Της Αγγελίνας Στύλα,
Ο κόσμος που μας περιβάλλει αποτελείται από ύλη, τόσο φυσική όσο και χημική. Στη χημική, πραγματοποιούνται, συνεχώς, αντιδράσεις και αλλαγές σε διάφορους ρυθμούς, ο συνδυασμός των οποίων καθορίζει το τελικό αποτέλεσμα και τη μορφή της ζωής που γνωρίζουμε μέχρι σήμερα. Η μελέτη, συνεπώς, των χημικών ουσιών και των αντιδράσεων που συμβαίνουν στα φυτά, τα ζώα και τους μικροοργανισμούς, αλλά και των αλλαγών που υφίστανται αυτές κατά τη διάρκεια της ανάπτυξης και της ζωής, μελετάει η πρόσφατα αναδυόμενη, αλλά πολλά υποσχόμενη επιστήμη της Βιοχημείας.
Όλες οι χημικές αλλαγές μέσα στον οργανισμό –είτε η αποδόμηση ουσιών για την απόκτηση της απαραίτητης ενέργειας, είτε η συσσώρευση πολύπλοκων μορίων που είναι απαραίτητα για τις διαδικασίες της ζωής– ονομάζονται μεταβολισμός. Αυτές οι χημικές αλλαγές εξαρτώνται από τη δράση οργανικών καταλυτών, γνωστών ως ένζυμα, τα οποία καθορίζονται από τη γενετική σύσταση του κυττάρου. Είναι, επομένως, φυσικό και επόμενο η βιοχημεία να συμβάλλει στη διερεύνηση των χημικών αλλαγών στις ασθένειες, στη δράση των φαρμάκων και σε άλλες πτυχές της Ιατρικής, άμεσα, καθώς και στη διατροφή, τη γενετική, τη γεωργία και σε πολλούς περισσοτέρους τομείς που δεν θα μπορούσαμε να φανταστούμε. Ας αναλύσουμε, ωστόσο, τους σημαντικότερους κλάδους της πολυδιάστατης αυτής επιστήμης, προκειμένου να αποκτήσουμε μια πιο σφαιρική άποψη επί του θέματος.
Ο Carl Neuberg επινόησε τον όρο Βιοχημεία το 1930. Αναφέρεται ως ο Πατέρας της Σύγχρονης Βιοχημείας. Υπάρχουν διάφοροι κλάδοι της, που ο καθένας έχει τη δική του εστίαση και περιοχή μελέτης. Οι κύριοι κλάδοι της βιοχημείας περιλαμβάνουν:
- Μοριακή Βιοχημεία
Αυτός ο κλάδος ασχολείται με τη δομή και τη λειτουργία των βιομορίων, όπως το DNA, οι πρωτεΐνες και οι υδατάνθρακες. Τονίζει το πώς αυτά τα μόρια αλληλεπιδρούν μεταξύ τους, για να πραγματοποιηθούν οι βιοχημικές αντιδράσεις, καθώς και το πώς οι δυσλειτουργίες των βιομορίων αυτών μπορεί να οδηγήσουν σε μη λειτουργικά προϊόντα που υπονομεύουν διάφορες ασθένειες.
- Κυτταρική Βιοχημεία
Ο κλάδος της κυτταρικής βιοχημείας σχετίζεται με τις χημικές διεργασίες που συμβαίνουν μέσα στα κύτταρα. Τα κύτταρα παράγουν ενέργεια, αποθηκεύουν και χρησιμοποιούν θρεπτικά συστατικά. Επίσης, διατηρούν τις δομές τους μέσω διαφορετικών κάθε φορά μεταβολικών μονοπατιών, μεταλλάξεις ή δυσλειτουργίες, των οποίων μπορούν να οδηγήσουν σε κυτταρικές βλάβες και, συνεπώς, σε βλάβες στην υγεία.
- Βιοχημική Γενετική
Η βιοχημική γενετική μελετά τον ρόλο των γονιδίων στις βιοχημικές διεργασίες. Διερευνά τον ρόλο των γονιδίων στη σύνθεση βιομορίων και πρωτεϊνών, η δράση των οποίων, όπως προαναφέραμε, οδηγεί σε βλάβες στην υγεία.
- Μεταβολική Βιοχημεία
Η μεταβολική βιοχημεία ασχολείται με τις χημικές αντιδράσεις που εμπλέκονται στην παραγωγή ενέργειας, την αποτοξίνωση και τον μεταβολισμό των θρεπτικών ουσιών. Αναλύει τις μεταβολικές αντιδράσεις στο σώμα που είναι απαραίτητες για τη διατήρηση της ύπαρξης και, συνεπώς, της ζωής.
- Δομική Βιοχημεία
Είναι ένας από τους κύριους κλάδους της βιοχημείας που περιστρέφεται γύρω από τη χημική αρχιτεκτονική, τη λειτουργία και τις δομές των βιολογικών μακρομορίων στους ζωντανούς οργανισμούς. Αυτά περιλαμβάνουν μακρομόρια, όπως πρωτεΐνες, υδατάνθρακες, πολυσακχαρίτες και λιπίδια, καθώς και τα μονομερή τους, όπως τα αμινοξέα, και παρέχουν διάφορες οργανωτικές αρχές που στηρίζουν τη ζωή σε όλες τις μορφές της.
- Ενζυμολογία
Η ενζυμολογία είναι ένας κλάδος της βιοχημείας που ασχολείται με τις λειτουργίες, τη δομή και την κινητική των ενζύμων. Μελετά τη συμπεριφορά βιολογικών καταλυτών ή ενζύμων, όπως ορισμένες πρωτεΐνες ή συγκεκριμένο καταλυτικό RNA. Τα ένζυμα δρουν στο υπόστρωμα, για να τα μετατρέψουν σε προϊόντα. Πολλές ασθένειες οφείλονται σε ελλείψεις ενζύμων που είναι απαραίτητα για την παραγωγή του σωστού προϊόντος.
- Ανοσολογία
Η ανοσολογία ασχολείται με τη μελέτη του ανοσοποιητικού συστήματος σε έναν ζωντανό οργανισμό. Αναφέρεται στην άμυνα του οργανισμού για διάφορους μικροοργανισμούς, όπως βακτήρια και ιούς. Ανάλογα με την ισχύ του ανοσοποιητικού συστήματος του κάθε ατόμου, παρατηρούνται και διαφορετικές ικανότητες επιβίωσης σε αντίξοες συνθήκες, συνεπώς είναι άμεσα συνδεδεμένη με την υγεία και την ευεξία.
- Τοξικολογία
Η τοξικολογία είναι ο κλάδος που ασχολείται με τη μεταβολική συμπεριφορά χημικών ενώσεων, που είναι ξένες προς τον οργανισμό και περιλαμβάνουν φυτικά συστατικά, πρόσθετα τροφίμων, φάρμακα, αρωματικές ύλες, φυτοφάρμακα, καλλυντικά, βιομηχανικές χημικές ουσίες και περιβαλλοντικούς ρύπους. Αυτές ονομάζονται ξενοβιοτικά και εισέρχονται στο ανθρώπινο σώμα μέσω του αέρα, της διατροφής, του πόσιμου νερού και των φαρμάκων και υφίστανται αποτοξίνωση, καθιστώντας τα λιγότερο τοξικά, πιο πολικά και εύκολα απεκκρίσιμα. Τα ξενοβιοτικά παράγουν, επίσης, ελεύθερες ρίζες και αλλά τοξικά δραστικά ενδιάμεσα και μελετώνται οι δραστικές τους συνέπειες σε γενετικό επίπεδο.
- Βιοχημική Φαρμακολογία
Η φαρμακολογία απαιτεί τη συνύπαρξη διαφόρων επιστημών, όπως η χημεία, η ανατομία, η φυσιολογία, η μοριακή βιολογία και η παθολογία και μελετώνται οι δομές, οι δράσεις και οι στόχοι των φαρμάκων. Βασικός σκοπός είναι να βρεθούν τα κατάλληλα φάρμακα στις κατάλληλες δόσεις που θα συμβάλλουν στη θεραπεία αρκετών δυσμενών ασθενειών και τη βελτίωση του τρόπου ζωής.
Συνοψίζοντας, λοιπόν, η βιοχημεία επεκτείνεται ραγδαία και γίνεται ένας από τους τομείς με τη μεγαλύτερη επιρροή στις επιστήμες υγείας. Συνδυάζοντας τις βασικές αρχές της βιολογίας και της χημείας, το βιοχημικό πεδίο διαδραματίζει τεράστιο ρόλο στην ανάπτυξη νέων επιστημονικών προσεγγίσεων. Είναι μια αρκετά πολύπλοκη επιστήμη και εξειδικευμένη ως προς τα βιομόρια και τη λειτουργία τους. Ωστόσο, εμφανίζει πολλούς κλάδους, που ο καθένας με τη σειρά του έχει ως στόχο την εύρεση δυσλειτουργιών που σχετίζονται με την πρόκληση μεταλλάξεων και διαφόρων ασθενειών, παρέχοντας έτσι πολλές ελπίδες σε μελλοντικές θεραπείες. Τέλος, συνεισφέρει στη μελέτη όλων των συστημάτων, κυρίως σε μοριακό επίπεδο, και των ενδοκυτταρικών μηχανισμών που σχετίζονται με τομείς της υγείας και της Ιατρικής και οι οποίοι είναι ικανοί να επιφέρουν έναν καλύτερο τρόπο ζωής.
ΕΝΔΕΙΚΤΙΚΕΣ ΠΗΓΕΣ
- Areas of study, britannica.com. Διαθέσιμο εδώ
- 12 Branches of Biochemistry, biochemgems.com. Διαθέσιμο εδώ
