التفاعلات الكيميائية في جسم الإنسان
تُجرى في جسم الإنسان ملايين التفاعلات الكيميائية بشكل مستمر، وهي ضرورية لضمان بقاء الإنسان على قيد الحياة. تُعرف التفاعلات الكيميائية التي تحدث داخل الكائنات الحية باسم التفاعلات البيوكيميائية (بالإنجليزية: Biochemical Reactions). ويُجمع على هذه التفاعلات مصطلح الأيض أو الاستقلاب (بالإنجليزية: Metabolism)، الذي يتضمن التفاعلات الطاردة للطاقة وتلك الماصة لها. من المهم الإشارة إلى أن معظم هذه التفاعلات البيوكيميائية تحتاج إلى محفز بيولوجي يُعرف بالإنزيم، الذي يسهم في تسريع العملية التفاعلية من خلال تقليل الطاقة اللازمة لتفعيل التفاعل. وتجدر الإشارة إلى أن معظم الإنزيمات هي بروتينات تعمل على مادة واحدة محددة فقط. فيما يخص التفاعلات الكيميائية الحيوية، إليك بعض الأمثلة الشهيرة:
تفاعلات الابتناء (ماصة للطاقة)
تُعرف التفاعلات الماصة للحرارة في الكائنات الحية بتفاعلات الابتناء أو الأيض البنائي (بالإنجليزية: Anabolic Reactions). تمثل هذه التفاعلات عملية تكوين جزيئات أكبر من جزيئات أصغر مع امتصاص الطاقة. من الأمثلة على ذلك تفاعل الأحماض الأمينية لتشكيل البروتينات، وتجميع السكريات الأحادية لتكوين السكريات المتعددة، بالإضافة إلى تكوين الدهون الثلاثية من الأحماض الدهنية وتشكيل الأحماض النووية من النيوكليوتيدات. يُعتبر هذا النوع من التفاعلات أساسياً في تكوين خلايا وأنسجة جديدة وتجديد الأنسجة والأعضاء.
تفاعلات الهدم أو التقويض (تفاعلات طاردة للطاقة)
تُعرف التفاعلات الطاردة للحرارة في الكائنات الحية بتفاعلات التقويض أو الهدم (بالإنجليزية: Catabolic Reactions). تعمل هذه التفاعلات على تقسيم الجزيئات إلى وحدات أصغر وإطلاق الطاقة. يتم تحويل نحو 40% من الطاقة المنبعثة إلى جزيئات ثلاثي فوسفات الأدينوزين (ATP)، بينما تُطلق الطاقة المتبقية كحرارة تُمتص فيما بعد بواسطة أنسجة الجسم وسوائله. تستفيد الكائنات الحية من الطاقة الناتجة عن هذه التفاعلات في النمو وإصلاح خلاياها.
من ضمن الأمثلة الشائعة على هذا النوع من التفاعلات هو تكسير الجلوكوز خلال عملية التنفس الخلوي، مما يؤدي إلى إفراج الطاقة اللازمة للعمليات الحيوية المختلفة، كما في التفاعل التالي:
طاقة + C6H12O6 + 6O2 ➜ 6CO2 + 6H2O
يجدر بالذكر أنه يوجد نوعان من التنفس الخلوي في جسم الإنسان: التنفس الهوائي (بالإنجليزية: Aerobic respiration) الذي يتطلب الأكسجين، والتنفس اللاهوائي (بالإنجليزية: Anaerobic respiration) الذي يتم دون الحاجة للأكسجين. وكلا النوعين يمثلان أمثلة على تفاعلات الهدم.
أحد الأمثلة الأخرى على هذا النوع من التفاعلات في جسم الإنسان هو عملية هضم البروتين في الأمعاء، حيث يتم تكسير البروتينات إلى أحماض أمينية، بالإضافة إلى تكسير الهيدروكربونات المعقدة إلى سكريات بسيطة، وتفكيك الدهون إلى أحماض دهنية وجليسيرول.