Verbindungen, die für die menschliche Funktion essenziell sind

Der menschliche Körper setzt sich aus Zellen zusammen, die im Wesentlichen aus verschiedenen Molekülen bestehen. Diese Moleküle sind für die Durchführung aller physiologischen Vorgänge im Körper unerlässlich und werden aufgrund ihrer chemischen Strukturen grob in organische und anorganische Verbindungen eingeteilt.

Anorganische Verbindungen, die für die menschliche Funktion unerlässlich sind, umfassen Wasser, Salze, Säuren und Basen. Diese Verbindungen sind anorganisch, d.h. sie enthalten keine Kohlenstoff-Wasserstoff-Bindung. Wasser ist ein Schmiermittel, ein Puffer, ein Wärmesenke, ein Bestandteil von Flüssigmischungen, ein Nebenprodukt von Dehydratisierungsreaktionen und ein Reaktionspartner in Hydrolysereaktionen. Salze sind eine wichtige Gruppe von Verbindungen und eine Quelle für mehrere Mineralien. Wenn sie in Wasser gelöst werden, dissoziieren Salze in Ionen, die nicht H⁺ oder OH^– sind. Im Gegensatz dazu gibt Säuren H⁺ bei Dissoziation in Lösung ab. Basen nehmen H⁺ auf und machen die Lösung damit alkalischer. Salze, Säuren und Basen, gemeinsam als Elektrolyte bezeichnet, sind für die homöostatischen Kontrollmechanismen von Körperflüssigkeiten unerlässlich.

Organische Verbindungen, einschließlich Kohlenhydrate, Lipide, Proteine und Nukleotide, sind ebenfalls für den Körper lebenswichtig. Diese Verbindungen werden als organisch bezeichnet, da sie Kohlenstoff und Wasserstoff enthalten. Kohlenhydrate sind eine einzigartige Gruppe von Verbindungen, die als Treibstoff zur Energieerzeugung für den Körper dienen. Sie umfassen Monosaccharide wie Glukose; Disaccharide wie Laktose; und Polysaccharide wie Stärken (Polymere von Glukose), Glykogen (die Speicherform von Glukose) und unverdauliche Ballaststoffe.

Lipide sind hydrophobe Verbindungen, die als Energiequelle dienen und auch wesentliche Bestandteile vieler Zellorganellen wie Zellmembranen sind. Phospholipide sind amphiphatische Verbindungen, d.h. sie enthalten sowohl hydrophobe als auch hydrophile Gruppen. In dem Zellmembran zeigen ihre hydrophilen Phosphatköpfe nach außen und innen zum Wasser hin, während die hydrophoben Schwänze sich gegenseitig berühren und eine Doppelschicht bilden. Triglyceride sind die häufigsten Lipide im Körper und bestehen aus einem Glycerin-Rückgrat, das mit drei Fettsäureketten verbunden ist. Einige Lipidderivate wie Prostaglandine fungieren als Signalmoleküle.

Proteine sind kritische Bestandteile aller Körpergewebe. Sie bestehen aus Aminosäuremonomeren, die durch Peptidbindungen miteinander verbunden sind und lange Polypeptidketten bilden. Diese Polypeptidketten falten sich zu einer Sekundär- und Tertiärstruktur.

Die Nukleinsäuren, DNA und RNA, sind Polymere von Nukleotiden. Diese Nukleotide bestehen hauptsächlich aus drei primären Bausteinen - einer Phosphatgruppe, einem Pentosezucker und einer stickstoffhaltigen Base. DNA speichert genetische Informationen. Diese Informationen werden auf RNA übertragen. Die RNA dient als Bauplan für die Proteinsynthese, die für das Überleben und die Fortpflanzung eines Organismus wesentlich ist.

Adenosintriphosphat (ATP) besteht aus einem Ribosezucker, einer Adeninbase und drei Phosphatgruppen. Es wird als hochenergetische Verbindung eingestuft, da die beiden kovalenten Bindungen, die an die drei Phosphate binden, eine erhebliche Menge an potentieller Energie speichern. Die aus diesen hochenergetischen Bindungen freigesetzte Energie im Körper hilft, die Aktivitäten des Körpers wie Muskelkontraktion, Nährstofftransport und Stoffwechselreaktionen anzutreiben.

Dieser Text wurde angepasst von Openstax, Anatomy and Physiology 2e, Section 2.4: Inorganic Compounds Essential to Human Functioning; Openstax, Anatomy and Physiology 2e, Section 2.5: Organic Compounds Essential to Human Functioning.