الكيمياء الحيوية كعلم للطلاب الدارسين في النواحي الطلبة تتعلق أساساً بالتفاعلات الكيميائية التي تحدث في الجسم.

ويمكن القول بأن هذه التفاعلات عبارة عن التفاعلات التي تحدث للكربوهيدرات والليبيدات، والبروتينات والتي تعتبر المواد الرئيسية في الغذاء.

ويلزم هذه التفاعلات مواد محفزة أو منشطة تسمى إنزيمات. ومعظم هذه الانزيمات تحتاج إلى عوامل مساعدة تسرع من فعلها (مراكز فعالة) وهذه العوامل إما أن تكون:

1. مساعدات إنزيمات (Coenzymes) ¬ مشتقة من الفيتامينات.

2. أيونات غير، عضوية مثل الحديد Fe، Cu النحاس، Zn الزنك، Mg (الماغنيسيوم)... الخ. هذه الأيونات تسمى أيضاً معادن.

وتنظم هذه التفاعلات الكيميائية بواسطة مواد تسمى الهومونات (Hormones)، والتي تفرز بواسطة غدد معينة في الجسم تسمى غدد صماء (En. Docrine Glands).

وعندما تدخل الكربوهيدرات والليبيدات والبروتينات إلى القناة الهضمية فإنها تمر بالمراحل التالية:

‌أ. الهضم (Digestion) ، يتم هضم الطعام إلى أبسط الوحدات أو أبسط الصور التي يتم امتصاصها عليها وهذه العملية تحفز بواسطة أنزيمات الهضم في الفم وفي المعدة والبنكرياس والأمعاء.

‌ب. الأمتصاص (Absorption)، ويتم امتصاص هذه الوحدات البسيطة الناتجة من الهضم عن طريق الأمعاء الدقيقة.

‌ج. فعل البكتيريا Bacterial Action، ويكون ذلك في الأمعاء الغليظة والتي يتم فيها:

   1. التخمر (Fermentation) ¬ عندما تعمل البكتيريا على الكربوهيدرات.

   2. التعفن (Putrefaction) ¬ عندما تعمل البكتيريا على البروتينات.

‌د. الجزء المتبقي من الطعام يفرز كبراز

والهدف الرئيسي من عمليتي الهضم والامتصاص هو نقل الوحدات البسيطة (الأولية) من الطعام إلى خلايا الأنسجة.

ملاحظة: بعضاً من أنواع الوجبة الغذائية لا تحتاج إلى هضم وتمتص كما هي مثل الماء والجلوكوز والفيتامينات والمعادن.

ويبدأ استخدام المواد الأولية الممتصة في خلايا الأنسجة وتستخدم الأنسجة هذه المواد بإحدى الطريقتين التاليتين:

1.تفاعلات التكسير أو الهدم (Breakdown or Catabolic Reaction) والعملية نفسها تسمى (Catabolism).

2.تكوين مواد جديدة أو تفاعلات البناء (Anabolic Reaction) أو تفاعلات التخليق (Synthetic Reactions) والعملية هذه نفسها تسمى البناء (Anabalism) أو التخليق (Synthesis).

وعمليتي الهدم والبناء سوياً (مع بعضهما) يطلق عليهما التمثيل الغذائي (Metabolism) وعلي هذا فإن كلمة (Metabolism) ميتابوليزم أو التمثيل الغذائي تشمل سلسلة من التفاعلات التي تحدث في خلايا الأنسجة.

وحيث إن الامتصاص يساعد على تمثيل أو استخدام المواد البسيطة المهضومة وذلك لأنه بعملية الامتصاص يتم نقل الوحدات البسيطة من الأمعاء إلى الأنسجة عن طريق الدم.

وبما ان الهضم هو الذي يسهل من عملية الامتصاص، فإننا نجد أن عمليتي الهضم والامتصاص يعتبران من عمليات الميتابوليزم. وعلى هذا فإن كلمة الميتابوليزم (Metabolism) تشمل:

1.الهضم Digestion

2.الامتصاص Absorption

3.الهدم Catabolism

4.البناء Anabalism

وكنتيجة لتفاعلات التمثيل الغذائي في الأنسجة فإنه ينتج مواد جديدة بعضاً منها يكون مفيد والآخر يكون ضار أو سام.

وعلى ذلك فإن الجسم يجب أن يتخلص من المواد الضارة أو السامة بالإخراج (Excertion) أو بإزالة السمية بعملية (Detoxication).

وهكذا يتضح أو نجد أن النواتج النهائية لعملية التمثيل الغذائي تعود مرة ثانية إلى مجرى الدم لتصل إلى الكليتين حيث يحدث ترشيح لكل محتويات الدم، الجزء المرشح يصل إلى القناة البولية أما المواد المفيدة فإنه يعاد امتصاصها (المتبقي المرشح يكون المركبات الرئيسية للبول).

وهكذا فإننا نجد ان الدم يتعرض لحمل كل النواتج النهائية لعملية الميتابوليزم. بعضاً من هذه النواتج عبارة عن أحماض مثل الفوسفات، الكبريتات، والبعض الآخر عبارة عن قلويات مثل الأمونيا والبعض الأخر يكون متعادل.

وهذه المواد تؤدي إلى تغير درجة حموضة الدم (PH) (عادة 7,4) وحيث أن درجة PH للدم يجب أن تكون ثابتة فإننا نجد أن الدم يحتوي على نظم مختلفة والتي تقاوم التغير في درجة PH له.

وهذه النظم تسمى محاليل منظمة (Buffer Solutions).

ملاحظة: إذا حدث تغير في درجة PH للدم فإن ذلك يعتبر خطير ويمكن اعتباره حالة مميتة.