Związki niezbędne do funkcjonowania organizmu człowieka

Ciało człowieka składa się z komórek, zasadniczo zbudowanych z kilku różnych cząsteczek. Te cząsteczki są niezbędne do przeprowadzenia wszystkich procesów fizjologicznych w ciele i są szeroko klasyfikowane na organiczne i nieorganiczne w zależności od ich struktury chemicznej.

Nieorganiczne związki niezbędne do funkcjonowania organizmu człowieka obejmują wodę, sole, kwasy i zasady. Te związki są nieorganiczne, czyli nie posiadają wiązania węgiel-wodór. Woda pełni rolę środka smarującego, poduszki, odporności na ciepło, składnika mieszanek ciekłych, produktu ubocznego reakcji syntezy odwodnieniowej i substratu w reakcjach hydrolizy. Sole są ważną grupą związków i źródłem wielu minerałów. Rozpuszczone w wodzie sole rozpadają się na jony inne niż H^+ lub OH^-. Natomiast kwasy uwalniają H^+ do roztworu podczas dysocjacji. Zasady akceptują H^+, czyniąc roztwór bardziej zasadowym. Sole, kwasy i zasady, zwane elektrolitami, są niezbędne dla homeostatycznych mechanizmów kontrolujących płyny ustrojowe.

Organiczne związki niezbędne do funkcjonowania organizmu człowieka, w tym węglowodany, lipidy, białka i nukleotydy, są również istotne dla organizmu. Te związki są określane jako organiczne, ponieważ zawierają węgiel i wodór. Węglowodany to unikalna grupa związków, które pełnią rolę paliwa do generowania energii dla organizmu. Obejmują one monosacharydy, takie jak glukoza; disacharydy, takie jak laktoza; oraz polisacharydy, w tym skrobię (polimery glukozy), glikogen (forma przechowywania glukozy) i niestrawne włókna pokarmowe.

Lipidy to związki hydrofobowe, które stanowią źródło energii zapasowej oraz są niezbędnymi składnikami wielu organelli komórkowych, takich jak błony komórkowe. Fosfolipidy są amfipatyczne, co oznacza, że zawierają zarówno grupy hydrofobowe, jak i hydrofilowe. W błonie komórkowej ich hydrofilowe głowy fosforanowe są skierowane na zewnątrz i do wnętrza komórki, natomiast hydrofobowe ogony skierowane są ku sobie, tworząc dwuwarstwę. Trójglicerydy są najbardziej obfitującymi lipidami w organizmie, składającymi się z trójglicerydowego szkieletu, do którego dołączone są trzy łańcuchy kwasów tłuszczowych. Niektóre pochodne lipidowe, takie jak prostaglandyny, pełnią funkcję cząsteczek sygnalizacyjnych.

Białka są kluczowymi składnikami wszystkich tkanek organizmu. Zbudowane są z monomerów aminokwasów, połączonych wiązaniami peptydowymi, tworząc długie łańcuchy polipeptydowe. Te łańcuchy polipeptydowe składają się, tworząc strukturę drugorzędową i trzeciorzędową.

Kwasy nukleinowe, DNA i RNA, są polimerami nukleotydów. Te nukleotydy zbudowane są głównie z trzech podstawowych składników - grupy fosforanowej, cukru pentozowego i zasady azotowej. DNA przechowuje informacje genetyczne, które są przekazywane do RNA. RNA pełni rolę wzorca dla syntezy białek, niezbędnych do przeżycia i reprodukcji organizmu.

Adenozynotrifosforan (ATP) składa się z cukru rybozy, zasady adeniny i trzech grup fosforanowych. Jest klasyfikowany jako związek o wysokiej energii, ponieważ dwa wiązania kowalencyjne łączące trzy grupy fosforanowe przechowują znaczną ilość energii potencjalnej. Uwalniana energia z tych wysokoenergetycznych wiązań w organizmie pomaga zasilać aktywność, taką jak skurcz mięśni, transport składników odżywczych i reakcje metaboliczne.

Ten tekst jest adaptacją z 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.