Химични реакции в човешкото тяло, които можете да повторите

Какви процеси протичат в нашето тяло

Споделете в Twitter

Човешкото тяло е уникално устройство, което е в близък контакт с околната среда. В процеса на живот в човешкото тяло протичат разнообразни сложни химични реакции, в които участват биологични катализатори - ензими. Някои от тези реакции могат да се повторят сами, в лабораторията или у дома.

Особености на химичните реакции в човешкото тяло

Химичните реакции в живите организми се различават от обикновените реакции по две характеристики: висока ефективност и сложност на механизмите. Протеиновата среда често води до специфично и бързо превръщане на функционални групи в сравнение с конвенционалните молекули.

Поради големия размер на биологично активните молекули, изчисляването на общата повърхност на потенциалната енергия и точното решаване на проблемите на квантовата динамика на ядрата за тези молекули са невъзможни; следователно задачата за разработване на модели на вътремолекулна динамика е спешна. Тези модели трябва да бъдат прости, за да се приеме разумно числено решение, но в същото време достатъчно развити, за да отразяват основните аспекти на биохимичните трансформации.

Една от основните химични реакции, протичащи в човешкото тяло и осигуряващи жизнената му активност, е метаболизмът - реакция, която възниква в резултат на действието на ензимите. Ензимите са биохимични катализатори. Ензимите са от съществено значение за нормалното функциониране на организма. Нито една химическа реакция в живия организъм не протича без участието на ензими.

Метаболизмът в човешкото тяло протича при киселинно-алкален баланс. Но химически това равновесие не е неутрално, а леко алкално. Има много местни области в тялото, където киселината преобладава. Например, храносмилателния тракт: от устата до ануса, в храносмилателния тракт алтернативно преобладава или алкална или кисела среда. Ако средата на слюнката е слабо кисела или неутрална, тогава стомашният сок е кисел. Щракнете тук, за да научите как да правите интересни експерименти у дома, илюстриращи храносмилането.

Ако алкална среда преобладава в жлъчката и панкреатичния сок, тогава средата в тънките черва също е алкална и се наблюдава неутрален баланс в дебелото черво (при условие, че човекът се храни правилно).

Химични реакции в човешкото тяло на примера на експерименти

Адсорбция. Този физикохимичен феномен е познат на всички, въпреки че не всеки знае правилното му име. Адсорбционните явления играят важна роля в живота на всички животински организми. Ролята на адсорбцията се дължи на присъствието в тялото на клетъчни повърхности, съдови стени, колоидни частици от протоплазма, клетъчни ядра и вакуоли, както и на интерфейса между тялото и околната среда. Пример за адсорбционни процеси в човешкото тяло са адсорбционните възможности на кръвните еритроцити.

Явлението на адсорбция може лесно да бъде възпроизведено на практика. Този експеримент ще изисква слаб разтвор на мастило и натрошен активен въглен. Изсипете разтвора с мастило в стъклен съд, след това добавете въглен, затворете епруветката и го разклатете. Разтворът на мастилото ще се озари значително. За експеримента използвайте също разтвор от гваш или акварел - полученият резултат няма да се различава от предишния. Ако замените активен въглен с въглен, процесът на адсорбция ще бъде много по-слаб. Активният въглен има голяма повърхност и пори, които подобряват неговите абсорбционни свойства. Адсорбентът абсорбира вещества от разтвори и други вещества.

Каталитична химична реакция. Никой биологичен процес, включващ живи организми, не заобикаля каталитичните реакции. Примери за жизненоважни процеси: синтез на специфични за тялото протеини от аминокиселини; разграждане на мазнини, протеини, въглехидрати.

Катализаторът е химикал, който може да промени скоростта на взаимодействие, но самият той не участва в него. Когато процесът се ускори с помощта на катализатор, това е положителна катализа. Ако вещество, добавено в процеса, намалява скоростта на реакцията, то то е инхибитор. Много вещества от периодичната таблица на химичните елементи на Менделеев и техните съединения действат като катализатори. Най-често срещаните ускорители са платина, желязо, никел, кобалт, манганови оксиди и алумосиликати. Механизмът на катализа при взаимодействието на киселини и основи е, че има обмен между взаимодействащите вещества и катализатора с положителни йони (протони). В този случай се случват вътремолекулни трансформации. Според посочения тип се получават реакции:

• дехидратация (отделянето на вода);

• естерификация (образуване на естер от алкохоли и карбоксилни киселини);

• хидратация (прикрепване на водни молекули);

• поликондензация (образуване на полимер с елиминиране на вода).

Теорията на катализа обяснява възможните странични преобразувания. В случай на хетерогенна катализа, ускорителят на процеса образува независима фаза, някои центрове на повърхността на реагентите имат каталитични свойства или е включена цялата повърхност.