bioķīmiskās mijiedarbības organismā veido dzīves pamatu.Pamatā ķermenī 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. Tad šo slimību ārstēšana bieži var būt veiksmīga, piegādājot noteiktas aktīvās vielas no ārpuses. Tās var būt zāles vai trūkstošās aktīvās sastāvdaļas, piemēram, vitamīni.
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 bioķīmijā tiek pārbaudīts arī tas, kā notiek informācijas apmaiņa organismā un ārpus tā, un kādi ir informācijas uzglabāšanas, izguves un pārsūtīšanas ceļi.
Funkcija un uzdevums
Bioķīmiskā mijiedarbība organismā ir vispārēja dzīves procesu 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 daudzas dažādas funkcijas. Viņi ir iesaistīti muskuļu un visu iekšējo orgānu attīstībā. 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 atšķirīgās īpašības un funkcijas savukārt rodas no peptīdu ķēdē esošo aminoskābju secības. 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 pārstāv augstāka līmeņa regulēšanas mehānismu, lai savstarpēji koordinētu fiziskās funkcijas. 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 vispirms 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 nozīmīgus patoloģiskus procesus. Bojātus fermentus izraisa gēnu mutācijas, kurās bieži notiek tikai vienas aminoskābes apmaiņa.
Viens piemērs ir fenilketonūrija. Šeit enzīma, kas katalizē aminoskābes fenilalanīna sadalīšanos, iedarbību ierobežo gēna mutācija. 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.
