التفاعلات الكيميائية داخل جسم الإنسان
تجري ملايين التفاعلات الكيميائية في جسم الإنسان بشكل متواصل، وهي ضرورية للحفاظ على الحياة. تُعرف التفاعلات الكيميائية التي تحدث داخل الكائنات الحية بالتفاعلات البيوكيميائية (بالإنجليزية: Biochemical Reactions)، ويطلق على مجموع هذه التفاعلات اسم الأيض أو الاستقلاب (بالإنجليزية: Metabolism)، الذي يتضمن كل من التفاعلات الماصة للطاقة والتفاعلات الطاردة للطاقة. من الجدير بالذكر أن العديد من التفاعلات الكيميائية الحيوية تتطلب محفزات بيولوجية تُعرف بالإنزيمات، التي تلعب دورًا في تسريع تلك التفاعلات عن طريق تقليل كمية طاقة التنشيط المطلوبة لبدء التفاعل. معظم الإنزيمات هي بروتينات تستهدف مادة واحدة فقط. ومن بين أبرز الأمثلة على التفاعلات التي تحدث داخل الكائنات الحية ما يلي:
التفاعلات الابتنائية (الماصة للطاقة)
تُعرف التفاعلات التي تمتص الطاقة في الكائنات الحية بتفاعلات الابتناء أو الأيض البنائي (بالإنجليزية: Anabolic Reactions). وهي تلك التي تعمل على تكوين جزيئات أكبر من الجزيئات الأصغر، مع امتصاص الطاقة في نفس الوقت. من الأمثلة على هذه التفاعلات هي انضمام الأحماض الأمينية لتكوين البروتينات، وتجمع السكريات الأحادية لتشكيل السكريات المتعددة، بالإضافة إلى تكوين الدهون الثلاثية من الأحماض الدهنية، وتشكيل الأحماض النووية من النيوكليوتيدات. يُعتبر هذا النوع من التفاعلات مسؤولًا عن خلق خلايا وأنسجة جديدة وتجديد الأنسجة والأعضاء.
التفاعلات التقويضية أو الهدم (الطاردة للطاقة)
تُعرف التفاعلات التي تطلق الطاقة في الكائنات الحية بتفاعلات التقويض أو الهدم (بالإنجليزية: Catabolic Reactions)، وهي التفاعلات المسؤولة عن تفكيك الجزيئات إلى وحدات أصغر مع إطلاق الطاقة. حيث يتم تحويل حوالي 40% من الطاقة المنبعثة مباشرة إلى جزيئات ثلاثي فوسفات الأدينوزين (ATP)، بينما يتم إطلاق الطاقة المتبقية على شكل حرارة تمتصها أنسجة الجسم والسوائل. تُعتبر الطاقة الناتجة عن هذه التفاعلات مفيدة للكائن الحي للنمو وإصلاح الخلايا.
من الأمثلة الشائعة على هذا النوع من التفاعلات هو تكسير الجلوكوز خلال عملية التنفس الخلوي، مما يؤدي إلى إطلاق الطاقة اللازمة لتنفيذ العمليات الحيوية المختلفة وفق المعادلة التالية:
طاقة + C6H12O6 + 6O2 ➜ 6CO2 + 6H2O
تجدر الإشارة إلى أن هناك نوعين من التنفس الخلوي في جسم الإنسان: التنفس الهوائي (بالإنجليزية: Aerobic respiration) الذي يتطلب الأكسجين، والتنفّس اللاهوائي (بالإنجليزية: Anaerobic respiration) الذي لا يتطلبه، وكلاهما يمثل أمثلة على تفاعلات الهدم.
تشمل أمثلة أخرى على هذا النوع من التفاعلات في جسم الإنسان عملية هضم البروتينات في الأمعاء، حيث يتم تفكيك البروتينات إلى أحماض أمينية، بجانب تكسير الهيدروكربونات المعقدة إلى سكريات بسيطة، وتفكيك الدهون إلى أحماض دهنية وجليسيرول.
