10 hemijskih procesa koji se svakodnevno odvijaju u našem telu

Iako se tradicionalno smatra da je fotosinteza proces koji se odvija isključivo kod biljaka, algi i nekih bakterija, zanimljivo je istraživanje koje govori da ljudske ćelije mogu koristiti određeni oblik svetlosne energije za poboljšanje određenih funkcija, poput zarastanja rana i proizvodnje ATP-a.

Iako ljudi ne mogu direktno pretvarati svetlost u korisnu energiju kao biljke, postoji dokaz da infracrvena svetlost može stimulisati ćelije da poboljšaju regeneraciju tkiva i smanje upalu, što predstavlja fascinantno područje modernih biomedicinskih istraživanja.

Adenozin trifosfat (ATP) je molekul koji služi kao univerzalni izvor energije za sve ćelijske procese. ATP se proizvodi kroz nekoliko različitih puteva, uključujući ćelijsko disanje koje se odvija u mitohondrijima. Ovaj proces uključuje tri ključna koraka: glikolizu, ciklus limunske kiseline (Krebs-ov ciklus) i oksidativnu fosforilaciju.

Kroz ove procese, ćelije pretvaraju glukozu i kiseonik u ATP, oslobađajući vodu i ugljen-dioksid kao nusproizvode. Proizvodnja ATP-a je kontinuirani proces koji je ključan za održavanje ćelijskih funkcija, uključujući mišićnu kontrakciju, prenos nervnih impulsa i sintezu biomolekula.

Sinteza proteina je složen proces kojim se genetičke informacije prenesone kroz DNK i RNK koriste za stvaranje proteina, koji su ključni za brojne funkcije u organizmu. Proces počinje transkripcijom, tokom koje se informacije iz DNK prenose u messenger RNK (mRNK) u jezgru. Zatim, mRNK napušta jezgro i prenosi se do ribozoma, mašine za sintezu proteina u ćeliji.

U ribozomima, transfer RNK (tRNK) prepoznaje kodone na mRNK i dovodi odgovarajuće aminokiseline koje se zatim povezuju peptidnim vezama, formirajući polipeptidni lanac koji će se saviti i modifikovati da bi postao funkcionalan protein. Proteini su odgovorni za izgradnju ćelijskih struktura, deluju kao enzimi u metaboličkim reakcijama, učestvuju u signalizaciji unutar i između ćelija, I vrše mnoge druge ključne funkcije.

Razgradnja glukoze, poznata kao glikoliza, fundamentalni je proces u ćelijskom metabolizmu koji omogućava proizvodnju energije u obliku ATP-a iz molekula glukoze. Ovaj proces se odvija u citoplazmi ćelije i sastoji se od niza od deset uzastopnih reakcija koje katalizuju specifični enzimi.

Glikoliza započinje fosforilacijom glukoze i završava se stvaranjem dva molekula piruvata, uz neto dobitak od dva molekula ATP-a i dva molekula NADH (nikotinamid adenin dinukleotid), koji se dalje koriste u ćelijskom disanju. Glikoliza je ključna ne samo za proizvodnju energije već i kao izvor intermedijera za druge metaboličke puteve.

Jetra igra ključnu ulogu u detoksikaciji tela, radeći kao centralni organ za obradu i eliminaciju toksina. Proces detoksikacije uključuje dve glavne faze: fazu I, koja obuhvata različite reakcije poput oksidacije, redukcije i hidrolize kojima se toksične supstance pretvaraju u manje štetne forme; i fazu II, u kojoj se ti modificirani toksini dalje obrađuju putem konjugacije, čineći ih vodotopljivim i spremnim za eliminaciju putem urina ili žuči.

Ovaj proces detoksikacije je vitalan za neutralizaciju i izbacivanje štetnih supstanci koje unosimo hranom, pićem, lekovima, kao i onih koje nastaju kao rezultat metaboličkih procesa unutar tela.

Neurotransmiteri su hemijski glasnici koji omogućavaju komunikaciju između nervnih ćelija (neurona) unutar nervnog sistema, kao i između nervnih ćelija i drugih ćelija u telu. Oni se oslobađaju iz presinaptičkog neurona, prelaze preko sinaptičkog razmaka (prostora između dva neurona) i vezuju se za specifične receptore na postsinaptičkoj membrani, pokrećući tako određenu reakciju u prijemnoj ćeliji.

Postoji veliki broj neurotransmitera, uključujući acetilholin, dopamin, serotonin, glutamat i GABA, svaki sa specifičnim funkcijama u regulaciji raspoloženja, učenja, pamćenja, spavanja, i mnogih drugih aspekata ljudskog ponašanja i fiziologije. Balans ovih hemijskih elemenata ključan je za normalno funkcionisanje nervnog sistema.

Ljudsko telo neprestano radi na održavanju optimalne pH vrednosti svojih unutrašnjih tečnosti, što je ključno za pravilno funkcionisanje ćelija i enzimskih reakcija. Optimalna pH vrednost krvi se kreće u uskom rasponu od oko 7,35 do 7,45, što predstavlja blago alkalno okruženje. Regulacija pH vrednosti se postiže kroz bubrege, pluća i različite puferske sisteme u krvi.

Bubrezi regulišu koncentraciju vodoničnih jona (H⁺) i bikarbonata (HCO₃⁻) u krvi, uklanjajući višak kiselina ili baza putem urina.

Pluća kontrolišu izbacivanje ugljen-dioksida (CO₂), koji u vodi formira ugljeničnu kiselinu (H₂CO₃), čime indirektno utiču na pH vrednost. Puferski sistemi krvi, poput bikarbonatnog i fosfatnog pufera, pružaju trenutnu odbranu od naglih promena pH vrednosti, neutrališući višak kiselina ili baza.

Hemoglobin je ključni protein u crvenim krvnim zrncima (eritrocitima) zadužen za transport kiseonika od pluća do tkiva širom tela, kao i za povratak ugljen-dioksida iz tkiva nazad do pluća, gde se izbacuje iz tela. Svaki molekul hemoglobina sastoji se od četiri podjedinice, svaka sadrži jedan atom gvožđa koji može vezati jedan molekul kiseonika.

Kada crvena krvna zrnca prođu kroz pluća, kiseonik se vezuje za gvožđe u hemoglobinu, formirajući oksihemoglobin. Dok krv cirkuliše kroz tela i stiže do tkiva gde je koncentracija kiseonika niža, kiseonik se oslobađa iz hemoglobina i difundira u ćelije, gde se koristi za ćelijsko disanje. Istovremeno, hemoglobin veže ugljen-dioksid (deo njega se prenosi i rastvoren u plazmi) i transportuje ga nazad do pluća. Ovaj proces omogućava efikasnu razmenu gasova koja je ključna za održavanje ćelijskog metabolizma i energetskih potreba organizma.

Imunološki sistem štiti telo od patogena (kao što su virusi, bakterije, gljivice) i drugih stranih tela koristeći složen skup ćelija, proteina i organskih sistema. Osnovna podela imunološkog sistema je na urođeni (nonspecifični) i stečeni (specifični) imunitet.

Urođeni imunitet deluje kao prva linija odbrane pružajući brzu, ali generalizovanu odbranu, uključujući barijere poput kože, sekreta koji sadrže antimikrobne peptite, fagocitne ćelije koje “jedu” patogene, i prirodne ubice (NK ćelije) koje uništavaju zaražene ili abnormalne ćelije.

Stečeni imunitet razvija se tokom života i pruža specifičnu odbranu protiv patogena pomoću antitela i specijalizovanih ćelija (T i B limfociti). Ovaj deo imunološkog sistema ima sposobnost “učenja” i “pamćenja” specifičnih patogena, što omogućava brži i jači odgovor pri ponovnom susretu s istim patogenom.

Hormoni su biološki aktivne supstance koje endokrine žlezde luče direktno u krvotok, odakle putuju do ciljnih organa ili ćelija kako bi regulisali različite fiziološke procese i ponašanja. Hormonski sistem, ili endokrini sistem, uključuje različite žlezde kao što su hipotalamus, hipofiza, štitna žlezda, paratireoidne žlezde, nadbubrežne žlezde, pankreas, kao i gonade (testisi i jajnici).

Ove žlezde luče hormone poput insulina, koji reguliše nivo glukoze u krvi; tiroksina, koji utiče na metabolizam; kortizola, koji reguliše odgovor na stres; i seksualnih hormona koji utiču na reproduktivne funkcije i sekundarne seksualne karakteristike.

Regulacija hormona je ključna za održavanje homeostaze, regulisanje metabolizma, rasta, razvoja, reprodukcije i mnogih drugih vitalnih funkcija. Hormonski disbalansi mogu dovesti do različitih zdravstvenih problema, što naglašava važnost precizne i usklađene hormonske regulacije.