بسم الله الرحمن الرحيم
مقدمة عن الكيمياء الحيوية :
الكيمياء الحيوية كعلم للطلاب الدارسين في النواحي الطبية تتعلق أساساً بالتفاعلات الكيميائية التي تحدث فى الجسم .
ويمكن القول بأن هذه التفاعلات عبارة عن التفاعلات التى تحدث للكربوهيدرات , والليبيدات والبروتينات والتى تعتبر المواد
الرئيسية فى الغذاء .
ويلزم هذه التفاعلات مواد محفزة , أو منشطة تسمى إنزيمات . ومعظم هذه الإنزيمات تحتاج إلى عوامل مساعدة تسرع من فعلها
وهذه العوامل إما أن تكون :
1- مساعدات إنزيمات ( Coenzymes ) مشتقة من الفيتامينات .
2- أيونات غير عضوية مثل الحديد (Fe) والنحاس (Cu) , والزنك (Zn) , والماغنيسيوم (Mg) .. إلخ . هذه الأيونات تسمى
أيضاً معادن .
وتنظم هذه المواد التفاعلات الكيميائية بواسطة مواد تسمى الهرمونات (Hormones) , والتى تفرز بواسطة غدد معينة في
الجسم تسمى غدد صماء ( En-docrine Glands ) .
* أقسام الكيمياء الحيوية :
1- كيمياء الكربوهيدرات ( Carbohydrates Chemistry ) .
2- كيمياء الليبيدات ( Chemistry of Lipids ) .
3- كيمياء البروتينات ( Chemistry of Proteins ) .
4- الأحماض النووية ( Nucleic Acids ) .
وسندرس كل قسم من هذه الأقسام على حدة وفي هذا الموضوع سأتطرق فقط إلى أجزاء من القسم الأول كيمياء الكربوهيدرات
أولاً / كيمياء الكربوهيدرات :
( Carbohydrates Chemistry )
قبل أن نتطرق إلى تعريف الكربوهيدرات لابد من التعريج على نشأة كيمياء الكربوهيدرات , وعندما نتحدث عن الكربوهيدرات
فإننا نتحدث عن السكر المتبلور , وقد عرف واستعمل السكر المتبلور الناتج من قصب السكر منذ حوالى سنة 300 م وللرغبة فى
الحصول على مواد محلية . وقد اهتم الباحثون بعسل النحل وعصير العنب والسكر الناتج من فعل الأحماض على النشا وكان ذلك
القرنين الثامن عشر والتاسع عشر حيث ثبت ان سكر العنب مماثل لسكر عسل النحل وللسكر الناتج من التحلل الحمضي للنشا
والسيلولوز وأطلق عليه العالم ( دوماس ) في سنة 1838 اسم جلوكوز بينما سماه العالم ( ككول ) في سنة 1866 بالدكستروز.
ونظراً لسهولة فصل وتنقية السكروز والاكتوز والنشا وسليولوز القطن والجلوكوز والفركتوز فقد كانت هذه المركبات أول ما
دُرِس وسميت هذه المركبات بالكربوهيدرات .
* تعريف الكربوهيدرات :
تُعرف الكربوهيدرات بأنها ألدهيدات أو كيتونات مُشتقة من كحولات عديدة الهيدروكسيل ( تحتوي على أكثر من مجموعة OH )
؛ أو يمكن تعريفها بأنها المركبات التى تُنتج مركبات ألدهيدية أو كيتونية عديدة الهيدروكسيل عند تحللها .
* أقسام الكربوهيدرات : ( Classification of Carbohydrates )
1- سكريات أحادية ( Mono Saccharides ) .
2- سكريات الأوليجو ( Oligo Saccharides ) .
3- سكريات عديدة التسكر ( Poly Sacchyarides ) .
أولاً / السكريات الأحادية :
تسمى أيضاً بالسكريات البسيطة , وتعتبر أصغر وحدة من الكربوهيدرات ولا يمكن أن تتحلل إلى وحدات اصغر
منها . وتختلف عدد ذرات الكربون فى السكر الأحادي فمنها ثلاثي الكربون ورباعي الكربون وهكذا حتى ثماني الكربون . وفيما
يلي أمثلة للسكريات الأحادية :
1- سكريات ثلاثية (Triose ) .
مثل : 1- جليسر ألدهيد ( Glyceraldehyde ) .
2- داي هيدروكسي أسيتون ( Dihydroxy Acetone ) .
2- سكريات رباعية ( Tetrose ) .
مثل : الإريثروز ( Erythrose ) .
3- سكريات خماسية (pentose ) .
مثل : 1- الريبوز ( Riose ) .
2- الريبولوز ( Ribulose ) .
3- الزيللوز ( Xylulose ) .
4- سكريات سداسية ( Hexoses ) .
مثل : 1- جلوكوز ( Glucose ) .
2- فركتوز ( Fructose ) .
3- جالاكتوز (Galactose ) .
4- مانوز ( Mannose ) .
5- سكريات سباعية ( Heptoses ) .
مثل : الهبتولوز ( Heptulose ) .
كما يوجد لكل من هذه السكريات بل ولكل مثال على كل نوع منهم صيغة بنائية خاصة به ؛ ولكن لا أريد التوسع في هذا المجال
أكثرمن ذلك .
* خواص السكريات الأحادية :
1- النشاط الضوئي ( Optical activity ) :
كل السكريات الأحادية نشيطة ضوئياً ؛ ويرجع ذلك إلى وجود ذرة الكربون غير المتماثلة في بنائها . وذرة الكربون الغير متماثلة
عبارة عن ذرة الكربون التى تتصل بأربعة مجموعات أو ذرات مختلفة . والمواد النشطة ضوئياً عبارة عن المواد التى لها القدرة
علىتحويل الضوء المستقطب إما إلى اليمين أو إلى اليسار؛ والضوء المستقطب هو الضوء الذى يسير فى إتجاه واحد فقط ؛ والضوء
العادي هو الذى يسير فى كل الإتجاهات ويمكن أن يتحول إلى ضوء مستقطب وذلك بمروره خلال منشور ممن كربونات الكالسيوم .
2- تأثير الأحماض ( Effect of acids ) :
1- حمض الفوسفوريك ( Phosohoric acids ) .
2- حمض الكبريتيك ( Sulphuric Acids ) .
3- تأثير القلويات ( Effect of alkelies ) :
تعمل على تحويل سكر أحادي إلى آخر مشابه ؛ وقد يؤدي التركيز المرتفع من القلويات إلى تفتت الجزيء إلى جزيئات أصغر .
4- الأكسدة ( Oxidation ) :
1- أكسدة المجموعة الألدهيدية ( CHO ) .
2- أكسدة المجموعة الكحولية الأخيرة ( CH2OH ) .
3- أكسدة كلا المجموعتين الألدهيدية والأخيرة .
5- الإختزال ( Reduction ) .
6- التخمر ( Fermentation ) :
وهو عبارة عن إنتاج كحول الإيثيل من السكريات الأحادية بواسطة خميرة الخبز والتى تحتوي على إنزيمات معينة مسؤولة عن
هذا التخمير .
7- تأثير حمض الهيدروسيانيك ( Hydrocyonic acids ) .
حمض الهيدروسيانيك يعتبر مادة سامة جداً طالما هذا الحمض وحده أما عند تفاعله مع مركب آخر مثل HCN فإنه يصبح غير
سام .
8- تعمل السكريات الأحادية كعوامل مختزلة ( Act as Reducing Agents ) :
ويرجع لك لوجود مجموعة ألدهيدية أو كيتونية حرة والتى يمكنها إختزال أيون النحاس أو أيون الفضة في وسط قلوي .
9- التفاعل مع الفينيل هيدرازين ( Phenyl Hydrazine ) .
وهكذا نكون قد إنتهينا من شرح السكريات الأحادية بشكل بسيط دون الدخول في التفاصيل كثيراً ؛ وبإذن الله الموضوع القادم
سنشرح فيه السكريات المحدودة والسكريات العديدة لنختم القسم الأول من الكيمياء الحيوية ألا وهو كيمياء الكربوهيدرات ؛
أرجوا من الله أن أكون قد أفدتكم ولو بالقليل وأن هذا الموضوع قد نال على إعجابكم , وانتظرونى فى المواضيع القادمة وللتواصل
معي في حين وجود أي إستفسار عبر وسائل التواصل الإجتماعي الموجودة على الموقع فى الصفحة الرئيسية ,
والسلام عليكم ورحمة الله وبركاته .
