε σημαντικές παθολογικές διεργασίες. Ελαττωματικά ένζυμα προκαλούνται από μεταλλάξεις γονιδίων, συχνά μόνο ένα αμινοξύ ανταλλάσσεται.
Ένα παράδειγμα είναι η φαινυλκετονουρία. Το ένζυμο που καταλύει τη διάσπαση του αμινοξέος φαινυλαλανίνη περιορίζεται στην επίδρασή του από μια γονιδιακή μετάλλαξη. Η συσσώρευση φαινυλαλανίνης στον εγκέφαλο προκαλεί σοβαρή ψυχική βλάβη εάν αφεθεί χωρίς θεραπεία. Μια δίαιτα χαμηλή σε φαινυλαλανίνη μπορεί να σώσει τους εφήβους από αυτήν την κατάσταση.
Πολλές άλλες ουσίες είναι απαραίτητες για το σώμα. Αυτό σημαίνει ότι πρέπει να ληφθούν μαζί με τη διατροφή. Αυτό ισχύει για βιταμίνες, μέταλλα και ορισμένα αμινοξέα. Εάν λείπουν από τη διατροφή, εμφανίζονται συμπτώματα ανεπάρκειας, τα οποία συχνά σχετίζονται με σοβαρές ασθένειες, όπως το σκορβούτο στην περίπτωση ανεπάρκειας βιταμίνης C.
Ένα άλλο τυπικό παράδειγμα επίκτητων μεταβολικών διαταραχών είναι το μεταβολικό σύνδρομο με παχυσαρκία, σακχαρώδη διαβήτη, μεταβολικές διαταραχές λιπιδίων και αρτηριοσκλήρωση. Ο λόγος για αυτό είναι μια λανθασμένη διατροφή με πάρα πολλούς υδατάνθρακες και λίπη για χρόνια, η οποία δεν μπορεί να υποβληθεί σε επεξεργασία στο ανθρώπινο βιολογικό σχέδιο.
