الكيمياء الحيويه

الكثير منا يجهل هذا العلم وهو علمُ عظيم سبحان الله

لذا سوف نتعمق من هذا البحث وبشكل عام المقال الذي

سوف نكون من خلاله دراسه ودوائر بسيطه واساسيه نتحدث بها

حول هذا العلم

هوعلم تعددت مسمياته فتارةً يصفه العلماء بأنه العلم الذي يخرج من الشيطان (( science come from devil ))

لما أثاره من حيره في كشف غموض ألغازه وتشعب مفاهيمه التي لازالت حتى الآن قيد الدراسات والتجارب

والأبحاث وتارةً يوصف بأنه علم كيمياء الحياه بمعنى: دراسة التركيب الكيميائي للخلايا الحية والعضويات

والأنسجة والكائنات الحية, فهو يسعى إلى استيعاب جميع جوانب البنيوية والوظيفية لكل شيء حي ضمن

المستوى الجزيئي بما في ذلك وظائف الأنزيمات والهرمونات والجينات وكيفية اكتساب الكائنات الحية للطاقة



ببساطه ممكن أن نعرف علم الكيمياء الحيويه بأنه:


العلم يدرس كافة التحولات الكيميائية و الحيوية من هضم و امتصاص و تحولات الطاقة وكل ما هو متعلق بحياة

الكائنات الحية سواء كانت كائنات دقيقة (بكتيريا ، فطريات ، طحالب ) او راقية (كالإنسان و الحيوان و

النبات).


إعتمد العلماء على دراسه كيمياء الكائنات الحية على اختلاف انواعها عن طريق دراسة المكونات الخلوية
لهذه الكائنات من حيث التراكيب الكيميائية لهذه المكونات و مناطق تواجدها و وظائفها الحيوية فضلاً عن دراسة
التفاعلات الحيوية المختلفة التى تحدث داخل هذه الخلايا الحية من حيثالبناء والتخليق ، أو من حيث الهدم و انتاج
الطاقة.

ونظرا لتشعب فروع علم الكيمياء الحيوية فانه تم تقسيمها إلى ثلاثة اتجاهات رئيسية وهى:


1-دراسة التركيب الكيميائى لمكونات الخلايا من حيث النوع و الكم ، و سمى هذا المجال بالكيمياء الحيوية التركيبية .
2-دراسة فسيولوجية مكونات الخلايا الحية و التحولات الغذائية و انتاج الطاقة ، و سمى هذا المجال بالكيمياء الحيوية الفسيولوجية و الحركية.
3-دراسة وظيفة المركبات الحيوية داخل الخلايا و العلاقة بينها و بين وظائف الاعضاء و الانسجة ، و سمى هذا المجال بالكيمياء الحيوية الوظيفية .


ولايمكن دراسة هذه الإتجاهات إلا بدراسة المركبات الحيوية التى يتكون منها الكائن الحى و التفاعلات الحيوية التى تحدث داخل خلية اى كائن حى. و من اهم هذه الجزيئات الحيوية

الكربوهيدرات _ الأحماض الامينيه والبروتينات_ اليبيدات او الدهون _ الهرمونات _ الانزيمات _

الفيتامينات_ والاحماض النوويه التي تمثل الماده الوارثيه للكائن الحي


الكربوهيدرات(carbohydrate):



• مركبات كيميائية عضوية تتكون من الكربون , والهيدروجين , والاكسجين

• الصيغة العامة : x [CH2O]n , حيث n = من 3 الى 7• الوظيفة الأساسية للكربوهيدرات هو توفير الطاقة لجسم الكائن الحي خاصة الدماغ والجهاز

العصبي.حيث يتم تحويل النشا والسكر الى جلوكوز ومن ثم يتاكسد الجلوكوز ويتحول الى طاقة

• تقسم الكربوهيدرات تبعا لعدد جزيئات السكر بها الى الاقسام التاليه:

* سكريات أحاديه(monosaccharide)

* سكريات ثنائيه (disaccharide)

* سكريات عديده ((polysaccharide))



البروتينات((protein)):




• مركبات عضويه ذات اوزان جزيئيه عاليه تتكون من سلسله من الوحدات البنائيه كل وحده بنائيه تسمى الحمض الاميني
• كل حمض اميني يتكون من مجموعتين: مجموعة أمينيه NH2و مجموعة كربو كسيليه COOH
• حتى الآن تم اكتشاف 180 حمض اميني 21 منها فقط خاصه الإنسان
• تُقسم الأحماض الامينيه الموجوده بجسم الانسان الى قسمين:

1. احماض امينيه ضروريه ((essential amino acid))

هذا النوع من الاحماض ليس لجسم الانسان قدره على تصنيعها بل تؤخذ عن طريق الاغذيه

2. احماض امينيه غير ضروريه ((nonessential amino acid)):

تسمى غير ضروريه لان لجسم الانسان قدره على تصنيعها دون الحاجه الى وجودها بالاغذيه

• وظائف البروتينات:

1. بناء الخلايا وتعويض التلف منها
2. تستخدم كمصدر للطاقه عن طريق تحويل بعض الاحماض الامينيه الى سكر الجلوكوز الي يعتبر مصدر اساسي للطاقه
3. تستخدم البروتينات في تكوين الكثير من المركبات الحيويه بالجسم مثل:
- الإنزيمات اللازمه لحدوث التفاعلات الكيميائية بالجسم .
- المواد البروتينية التركيبية مثل الكيراتتين keratine الذى يدخل فى تركيب الجلد وريش الطيوروالأظافر والحوافر، وكذلك الإيلاستين Elastin،والكولاجين Collagen ،ومادة سكليروتينSclerotin، وفيبروينFibroin التى تدخل فى تكوين شرانق الحشرات وغزل العناكب .

- البروتينات الواقية مثل الأجسام المضادة antibodies التى تحمى الجسم من الجراثيم، ومادة الفيبرينوجين الضرورية لتجلط الدم .

- معظم الهرمونات .

- البروتينات الإنقباضية مثل الأكتين والميوسين والداينين .

- بروتينات النقل مثل الهيموجلوبين الذى ينقل الأوكسجين فى دم الفقاريات .

- السموم مثل سم الثعابين والسموم البكتيرية .

- البروتينات المختزنه مثل بياض البيض وكازين اللبن .
الفايتمينات((Vitamins))




• هي عبارة عن مجموعه من المركبات العضوية ذات بناءات كيميائية مختلفة وذات وزن جزئي منخفض
• تتكون من ذرة الهيدروجين والكربون والأكسجين وفي بعض الأحيان تحوي على معدن معين
• ويرجع ظهور الفيتامينات في عالم التغذية إلى الفترة الواقعة بين عامي 1820-1910 عندما أتضح للعلماء أن أمراض البري بري والإسقربوط والكساح ما هي الا أمراض تولدت عن سوء التغذية من نقص مواد معينة
• يمكن تقسيم الفيتامينات إلى:-


1- فيتامينات ذائبة في الدهون( Fat Soluble Vitamins)

ويندرج تحت هذا النوع الفيتامينات التالية A- D- E- K .

2- فيتامينات ذائبة في الماء(water Soluble Vitamins )

وندرج تحت هذا النوع فيتامين B المركب وفيتامينc .

• وتتميز الفيتامينات عن المركبات الكيميائية الأخرى بالصفات التالية:-

1- توجد في المواد الغذائية بتراكيز صغيرة.
2- لا تدخل في بناء الأنسجة مثل الكربوهيدرات والدهون والبروتينات.
3- لا تستخدم في الجسم لإنتاج الطاقة
4- نقص فيتامين معين يؤدي إلى الأصابة بمرض معين.
5- تستخدم في التفاعلات الكيميائية كعوامل مساعدة.


الانزيمات((Enzymes)):





• الانزيات هي عبارة عن مواد بروتينية تكونت بواسطة الخلايا الحية وهي تساعد على سرعة تفاعلات معينة بدون التأثير على ثابت الاتزان للتفاعل ، وذلك بتقليل طاقة التنشيط اللازمة للتفاعل
• للإنزيمات لها دور مهم جداً في عملية التحفيز البيولوجي والإسراع من معدلات التفاعلات الكيمائية الحيوي بالاضافه الى ان لها أهمية اقتصادية في دخولها في كثير من الصناعات الغذائية وصناعات الأدوية .
• يتأثر نشاط الانزيمات بعدة عوامل من ابرزها:
1. تركيز المادة الداخلة في التفاعل: العلاقه طرديه بين مادة التفاعل وكمية الانزيم
2. درجة الحرارة: لكل إنزيم درجة حرارة يكون عندها أكثر نشاطا وتسمى هذه الدرجة بدرجة الحرارة المثلى
3. الرقم الهيدروجيني (PH ): لكل إنزيم رقم هيدروجيني PH معين يكون الإنزيم عنده أكثر نشاطا ويسمى الرقم الهيدروجيني المثالي


الهرمونات((Hormons))




• هي مواد فعاله حيوياً تتكون بكميات قليله بالجسم وتنظم عمليات التمثيل الغذائي
• تفرز هذه المواد بواسطه اعضاء متخصصه تسمى بالغدد الصماء الى الدم مباشرةً الذي يقوم بتوصيلها الى العضو المستهدف.
• يتم تنظيم افراز الهرمونات بواسطة الجمله العصبيه وتحديداً بـ الهايبوثلامس
• أي خلل بافراز هذه الهرمونات سواءاً بزياده او نقصان يؤدي الى الاصابه بالعديد من الامراض المزمنه مثل
•يُعرف حتى الان حوالي ثلاثين هرمون وعدد كبير من المواد الشبيهه بالهرمونات
• تُقسم الهرمونات حسب ذائبيتها في الماء الى:
1- هرمونات محبه للماء (hydrophilic)
وتشمل مجموعه واسعه من الهرمونات البروتينيه والبيبتيديه وبعض الاحماض الامينيه المعدله
مثل هرمون الانسولين والجلوكاجون وهرمونات الغده الدرقيه الثاريوكسين و التيترايودو ثايروكسين

2- هرمونات كارهه للماء(hydrophobic):
وتشمل السترويدات مثل الهرمونات الجنسيه التيستيرون _ البروجيسترون_ الاستروجين
• حالياً تم اكتشاف الكثير من التقنيات الوراثيه لانتاج الهرمونات لعلاج الامراض الهرمونيه مثل مرض السكري
(حقن خليه بكتيريه بالجين المسؤل عن افراز الانسولين لانتاج كميات هائله من الانسولين يستخدم كبديل للانسولين الطبيعي)