bioķīmiskās mijiedarbības Pamatā organismā notiek uzkrāšanās un sabrukšanas procesi, kas ir saistīti ar enerģijas uzņemšanu un enerģijas izdalīšanos. Traucējumi bioķīmiskajā mijiedarbībā tiek izteikti slimībās.
Kāda ir bioķīmiskā mijiedarbība organismā?
Bioķīmiskās mijiedarbības organismā izskaidro bioķīmijas zinātne. Tajā apskatīta ķīmisko un bioloģisko procesu mijiedarbība organismā. Metabolisms ir cieši saistīts ar bioloģiskajiem un ķīmiskajiem procesiem. Medicīnā tiek pārbaudīti vielmaiņas procesi, lai identificētu un ārstētu šo procesu traucējumus. Pēc tam šo slimību ārstēšana bieži var būt veiksmīga, piegādājot noteiktas aktīvās sastāvdaļas no ārpuses. Tas varētu būt medikamenti vai aktīvo sastāvdaļu, piemēram, vitamīnu, trūkums.
Tomēr veiksmīgai ārstēšanai ir precīzi jāzina ķīmiskie procesi. Tāpēc bioķīmija cita starpā nodarbojas ar bioloģisko struktūru, molekulāro celtniecības bloku veidošanu un to mijiedarbību viens ar otru. Tajā tiek pārbaudīts, kā vielas tiek pārveidotas un kādas prasības, fermenti vai hormoni ir nepieciešami dažādiem procesiem.
Tajā pašā laikā bioķīmija pēta arī to, kā notiek informācijas apmaiņa organismā un ārpus tā, un kādi ir veidi informācijas glabāšanai, iegūšanai un pārsūtīšanai.
Funkcija un uzdevums
Bioķīmiskā mijiedarbība organismā ir dzīves procesu vispārēja izpausme. Augi, piemēram, absorbē neorganiskas vielas, piemēram, oglekļa dioksīdu, ūdeni un minerālsāļus, un, pievienojot saules enerģiju, pārvērš tos organiskos savienojumos. Šie organiskie savienojumi kalpo augiem, lai izveidotu savu biomasu un uzturētu faktiskos dzīves procesus.
Dzīvnieku organismi, ieskaitot cilvēkus, barojas ar organiskām vielām, kas jau ir uzkrājušās. No vienas puses, tie veido paša ķermeņa savienojumus, un, no otras puses, šīs vielas izmanto, lai ģenerētu enerģiju fizioloģiskiem procesiem.
Būtībā olbaltumvielām, taukiem, ogļhidrātiem un nukleīnskābēm ir būtiska loma katram organismam. Olbaltumvielas ir polipeptīdi, kas sastāv no apmēram 20 dažādām olbaltumvielām alfa aminoskābēm. Viņi organismā pilda daudz dažādu funkciju. Tātad viņi ir iesaistīti muskuļu un visu iekšējo orgānu veidošanā. Tie darbojas kā imūnglobulīni, veidojot antivielas.
Visus fermentus veido olbaltumvielas. Kā fermenti tie katalizē svarīgu bioķīmisku vielu veidošanos, kas ir būtiskas organismam. Dažreiz tie parādās arī kā hormoni, kas attīsta noteiktu bioķīmisko iedarbību. Olbaltumvielu dažādās īpašības un funkcijas rodas peptīdu ķēdē esošo aminoskābju secības dēļ. Aminoskābes aizstāšana var padarīt olbaltumvielu molekulu neefektīvu vai dot tai pavisam citu efektu.
Tā saucamās nukleīnskābes DNS un RNS ir atbildīgas par olbaltumvielu veidošanos. Ģenētiskais kods tiek glabāts DNS. Tas nosaka, kuras olbaltumvielas tiek ražotas un kā tās darbojas. Papildus olbaltumvielām un nukleīnskābēm katram organismam nepieciešami arī ogļhidrāti un tauki. Kamēr olbaltumvielas ir atbildīgas par ķermeņa uzbūvi un funkcijām, ogļhidrāti un tauki nodrošina nepieciešamo enerģiju fiziskiem procesiem.
Šo bioloģiski aktīvo sastāvdaļu pamatelementi ir cieši saistīti bioķīmiskajā ciklā. Citronskābes ciklam (citronskābes ciklam) ir liela loma organisko savienojumu oksidatīvā sadalījumā enerģijas iegūšanai. Tomēr ogļhidrātu, tauku un olbaltumvielu pamata veidojošos elementus šajā ciklā var pārveidot viens par otru.
Gandrīz katram organisma reakcijas posmam ir nepieciešams viens vai vairāki fermenti. Turklāt hormonālā sistēma ir augstāka līmeņa regulēšanas mehānisms fizisko funkciju koordinēšanai savā starpā. Informācijas pārnešana šūnās, starp šūnām un īpaši starp nervu šūnām ir cieši saistīta ar visiem citiem bioķīmiskajiem procesiem.
Procesi ir labi koordinēti un ir savstarpēji atkarīgi. Šī labā procesu koordinācija ir izveidojusies evolūcijas gaitā. Ja tas tā nebūtu, organismi, pirmkārt, nevarētu izdzīvot vai arī neattīstītos.
Slimības un kaites
Bioķīmiskā mijiedarbība organismā ir ļoti sarežģīta, un precīzi koordinētu procesu novirzes un traucējumi var izraisīt nopietnas veselības problēmas. Patoloģisko izmaiņu iespējas ir daudzveidīgas. Ir gan iedzimti, gan iegūti metabolisma traucējumu veidi.
Tā kā fermenti ir nepieciešami katrā reakcijas posmā vielu pārvēršanā, nepareizs ferments var izraisīt ievērojamu patoloģisko procesu norisi. Bojātus fermentus izraisa gēnu mutācijas, kurās bieži notiek tikai vienas aminoskābes apmaiņa.
Viens piemērs ir fenilketonūrija. Šeit fermentu, kas katalizē aminoskābes fenilalanīna sadalīšanos, tā iedarbība ierobežo ar gēna mutāciju. Fenilalanīna uzkrāšanās smadzenēs, ja to neārstē, rada smagus garīgus bojājumus. Diēta, kurā ir maz fenilalanīna, var glābt pusaudžus no šī stāvokļa.
Daudzas citas vielas ir svarīgas ķermenim. Tas nozīmē, ka tie ir jāieņem uzturā. Tas attiecas uz vitamīniem, minerālvielām un dažām aminoskābēm. Ja to trūkst uzturā, rodas deficīta simptomi, kas bieži ir saistīti ar nopietnām slimībām, piemēram, skorbuts C vitamīna deficīta gadījumā.
Vēl viens raksturīgs iegūto metabolisma traucējumu piemērs ir metabolisma sindroms ar aptaukošanos, cukura diabētu, lipīdu metabolisma traucējumiem un arteriosklerozi. Iemesls tam ir nepareiza diēta, kurā gadiem ilgi ir pārāk daudz ogļhidrātu un tauku, ko nevar pārstrādāt cilvēka bioloģiskajā plānā.
