|
Biochimia
Chimia vie?ii, sau biochimia, studiaz? reac?iile chimice care au loc în organismele vii. Ace?tia respect? acelea?i legi ca ?i celelalte reac?ii chimice, dar sunt mai complexe.
Chimia vie?ii studiaz? ansablul reac?iilor care au loc în organismele vii, mai ales în unit??ile lor de baz?, celulele. Fiin?ele vii au nevoie de energie.
Oamenii ?i animalele î?i iau energia din alimentele pe care le consum? (energie chimic?). Alimentele sunt transformate printr-un ansablu de reac?ii chimice, care au loc mai întâi la nivelul aparatului digestiv(digestie) ?i apoi la nivelul celulelor(respira?ia celular?).
Anumite plante ?i microorganisme(fiin?e vii microscopice) î?i g?sesc altfel energia de care au nevoie. Pentru a se hr?nii, ele transform? energia luminii solare printr-un proces complex de reac?ii chimice numit fotosintez?.
O reac?ie chimic?: digestia
Digestia este un proces chimic. În aparatul digestiv, alimentele sunt descompuse în mici molecule numite substan?e nutritive. Aceste substan?e nutritive sunt apoi transportate de sânge pân? la celule, unde sufer? alte transform?ri.
Principalele substan?e nutritive sunt lipidele ?i glucidele. Lipidele, numite ?i " "gr?simi", provin din materiile grase cum ar fii uleiurile vegetale sau untul. Ele aduc organismului carbon ?i hidrogen. Glucidele, numite ?i "zaharuri", se divizeaz? în zaharuri rapide ?i zaharuri lente. Primele sunt con?inute în miere, fructe, dulce?uri ?i ciocolat?.
Asimilate direct de organism(adic? transformate în energie), ele aduc organismului energia necesar? unui efort fizic solicitant ?i rapid. Cel de-al doilea tip se g?se?te în cereale(grâu, orez, porumb). Ele nu sunt direct asimilate de organism ?i constituie o surs? de energie de mai lung? durat?. Toate glucidele sunt bogate în carbon, hidrogen ?i oxigen.
Respira?ia celular?
Vegetale sau animale, toate celulele respir?: aceasta este respira?ia celular?. Ele absorb dioxigen (O2) ?i elimin? dioxid de carbon (CO2). Dioxigenul serve?te la "arderea" alimentelor printr-o reac?ie de oxidare.
Aceast? reac?ie se deruleaz? în mai multe etape. Glucoza (zah?rul)de pild?, este mai întâi transformat? într-o molecul? mai simpl?, acidul piruvic. Mitocondriile, elementele celulei responsabil? de respira?ia celular?, descompun acest acid în dioxid de carbon ?i hidrogen. Dioxidul de carbon este eliminat de celul?: hidrogenul se combin? cu oxigenul care intr? în organism atunci când respir?m, dând ap?.
Ansamblul acestor reac?ii degaj? o mare cantitate de energie. Aceasta este stocat? în mici molecule specializate, care o elibereaz? în func?ie de nevoile celulei.
Fotosinteza
Plantele cu clorofil? se hr?nesc absorbind ap? ?i dioxid de carbon din aer. Pentru aceasta, ele folosesc energia luminii solare: acest proces se nume?te fotosintez?. În timpul lui, se degajeaz? dioxigen.
Fotosinteza se deruleaz? în dou? faze principale. Ziua, plantele capteaz? energia solar?. Cu ajutorul clorofilei ?i a altor pigmen?i prezen?i în frunzele lor, ele folosesc aceast? energie pentru a descompune apa pe care o absorb în hidrogen ?i oxigen. Noaptea, hidrogenul ajut? la reducerea dioxidului de carbon ?i la producerea de glucide, care vor hr?ni planta.
Func?ionarea acestei mici "uzine chimice vii" depinde de condi?iile exterioare, în special de cantitatea de lumin? solar? ?i de temperatur?.
Termeni bio-chimici:*celul?=cel mai mic element constitutiv al unei fiin?e vi. O celul? este în general înconjurat? de o membran?. În interior se g?se?te nucleul ?i citoplasma con?inând diferite organite(mitocondrii).
*clorofil?=pigmentul verde din plante care capteaz? energia razelor solare, necesar? fotosintezei.
*efect secundar=efect nedorit al unui medicament, care se manifest? la dozele recomandate.
*fotosintez?=proces în timpul c?reia plantele, datorit? clorofilei, fabric?(sintetizeaz?)glucide, folosindu-se de ap?, dioxid de carbon ?i energia razelor solare.
*glucid=denumire dat? de chimi?ti unei substan?e organice numit? în mod curent zah?r.
*lipid= denumire dat? de chimi?ti unei substan?e organice numit? în mod curent gr?sime.
*principiu activ=substan?? activ? con?inut? într-un medicament care ac?ioneaz? împotriva unei anumite boli.
*substan?? nutritiv?=substan?? con?inut? în alimente, care poate fi utilizat? direct de organism, f?r? a mai fi transformat?.
Chimia medicamentelor
Un medicament este o substan?? sau un compus administrat omului ca tratament împotriva unei boli, pentru a preveni o îmboln?vire sau pentru a stabili un diagnostic.
Chimistul ?i medicul elve?ian Paracelsus(1493-1514), în secolul al XVI-lea, a fost primul care a definit principiul dup? care fiec?rei boli îi corespunde un medicament specific. Trebuie deci c?utat medicamentul în func?ie de maladia pe care dorim s? o trat?m. Ast?zi, cercetarea în domeniul medicamentelor revine, înainte de toate, chimi?tilor. Ace?tia lucreaz? în strâns? colaborare cu medicii ?i farmaci?tii. Împreun?, ei ajut? la progresul farmacologiei, ?tiin?a medicamentelor.
Principul activ al unui medicament
Pentru a u?ura anumite suferin?e, s-au folosit mai întâi plantele administrate ca ceaiuri, prafuri sau alifii. În trecut, unele maladii de inima erau tratate cu ceaiuri de mu?e?el, o plant? ale c?rei flori purpurii, galbene sau albe seam?n? cu degetele de unei m?nu?i. Ast?zi, nu se mai folosesc plantele în acest mod. Chimistul s? extrag? din plante substan?? pur? care ac?ioneaz? asupra maladiei respective: e ceea ce constituie principiul activ al unui medicament.
Astfel, principiul activ al dege?elului, numit "digitalin?", este ast?zi folosit pentru tratarea bolilor cardiace. Tot astfel, febra provocat? de malarie se trata în trecut cu scoar?a unui copac tropical, arborele de chinin?: ast?zi folosim principiul s?u activ, chinina. Principiul activ are avantajul c? î?i p?streaz? mereu acelea?i propriet??i, în timp ce propriet??ile plantelor variaz? în func?ie de anotimp.
Principiul activ poate fi utilizat ?i introdus în organism sub diferite forme: pilule, capsule, comprimate, produse injectabile.
Medicamente sintetice
Chimia este mai eficace decât scoar?a arborelui de chinin?. Dar, pentru cercet?tori, aceast? îmbun?t??ire a efectului nu este suficient?. Pentru a înt?ri ac?iunea chininei ?i a-i elimina efectele secundare, adic? efectele sale nedorite asupra altor p?r?i ale organismului, chimi?tii modific? molecula de chinin?.
Pentru aceasta, ei urm?resc mai întâi drumul medicamentului în organismul uman, observ? efectul acestuia asupra diferitelor organe, ?i apoi modul în care organismul prelucreaz? respectiv medicamentul.
Aceste observa?ii le dau posibilitatea s? "redeseneze" molecula, pentru a crea una nou?. În acest fel au fost puse la punct antibiotice din ce în ce mai eficace. Aceste medicamente au proprietatea de a bloca înmul?irea bacteriilor care sunt la originea maladiilor. Pentru a g?sii antibioticul care va ac?iona asupra unei anumite bacterii, se face o antibiogram?. Bacteriile care se b?nuiesc a fi responsabile de infec?ia pe care vrem s? o trat?m sunt puse într-un mediu hr?nitor, unde se pot dezvolta. Pe suprafa?a acestui mediu se picur? apoi diferite antibiotice.
Bacteriile nu se mai înmul?esc în contact cu antibioticul la care sunt sensibile.
Crearea unui medicament
Între momentul în care un medicament este creat în laborator ?i cel în care este introdus în farmacii, pot trece foarte mul?i ani. Dup? ce sunt stabilite caracteristicile fizice ?i chimice ale noii molecule, încep test?rile. Dac? medicamentul este, de exemplu, menit s? ac?ioneze asupra ficatului, el este introdus într-o cultur? de celule ale ficatului. Apoi este introdus într-un ficat de origine animal?. Dac? rezultatele sunt încurajatoare, încep test?rile pe animale.
Cercet?torii evalueaz? atunci eficacitatea noului produs, modul în care se r?spânde?te în organismul viu, efectele sale secundare. Dac? rezultatele sunt satisf?c?toare, se încep test?rile pe oameni, sub un strict control medical. Dup? numeroase teste, care pot dura mai mul?i ani, medicamentul prime?te sau nu autoriza?ia de a fi scos pe pia??.
Antibioticele
Antibioticele sunt medicamente care împiedic? dezvoltarea bacteriilor sau le distrug. Antibioticele se mai folosesc în tratarea bolilor infec?ioase cum sunt : gripa, tuberculoza.
În func?ie de structura moleculei lor, antibioticele atac? bacteriile în mod diferit.
O bacterie este format? dintr-un nucleu ?i o citoplasm? închise într-o membran? exterioar? ?i protejate de un înveli? exterior. Un antibiotic cum este penicilina atac? ?i distruge înveli?ul exterior al bacteriei. Altele (streptomicina) distrug membrana care învele?te citoplasma, iar altele (tetraciclina) ac?ioneaz? direct asupra nucleului.
|