التفاعلات الكيميائية في جسم الإنسان
تجري ملايين التفاعلات الكيميائية في جسم الإنسان على مدار الساعة، وهي عوامل حيوية تلعب دورًا أساسيًا في بقائه. وبشكل عام فإن التفاعلات الكيميائية التي تحدث داخل أجسام الكائنات الحية تعرف بالتفاعلات الكيميائية الحيوية. يتم تجميع هذه التفاعلات تحت اسم التمثيل الغذائي، والذي يتضمن تفاعلات تمتص الطاقة وتطردها أيضًا. ومن المهم أن نلاحظ أن معظم التفاعلات الكيميائية الحيوية تتطلب وجود محفز بيولوجي يعرف بالإنزيم، والذي يعمل على تسريع هذه التفاعلات عن طريق تقليل كمية طاقة التنشيط اللازمة لبدء التفاعل. معظم الإنزيمات عبارة عن بروتينات لها تأثير محدد على مادة معينة. ومن أمثلة التفاعلات التي تحدث في الأجسام الحية ما يلي:
التفاعلات البنائية (تفاعلات امتصاص الطاقة)
تُعرف التفاعلات الماصة للحرارة في الكائنات الحية بالتفاعلات البنائية. وهذه التفاعلات هي المسؤولة عن بناء جزيئات أكبر من جزيئات أصغر، وتتميز بامتصاص الطاقة. تشمل الأمثلة ارتباط الأحماض الأمينية لتكوين البروتينات، وارتباط السكريات الأحادية لتكوين عديدات السكاريد، وتجميع الأحماض الدهنية لإنتاج الدهون الثلاثية، وتجميع النيوكليوتيدات لتكوين الأحماض النووية. تلعب هذه العمليات دورًا حيويًا في تكوين الخلايا والأنسجة الجديدة وتجديد الأنسجة والأعضاء.
تفاعلات تقويضية (تفاعلات طرد الطاقة)
تسمى التفاعلات الطاردة للحرارة في الكائنات الحية بالتفاعلات التقويضية. هذه الأنواع من التفاعلات مسؤولة عن تفتيت الجزيئات إلى وحدات أصغر وإطلاق الطاقة، حيث يتم تحويل حوالي 40% من الطاقة المنطلقة مباشرة إلى جزيئات أدينوسين ثلاثي الفوسفات (ATP). ويتم إطلاق الجزء المتبقي من الطاقة على شكل طاقة حرارية تمتصها أنسجة الجسم وسوائله. ويستخدم الجسم الطاقة الناتجة عن هذه التفاعلات في النمو وتجديد الخلايا.
ومن الأمثلة الشائعة على هذه التفاعلات تفكك الجلوكوز أثناء عملية التنفس الخلوي، مما يؤدي إلى إطلاق الطاقة اللازمة للقيام بالعمليات الحيوية، وذلك حسب التفاعل التالي:
الطاقة + C6H12O6 + 6O2 ➜ 6CO2 + 6H2O
ومن الجدير بالذكر أن هناك نوعين من التنفس الخلوي في جسم الإنسان: التنفس الهوائي الذي يتطلب الأكسجين، والتنفس اللاهوائي الذي لا يحتاج إلى الأكسجين. كل من هذه الأنواع هو مثال على ردود الفعل التقويضية.
ومن أمثلة التفاعلات التقويضية في جسم الإنسان أيضًا عملية هضم البروتين في الأمعاء، حيث يتم تكسير البروتينات إلى أحماض أمينية، بالإضافة إلى عملية تفكيك الهيدروكربونات المعقدة إلى سكريات بسيطة وتفكيك الدهون إلى أحماض دهنية و الجلسرين.