Biochemiczne interakcje w organizmie

Plik interakcje biochemiczne w organizmie stanowią podstawę życia. Zasadniczo w organizmie zachodzą procesy nagromadzenia i rozpadu, które są związane z pobieraniem i uwalnianiem energii. Zaburzenia w ramach oddziaływań biochemicznych wyrażają się w chorobach.

Jakie są interakcje biochemiczne w organizmie?

Biochemiczne interakcje w organizmie wyjaśnia nauka biochemii. Zajmuje się interakcją procesów chemicznych i biologicznych w organizmie. Metabolizm ściśle łączy procesy biologiczne i chemiczne. W medycynie bada się procesy metaboliczne w celu identyfikacji i leczenia zaburzeń tych procesów. Leczenie tych chorób może być wtedy często skuteczne dzięki dostarczaniu pewnych substancji czynnych z zewnątrz. Może to być lekarstwo lub brak aktywnych składników, takich jak witaminy.

Jednak dla skutecznego leczenia konieczne jest dokładne poznanie procesów chemicznych. Biochemia zajmuje się zatem między innymi budową struktur biologicznych, molekularnych cegiełek budulcowych i ich wzajemnymi interakcjami. Bada, w jaki sposób substancje są przekształcane i jakie wymagania, enzymy lub hormony są niezbędne do różnych procesów.

Jednocześnie biochemia bada również, jak przebiega wymiana informacji wewnątrz i na zewnątrz organizmu oraz jakie istnieją ścieżki przechowywania, wyszukiwania i przekazywania informacji.

Funkcja i zadanie

Oddziaływania biochemiczne w organizmie są ogólnym wyrazem procesów życiowych. Na przykład rośliny pochłaniają substancje nieorganiczne, takie jak dwutlenek węgla, woda i sole mineralne, i przekształcają je w związki organiczne z dodatkiem energii słonecznej. Te związki organiczne służą roślinom do budowania biomasy i podtrzymywania faktycznych procesów życiowych.

Organizmy zwierzęce, w tym ludzie, żywią się już nagromadzoną materią organiczną. Z jednej strony budujesz własne połączenia organizmu, az drugiej wykorzystujesz te substancje do generowania energii dla procesów fizjologicznych.

Zasadniczo białka, tłuszcze, węglowodany i kwasy nukleinowe odgrywają istotną rolę dla każdego organizmu. Białka to polipeptydy zbudowane z około 20 różnych proteinogennych aminokwasów alfa. Pełnią wiele różnych funkcji w organizmie. Są więc zaangażowani w budowę mięśni i wszystkich narządów wewnętrznych. Działają jak immunoglobuliny, tworząc przeciwciała.

Wszystkie enzymy składają się z białek. Jako enzymy katalizują powstawanie ważnych dla organizmu substancji biochemicznych. Niektóre z nich pojawiają się również jako hormony, które wywołują określone efekty biochemiczne. Różne właściwości i funkcje białek wynikają z kolei z sekwencji aminokwasów obecnych w łańcuchu peptydowym. Zastąpienie aminokwasu może spowodować nieskuteczność cząsteczki białka lub nadać jej zupełnie inny efekt.

Za tworzenie białek odpowiadają tak zwane kwasy nukleinowe w DNA i RNA. Kod genetyczny jest przechowywany w DNA. To określa, które białka są produkowane i jak działają. Oprócz białek i kwasów nukleinowych każdy organizm potrzebuje także węglowodanów i tłuszczów. Podczas gdy białka są odpowiedzialne za strukturę i funkcje organizmu, węglowodany i tłuszcze dostarczają niezbędnej energii do procesów fizycznych.

Podstawowe elementy budulcowe tych biologicznie czynnych składników są ze sobą ściśle powiązane w cyklach biochemicznych. Cykl kwasu cytrynowego (cykl kwasu cytrynowego) odgrywa główną rolę w oksydacyjnym rozkładzie związków organicznych do produkcji energii. Jednak podstawowe elementy budulcowe węglowodanów, tłuszczów i białek mogą zostać przekształcone w siebie w tym cyklu.

Na prawie każdym etapie reakcji w organizmie potrzebny jest jeden lub więcej enzymów. Ponadto układ hormonalny reprezentuje mechanizm regulacyjny wyższego poziomu, który koordynuje ze sobą funkcje fizyczne. Przekazywanie informacji w obrębie komórek, między komórkami, a zwłaszcza między komórkami nerwowymi, jest ściśle powiązane ze wszystkimi innymi procesami biochemicznymi.

Procesy są dobrze skoordynowane i wzajemnie zależne. Ta dobra koordynacja procesów rozwinęła się w toku ewolucji. Gdyby tak nie było, organizmy nie mogłyby przeżyć lub nie rozwijać się w pierwszej kolejności.

Choroby i dolegliwości

Oddziaływania biochemiczne w organizmie są bardzo złożone, a każde odchylenie i zakłócenie precyzyjnie skoordynowanych procesów może prowadzić do poważnych problemów zdrowotnych. Możliwości zmian patologicznych są wielorakie. Istnieją zarówno wrodzone, jak i nabyte formy zaburzeń metabolicznych.

Ponieważ enzymy są wymagane na każdym etapie reakcji konwersji substancji, wadliwy enzym może prowadzić do znaczących procesów patologicznych. Uszkodzone enzymy są spowodowane mutacjami genów, w których często wymieniany jest tylko jeden aminokwas.

Jednym z przykładów jest fenyloketonuria. Enzym, który katalizuje rozpad aminokwasu fenyloalaniny, jest ograniczony w swoim działaniu przez mutację genu. Nieleczone nagromadzenie fenyloalaniny w mózgu powoduje poważne uszkodzenia psychiczne. Dieta uboga w fenyloalaninę może uchronić młodzież przed tym stanem.

Wiele innych substancji jest niezbędnych dla organizmu. Oznacza to, że należy je przyjmować z dietą. Dotyczy to witamin, minerałów i niektórych aminokwasów. Jeśli ich brakuje w diecie, pojawiają się objawy niedoboru, które często wiążą się z poważnymi chorobami, takimi jak szkorbut w przypadku niedoboru witaminy C.

Innym typowym przykładem nabytych zaburzeń metabolicznych jest zespół metaboliczny z otyłością, cukrzycą, zaburzeniami metabolizmu lipidów i miażdżycą. Powodem tego jest nieprawidłowa dieta ze zbyt dużą ilością węglowodanów i tłuszczów przez lata, których nie można przetworzyć zgodnie z biologicznym planem człowieka.