يمثل التحلل المائي انقسام مركب كيميائي إلى أصغر الجزيئات مع تضمين ماء. يلعب التحلل المائي دورًا رئيسيًا في كل من المجال غير العضوي وعلم الأحياء. في الكائنات الحية ، يحدث الانقسام المائي تحت تأثير الانزيمات.
ما هو التحلل المائي؟
يمثل التحلل المائي انقسامًا لمركب كيميائي إلى أصغر الجزيئات مع تضمين ماء. في الكائنات الحية ، يحدث الانقسام المائي تحت تأثير الانزيمات. في التحلل المائي ، تنقسم المركبات الكيميائية إلى أصغر الجزيئات عن طريق الامتصاص ماء. هذا صحيح في كل من المجالات غير العضوية والبيولوجية. في هذه العملية ، يتحد جزيء جزئي واحد مع مجموعة الهيدروكسيل (مجموعة OH) ويتحد جزيء جزئي آخر مع مجموعة الهيدروكسيل. الهدرجة أيون (H +). للحصول على جزيئات محايدة ، يهاجر إلكترون مجموعة الهيدروكسيل رسميًا إلى البروتون. عادة لا تحدث ردود الفعل هذه في خطوة واحدة. في التفاعلات البسيطة ، لا يلزم سوى بضع خطوات ، بينما تشتمل التحويلات المعقدة دائمًا على محفز ، والذي يظل دون تغيير بعد اكتمال جميع خطوات التفاعل. في علم الأحياء ، غالبًا ما ينطوي التحلل المائي على تحلل المركبات شديدة البوليمر أو المركبات المركبة. أهم ثلاث مغذيات الكربوهيدرات (السكريات) أو دهون أو البروتينات تتحلل مائيًا. في الأنظمة الحية ، تحدث ردود الفعل دائمًا بحضور الانزيمات. تمثل الإنزيمات محفزات ، والتي تتوفر مرة أخرى دون تغيير بعد الانقسام المائي وتكون جاهزة للتفاعل التالي. ينتج عن انعكاس التحلل المائي الماء ويسمى التكثيف.
الوظيفة والمهمة
التحلل المائي من التفاعلات الأساسية في النظم البيولوجية. إنها تضمن أن الجزيئات الحيوية الكبيرة يتم تحويلها باستمرار إلى مونومرات لاستخدامها إما في بناء المواد الذاتية أو ، من خلال تحللها ، في إمداد الجسم بالطاقة. لذلك يلعب التحلل المائي دورًا مركزيًا في الجسم. على سبيل المثال ، بعد تناول الطعام ، العناصر الغذائية الهامة الكربوهيدراتوالدهون و البروتينات يتم تقسيمها إلى مكوناتها الفردية عن طريق التحلل المائي. في حالة ما اذا الكربوهيدرات، على سبيل المثال ، انهيار السكريات في المونومرات جلوكوز يحدث بالماء امتصاص. تمثل الدهون الغليسيرول أسترة مع الأحماض الدهنية. ينتج الانقسام المائي الفرد الأحماض الدهنية و الغليسيرول. البروتينات هي سلاسل مرتبطة ببتيديا الأحماض الأمينية التي يتم تحللها بالماء إلى أحماض أمينية فردية أثناء الهضم. تشارك الإنزيمات في جميع تفاعلات التحلل المائي في الجسم. الإنزيمات عبارة عن بروتينات تدعم التفاعلات بشكل محفز. بعد التحلل المائي ، تكون الإنزيمات موجودة دون تغيير. لا يحدث التحلل المائي أثناء هضم الطعام فقط. تحدث تفاعلات التحلل المائي والتكثيف باستمرار في الجسم كجزء من عملية التمثيل الغذائي الشاملة. تسمى الإنزيمات التي تحفز التحلل المائي بالهيدروليسات. يمكن تقسيم hydrolase بدورها إلى peptidase أو esterases أو glycosidases. من بين أمور أخرى ، تحلل الببتيدات البروتينات لتشكيل الفرد الأحماض الأمينية. من ناحية أخرى ، يمكن أن تتحلل الاستراتز من الدهون الأحماض الدهنية و الغليسيرول. في هذه الحالة ، هم ليباز. تحلل الجليكوزيدات مركبات الجليكوسيد. هذه إما السكريات، فيها عدة السكر ترتبط الجزيئات بالجليكوسيد ، أو المركبات التي لها رابطة جليكوسيدية بين جزء السكر وجزء غير سكري. لذلك ، تشمل الجليكوزيدات الأميليز، والذي يحول النشا إلى جلوكوز. تشمل hydrolases الأخرى الفوسفاتيز والنوكليازات. تنقسم الفوسفاتازات مائيًا فوسفات مجموعات. خير مثال على هذا التفاعل هو تحويل ATP (الأدينوساين ثلاثي الفوسفات) إلى ADP (ثنائي فوسفات الأدينوزين). بشكل عام ، تستمر التحلل المائي دائمًا في إطلاق الطاقة. هذا واضح بشكل خاص في رد فعل ATP على ADP. وذلك لأن هذا التحويل يوفر الطاقة المخزنة مسبقًا في ATP للتفاعلات البيوكيميائية الأخرى أو توليد الحرارة أو الحركات الميكانيكية. نوكلياز هي المسؤولة عن التدهور الكامل لـ احماض نووية. وتنقسم هذه مرة أخرى إلى الريبونوكليازات و الديوكسي ريبونوكلياز. تشق كلتا مجموعتي الإنزيمات هيدروليتيًا روابط الفوسفوديستر في جزيء الحمض النووي لتشكيل النيوكليوتيدات الفردية.
الأمراض والاضطرابات
نظرًا لأن تفاعلات التحلل المائي تحدث باستمرار في جسم الإنسان ، فمن الممكن أيضًا وجود مجموعة متنوعة من الأمراض في هذا السياق. يمثل الهضم والعديد من التفاعلات الوسيطة في عملية التمثيل الغذائي تفاعلات التحلل المائي. هناك إنزيمات خاصة لكل خطوة من خطوات التفاعل. ومع ذلك ، فإن الإنزيمات عبارة عن بروتينات يمكن أيضًا تقييد وظيفتها عن طريق التغيرات الجينية. يمكن أن يكون لفشل أو نقص أي إنزيم فردي عواقب وخيمة الصحية . يجب أن توجد الإنزيمات أحيانًا بكميات كبيرة ، بحيث يكون العضو بأكمله ضروريًا لإفرازها. هذا صحيح بالنسبة لـ الانزيمات الهاضمة من البنكرياس ، من بين أمور أخرى. ينتج البنكرياس بشكل رئيسي الليباز والببتيدات. إنها مسؤولة إلى حد كبير عن هضم لب الطعام القادم من معدة. يتم تقسيم الدهون والبروتينات إلى مكوناتها الفردية. يمتص الجسم الأحماض الأمينيةوالأحماض الدهنية والجلسرين و جلوكوز تشكلت عبر الأمعاء الدقيقة. في أمراض البنكرياس ، تحدث شكاوى هضمية هائلة الإسهال, نفخة وشديد ألم في البطن. بسبب نقص تكسير الدهون ، قد يحدث براز دهني. في شكل حاد من التهاب البنكرياس، حتى الهضم الذاتي للبنكرياس مع نتيجة قاتلة ممكن. لأسباب مختلفة ، فإن التدفق الحر للعصارات الهضمية إلى داخل الأمعاء الدقيقة قد يكون منزعج. تتراكم في البنكرياس وتذيبه تمامًا. في الأشكال المزمنة التهاب البنكرياس، هناك أيضًا حل جزئي مستمر. مثال آخر على مرض يتعلق بعمليات التحلل المائي يتمثل في اعتلالات الميتوكوندريا. بسبب الاضطرابات في تخليق ATP ، لا يمكن أن تحدث تفاعلات توفير الطاقة لـ ATP إلا إلى مدى محدود. تظهر اعتلالات الميتوكوندريا نفسها في التعب المزمن والضعف ، من بين أعراض أخرى.
