Biochemische interacties in het lichaam

De biochemische interacties in het organisme vertegenwoordigen de basis van het leven In wezen zijn er opbouw- en afbraakprocessen in het lichaam die verband houden met energieopname en energievrijgave. Verstoringen binnen de biochemische interacties komen tot uiting in ziekten.

Wat zijn biochemische interacties in het lichaam?

De biochemische interacties in het lichaam worden verklaard door de wetenschap van biochemie. Het behandelt de interactie van chemische en biologische processen in het lichaam. Het metabolisme is nauw verbonden met biologische en chemische processen. In de geneeskunde worden de metabolische processen onderzocht om stoornissen van deze processen te identificeren en te behandelen. De behandeling van deze ziekten kan dan vaak succesvol zijn door de aanvoer van bepaalde werkzame stoffen van buitenaf. Dit kunnen medicijnen zijn of ontbrekende actieve ingrediënten zoals vitamines.

Voor een succesvolle behandeling is het echter noodzakelijk om de chemische processen precies te kennen. Biochemie houdt zich daarom onder meer bezig met de constructie van biologische structuren, moleculaire bouwstenen en hun interacties met elkaar. Er wordt gekeken hoe de stoffen worden omgezet en welke eisen, enzymen of hormonen nodig zijn voor de verschillende processen.

Tegelijkertijd onderzoekt de biochemie ook hoe de uitwisseling van informatie binnen en buiten het organisme plaatsvindt en welke wegen er zijn om informatie op te slaan, op te halen en door te sturen.

Functie en taak

De biochemische interacties in het lichaam zijn een algemene uitdrukking van levensprocessen. Planten nemen bijvoorbeeld anorganische stoffen zoals kooldioxide, water en minerale zouten op en zetten deze onder toevoeging van zonne-energie om in organische verbindingen. Deze organische verbindingen dienen de planten om hun biomassa op te bouwen en de feitelijke levensprocessen in stand te houden.

Dierlijke organismen, waaronder mensen, voeden zich met organisch materiaal dat al is opgebouwd. Enerzijds bouwen ze lichaamseigen verbindingen op en anderzijds gebruiken ze deze stoffen om energie op te wekken voor fysiologische processen.

In principe spelen eiwitten, vetten, koolhydraten en nucleïnezuren een essentiële rol voor elk organisme. Eiwitten zijn polypeptiden die zijn opgebouwd uit ongeveer 20 verschillende proteïnogene alfa-aminozuren. Ze vervullen veel verschillende functies in het organisme. Ze zijn dus betrokken bij het opbouwen van spieren en alle interne organen. Ze werken als immunoglobulinen om antilichamen te vormen.

Alle enzymen zijn opgebouwd uit eiwitten. Als enzymen katalyseren ze de vorming van belangrijke biochemische stoffen die essentieel zijn voor het organisme. Soms verschijnen ze ook als hormonen die bepaalde biochemische effecten ontwikkelen. De verschillende eigenschappen en functies van de eiwitten vloeien op hun beurt voort uit de volgorde van de aminozuren die in de peptideketen aanwezig zijn. Het vervangen van een aminozuur kan het eiwitmolecuul ineffectief maken of een heel ander effect geven.

De zogenaamde nucleïnezuren in DNA en RNA zijn verantwoordelijk voor de vorming van eiwitten. De genetische code wordt opgeslagen in het DNA. Dit bepaalt welke eiwitten worden aangemaakt en hoe ze werken. Naast eiwitten en nucleïnezuren heeft elk organisme ook koolhydraten en vetten nodig. Terwijl eiwitten verantwoordelijk zijn voor de structuur en functies van het lichaam, leveren koolhydraten en vetten de nodige energie voor fysieke processen.

De basisbouwstenen van deze biologische agentia zijn nauw met elkaar verbonden door de biochemische cycli. De citroenzuurcyclus (citroenzuurcyclus) speelt een belangrijke rol bij de oxidatieve afbraak van organische verbindingen voor energieopwekking. Binnen deze cyclus kunnen echter de basisbouwstenen koolhydraten, vetten en eiwitten in elkaar worden omgezet.

Voor bijna elke reactiestap in het organisme zijn een of meer enzymen nodig. Bovendien vertegenwoordigt het hormonale systeem een ​​regulerend mechanisme op een hoger niveau om fysieke functies met elkaar te coördineren. De overdracht van informatie binnen de cellen, tussen de cellen en vooral tussen de zenuwcellen is nauw verbonden met alle andere biochemische processen.

De processen zijn goed gecoördineerd en onderling afhankelijk. Deze goede coördinatie van de processen heeft zich in de loop van de evolutie ontwikkeld. Als dit niet het geval was, zouden de organismen in de eerste plaats niet kunnen overleven of zich niet kunnen ontwikkelen.

Ziekten en aandoeningen

De biochemische interacties in het organisme zijn zeer complex en elke afwijking en verstoring van de nauwkeurig gecoördineerde processen kan tot ernstige gezondheidsproblemen leiden. De mogelijkheden voor pathologische veranderingen zijn legio. Er zijn zowel aangeboren als verworven vormen van stofwisselingsstoornissen.

Omdat enzymen nodig zijn voor elke reactiestap in de omzetting van de stoffen, kan een defect enzym leiden tot significante pathologische processen. Defecte enzymen worden veroorzaakt door genmutaties, waarbij vaak maar één aminozuur wordt uitgewisseld.

Een voorbeeld is fenylketonurie. Het enzym dat de afbraak van het aminozuur fenylalanine katalyseert, wordt in zijn werking beperkt door een genmutatie. De opeenhoping van fenylalanine in de hersenen veroorzaakt ernstige mentale schade als deze niet wordt behandeld. Een dieet met weinig fenylalanine kan adolescenten van deze aandoening redden.

Veel andere stoffen zijn essentieel voor het lichaam. Dat betekent dat ze met de voeding moeten worden opgenomen. Dit geldt voor vitamines, mineralen en sommige aminozuren. Ontbreken ze in de voeding, dan treden er deficiëntieverschijnselen op, die vaak samenhangen met ernstige ziekten, zoals scheurbuik bij vitamine C-tekort.

Een ander typisch voorbeeld van verworven stofwisselingsstoornissen is het metabool syndroom met obesitas, diabetes mellitus, stoornissen van het vetmetabolisme en arteriosclerose. De reden hiervoor is jarenlang verkeerde voeding met te veel koolhydraten en vetten, die niet verwerkt kunnen worden in menselijke biologische blauwdrukken.