التفاعلات الكيميائية في جسم الإنسان
تجري في جسم الإنسان ملايين التفاعلات الكيميائية على مدار الساعة، وهي عوامل حيوية تلعب دوراً أساسياً في بقائه. بشكل عام، تعرف التفاعلات الكيميائية التي تحدث داخل أجسام الكائنات الحية باسم التفاعلات البيوكيميائية (بالإنجليزية: Biochemical Reactions). وتجمع هذه التفاعلات تحت مسمى الأيض أو الاستقلاب (بالإنجليزية: Metabolism)، الذي يشمل التفاعلات الماصة للطاقة وكذلك الطاردة لها. من المهم التنويه إلى أن معظم التفاعلات الكيميائية الحيوية تتطلب وجود محفز بيولوجي يعرف باسم الإنزيم، والذي يعمل على تسريع هذه التفاعلات من خلال تقليل كمية طاقة التنشيط اللازمة لبدء التفاعل. معظم الإنزيمات هي عبارة عن بروتينات لها تأثير محدد على مادة معينة. من أمثلة التفاعلات التي تحدث في الأجسام الحية ما يلي:
تفاعلات الابتناء (التفاعلات الماصة للطاقة)
تُعرف التفاعلات الماصة للحرارة في الكائنات الحية باسم تفاعلات الابتناء أو الأيض البنائي (بالإنجليزية: Anabolic Reactions). هذه التفاعلات مسؤولة عن بناء جزيئات أكبر من جزيئات أصغر، وتتميز بامتصاص الطاقة. من الأمثلة عليها اتحاد الأحماض الأمينية لتكوين البروتينات، ورابطة السكريات الأحادية لتشكيل السكريات المتعددة، وتجميع الأحماض الدهنية لإنتاج الدهون الثلاثية، وتجمع النيوكليوتيدات لتكوين الأحماض النووية. هذه العمليات تلعب دوراً حيوياً في تشكيل خلايا وأنسجة جديدة وتجديد الأنسجة والأعضاء.
تفاعلات الهدم أو التقويض (التفاعلات الطاردة للطاقة)
تُسمي التفاعلات الطاردة للحرارة في الكائنات الحية باسم تفاعلات التقويض أو الهدم (بالإنجليزية: Catabolic Reactions). هذه النوعية من التفاعلات مسؤولة عن تقطيع الجزيئات إلى وحدات أصغر وإطلاق الطاقة، حيث يتم تحويل حوالي 40% من الطاقة المنبعثة مباشرة إلى جزيئات ثلاثي فوسفات الأدينوزين (ATP). أما الجزء المتبقي من الطاقة، فيتحرر كطاقة حرارية تُمتص من قِبل أنسجة الجسم وسوائله. وتستخدم الطاقة الناتجة من هذه التفاعلات من قبل الكائن الحي للنمو وتجديد الخلايا.
من الأمثلة الشائعة على هذه التفاعلات هو تحليل الجلوكوز خلال عملية التنفس الخلوي، مما يؤدي إلى إطلاق الطاقة الضرورية للقيام بالعمليات الحيوية، وفقاً للتفاعل التالي:
طاقة + C6H12O6 + 6O2 ➜ 6CO2 + 6H2O
جدير بالذكر أن هناك نوعين من التنفس الخلوي في جسم الإنسان: التنفس الهوائي (بالإنجليزية: Aerobic respiration) الذي يتطلب الأكسجين، والتنفس اللاهوائي (بالإنجليزية: Anaerobic respiration) الذي لا يحتاج إلى الأكسجين. كل من هذه الأنواع يمثل مثالاً على تفاعلات الهدم.
تتضمن أيضاً أمثلة تفاعلات الهدم في جسم الإنسان عملية هضم البروتين في الأمعاء، حيث يتم تفكيك البروتينات إلى أحماض أمينية، بالإضافة إلى عملية تفكيك الهيدروكربونات المعقدة إلى سكريات بسيطة وتفكيك الدهون إلى أحماض دهنية وجليسيرول.
