CHIMIA VIEŢII

Chimia vietii, sau biochimia, studiaza reactiile chimice care au loc în organismele vii. Aceştia respecta aceleaşi legi ca şi celelalte reactii chimice, dar sunt mai complexe.
Chimia vietii studiaza ansablul reactiilor care au loc în organismele vii, mai ales în unitatile lor de baza, celulele. Fiintele vii au nevoie de energie.
Oamenii şi animalele îşi iau energia din alimentele pe care le consuma (energie chimica). Alimentele sunt transformate printr-un ansablu de reactii chimice, care au loc mai întâi la nivelul aparatului digestiv(digestie) şi apoi la nivelul celulelor(respiratia celulara).
Anumite plante şi microorganisme(fiinte vii microscopice) îşi gasesc altfel energia de care au nevoie. Pentru a se hranii, ele transforma energia luminii solare printr-un proces complex de reactii chimice numit fotosinteza.
O reactie chimica: digestia
Digestia este un proces chimic. În aparatul digestiv, alimentele sunt descompuse în mici molecule numite substante nutritive. Aceste substante nutritive sunt apoi transportate de sânge pâna la celule, unde sufera alte transformari.
Principalele substante nutritive sunt lipidele şi glucidele. Lipidele, numite şi " "grasimi", provin din materiile grase cum ar fii uleiurile vegetale sau untul. Ele aduc organismului carbon şi hidrogen. Glucidele, numite şi "zaharuri", se divizeaza în zaharuri rapide şi zaharuri lente. Primele sunt continute în miere, fructe, dulceturi şi ciocolata.
Asimilate direct de organism(adica transformate în energie), ele aduc organismului energia necesara unui efort fizic solicitant şi rapid. Cel de-al doilea tip se gaseşte în cereale(grâu, orez, porumb). Ele nu sunt direct asimilate de organism şi constituie o sursa de energie de mai lunga durata. Toate glucidele sunt bogate în carbon, hidrogen şi oxigen.
Respiratia celulara
Vegetale sau animale, toate celulele respira: aceasta este respiratia celulara. Ele absorb dioxigen (O2) şi elimina dioxid de carbon (CO2). Dioxigenul serveşte la "arderea" alimentelor printr-o reactie de oxidare.
Aceasta reactie se deruleaza în mai multe etape. Glucoza (zaharul)de pilda, este mai întâi transformata într-o molecula mai simpla, acidul piruvic. Mitocondriile, elementele celulei responsabila de respiratia celulara, descompun acest acid în dioxid de carbon şi hidrogen. Dioxidul de carbon este eliminat de celula: hidrogenul se combina cu oxigenul care intra în organism atunci când respiram, dând apa.
Ansamblul acestor reactii degaja o mare cantitate de energie. Aceasta este stocata în mici molecule specializate, care o elibereaza în functie de nevoile celulei.
Fotosinteza
Plantele cu clorofila se hranesc absorbind apa şi dioxid de carbon din aer. Pentru aceasta, ele folosesc energia luminii solare: acest proces se numeşte fotosinteza. În timpul lui, se degajeaza dioxigen.
Fotosinteza se deruleaza în doua faze principale. Ziua, plantele capteaza energia solara. Cu ajutorul clorofilei şi a altor pigmenti prezenti în frunzele lor, ele folosesc aceasta energie pentru a descompune apa pe care o absorb în hidrogen şi oxigen. Noaptea, hidrogenul ajuta la reducerea dioxidului de carbon şi la producerea de glucide, care vor hrani planta.
Functionarea acestei mici "uzine chimice vii" depinde de conditiile exterioare, în special de cantitatea de lumina solara şi de temperatura.
Termeni bio-chimici:*celula=cel mai mic element constitutiv al unei fiinte vi. O celula este în general înconjurata de o membrana. În interior se gaseşte nucleul şi citoplasma continând diferite organite(mitocondrii).
*clorofila=pigmentul verde din plante care capteaza energia razelor solare, necesara fotosintezei.
*efect secundar=efect nedorit al unui medicament, care se manifesta la dozele recomandate.
*fotosinteza=proces în timpul careia plantele, datorita clorofilei, fabrica(sintetizeaza)glucide, folosindu-se de apa, dioxid de carbon şi energia razelor solare.
*glucid=denumire data de chimişti unei substante organice numita în mod curent zahar.
*lipid= denumire data de chimişti unei substante organice numita în mod curent grasime.
*principiu activ=substanta activa continuta într-un medicament care actioneaza împotriva unei anumite boli.
*substanta nutritiva=substanta continuta în alimente, care poate fi utilizata direct de organism, fara a mai fi transformata.



Chimia medicamentelor


Un medicament este o substanta sau un compus administrat omului ca tratament împotriva unei boli, pentru a preveni o îmbolnavire sau pentru a stabili un diagnostic.
Chimistul şi medicul elvetian Paracelsus(1493-1514), în secolul al XVI-lea, a fost primul care a definit principiul dupa care fiecarei boli îi corespunde un medicament specific. Trebuie deci cautat medicamentul în functie de maladia pe care dorim sa o tratam. Astazi, cercetarea în domeniul medicamentelor revine, înainte de toate, chimiştilor. Aceştia lucreaza în strânsa colaborare cu medicii şi farmaciştii. Împreuna, ei ajuta la progresul farmacologiei, ştiinta medicamentelor.
Principul activ al unui medicament
Pentru a uşura anumite suferinte, s-au folosit mai întâi plantele administrate ca ceaiuri, prafuri sau alifii. În trecut, unele maladii de inima erau tratate cu ceaiuri de muşetel, o planta ale carei flori purpurii, galbene sau albe seamana cu degetele de unei manuşi. Astazi, nu se mai folosesc plantele în acest mod. Chimistul sa extraga din plante substanta pura care actioneaza asupra maladiei respective: e ceea ce constituie principiul activ al unui medicament.
Astfel, principiul activ al degetelului, numit "digitalina", este astazi folosit pentru tratarea bolilor cardiace. Tot astfel, febra provocata de malarie se trata în trecut cu scoarta unui copac tropical, arborele de chinina: astazi folosim principiul sau activ, chinina. Principiul activ are avantajul ca îşi pastreaza mereu aceleaşi proprietati, în timp ce proprietatile plantelor variaza în functie de anotimp.
Principiul activ poate fi utilizat şi introdus în organism sub diferite forme: pilule, capsule, comprimate, produse injectabile.
Medicamente sintetice
Chimia este mai eficace decât scoarta arborelui de chinina. Dar, pentru cercetatori, aceasta îmbunatatire a efectului nu este suficienta. Pentru a întari actiunea chininei şi a-i elimina efectele secundare, adica efectele sale nedorite asupra altor parti ale organismului, chimiştii modifica molecula de chinina.
Pentru aceasta, ei urmaresc mai întâi drumul medicamentului în organismul uman, observa efectul acestuia asupra diferitelor organe, şi apoi modul în care organismul prelucreaza respectiv medicamentul.
Aceste observatii le dau posibilitatea sa "redeseneze" molecula, pentru a crea una noua. În acest fel au fost puse la punct antibiotice din ce în ce mai eficace. Aceste medicamente au proprietatea de a bloca înmultirea bacteriilor care sunt la originea maladiilor. Pentru a gasii antibioticul care va actiona asupra unei anumite bacterii, se face o antibiograma. Bacteriile care se banuiesc a fi responsabile de infectia pe care vrem sa o tratam sunt puse într-un mediu hranitor, unde se pot dezvolta. Pe suprafata acestui mediu se picura apoi diferite antibiotice.
Bacteriile nu se mai înmultesc în contact cu antibioticul la care sunt sensibile.
Crearea unui medicament
Între momentul în care un medicament este creat în laborator şi cel în care este introdus în farmacii, pot trece foarte multi ani. Dupa ce sunt stabilite caracteristicile fizice şi chimice ale noii molecule, încep testarile. Daca medicamentul este, de exemplu, menit sa actioneze asupra ficatului, el este introdus într-o cultura de celule ale ficatului. Apoi este introdus într-un ficat de origine animala. Daca rezultatele sunt încurajatoare, încep testarile pe animale.
Cercetatorii evalueaza atunci eficacitatea noului produs, modul în care se raspândeşte în organismul viu, efectele sale secundare. Daca rezultatele sunt satisfacatoare, se încep testarile pe oameni, sub un strict control medical. Dupa numeroase teste, care pot dura mai multi ani, medicamentul primeşte sau nu autorizatia de a fi scos pe piata.
Antibioticele
Antibioticele sunt medicamente care împiedica dezvoltarea bacteriilor sau le distrug. Antibioticele se mai folosesc în tratarea bolilor infectioase cum sunt : gripa, tuberculoza.
În functie de structura moleculei lor, antibioticele ataca bacteriile în mod diferit.
O bacterie este formata dintr-un nucleu şi o citoplasma închise într-o membrana exterioara şi protejate de un înveliş exterior. Un antibiotic cum este penicilina ataca şi distruge învelişul exterior al bacteriei. Altele (streptomicina) distrug membrana care înveleşte citoplasma, iar altele (tetraciclina) actioneaza direct asupra nucleului.