Il idrolisi rappresenta la scissione di un composto chimico in molecole più piccole con l'assorbimento di acqua Le idrolisi giocano un ruolo importante in ambito inorganico oltre che in biologia. Negli organismi viventi, la scissione idrolitica avviene sotto l'influenza di enzimi.
Cos'è l'idrolisi?
Durante l'idrolisi, i composti chimici vengono suddivisi in molecole più piccole quando l'acqua viene assorbita. Questo vale sia per le aree inorganiche che biologiche. Una parte della molecola si collega al gruppo idrossile (gruppo OH) e un'altra parte della molecola si collega allo ione idrogeno (H +). Per ottenere molecole neutre, l'elettrone del gruppo idrossile migra formalmente verso il protone.
Queste reazioni di solito non avvengono in una fase. Con reazioni semplici sono necessari solo pochi passaggi, mentre con conversioni complicate è sempre coinvolto un catalizzatore, che rimane invariato dopo il completamento di tutte le fasi di reazione.
In biologia, l'idrolisi è spesso la rottura di composti altamente polimerici o compositi. I tre nutrienti più importanti, carboidrati (polisaccaridi), grassi e proteine, vengono scomposti idroliticamente.
Nei sistemi viventi, le reazioni avvengono sempre in presenza di enzimi. Gli enzimi sono catalizzatori che sono nuovamente invariati dopo la scissione idrolitica e sono disponibili per la reazione successiva.
Il contrario dell'idrolisi produce acqua ed è noto come condensazione.
Funzione e compito
L'idrolisi è una delle reazioni fondamentali nei sistemi biologici. Garantiscono che le biomolecole di grandi dimensioni vengano costantemente convertite in monomeri in modo che possano essere utilizzate per costruire le sostanze proprie del corpo o, attraverso la loro scomposizione, per fornire energia al corpo. Pertanto l'idrolisi gioca un ruolo centrale nel corpo.
Dopo aver mangiato, i nutrienti importanti carboidrati, grassi e proteine vengono scomposti nei loro singoli componenti mediante idrolisi. Nel caso dei carboidrati, ad esempio, i polisaccaridi vengono scomposti nei monomeri glucosio quando l'acqua viene assorbita. I grassi sono glicerina esterificata con acidi grassi, la scissione idrolitica produce i singoli acidi grassi e glicerina. Le proteine sono catene di amminoacidi peptidici che vengono divisi idroliticamente in singoli amminoacidi durante la digestione. Gli enzimi sono coinvolti in tutte le reazioni idrolitiche nel corpo. Gli enzimi sono proteine che supportano cataliticamente le reazioni. Dopo l'idrolisi, gli enzimi rimangono invariati.
L'idrolisi non avviene solo nella digestione degli alimenti. Come parte del metabolismo generale, nel corpo avvengono reazioni di idrolisi e condensazione costanti. Gli enzimi che catalizzano l'idrolisi sono chiamati idrolasi.Le idrolasi possono a loro volta essere suddivise in peptidasi, esterasi o glicosidasi. Tra le altre cose, le peptidasi scompongono le proteine con la formazione di singoli amminoacidi. Le estereasi, a loro volta, possono scomporre i grassi in acidi grassi e glicerina. Quindi sono le lipasi. Le glicosidasi dividono i composti glicosidici. Questi sono polisaccaridi, in cui diverse molecole di zucchero sono collegate glicosidicamente, o composti che hanno un legame glicosidico tra un componente zuccherino e un componente non zuccherino. Ecco perché l'amilasi, che converte l'amido in glucosio, è una delle glicosidasi.
Ulteriori idrolasi sono fosfatasi e nucleasi. Le fosfatasi scindono i gruppi fosfato idroliticamente. Un buon esempio di questa reazione è la conversione di ATP (adenosina trifosfato) in ADP (adenosina difosfato). Nel complesso, l'idrolisi avviene sempre con il rilascio di energia. Ciò è particolarmente evidente nella reazione da ATP a ADP. Perché questa conversione fornisce l'energia precedentemente immagazzinata nell'ATP per altre reazioni biochimiche, generazione di calore o movimenti meccanici. Le nucleasi sono responsabili della completa degradazione degli acidi nucleici. Questi sono nuovamente suddivisi in ribonucleasi e desossiribonucleasi. Entrambi i gruppi enzimatici scindono idroliticamente i legami fosfodiestere nella molecola di acido nucleico per formare i singoli nucleotidi.
Malattie e disturbi
Poiché le reazioni di idrolisi si verificano costantemente nel corpo umano, in questo contesto sono possibili anche varie malattie. La digestione e molte reazioni intermedie nel metabolismo sono reazioni di idrolisi Ci sono enzimi speciali per ogni fase della reazione. Tuttavia, gli enzimi sono proteine che possono anche essere limitate nella loro funzione da cambiamenti genetici. Il fallimento o la carenza di ogni singolo enzima può avere conseguenze fatali per la salute.
Gli enzimi a volte devono essere presenti in grandi quantità, in modo che un intero organo sia necessario per la loro secrezione. Questo vale, tra le altre cose, per gli enzimi digestivi nel pancreas. Il pancreas o pancreas produce principalmente lipasi e peptidasi. È in gran parte responsabile della digestione del cibo che esce dallo stomaco. I grassi e le proteine vengono scomposti nei singoli componenti. Il corpo assorbe gli amminoacidi, gli acidi grassi, la glicerina e il glucosio che si formano attraverso l'intestino tenue. Nelle malattie del pancreas si verificano massicci problemi digestivi con diarrea, flatulenza e forti dolori addominali. La mancanza di scomposizione del grasso può portare a feci grasse.
Nella forma acuta di infiammazione del pancreas (pancreatite), il pancreas può persino digerirsi con esito fatale. Il libero flusso dei succhi digestivi nell'intestino tenue può essere disturbato da varie cause. Si accumulano nel pancreas e si dissolvono completamente. Anche con le forme croniche di pancreatite, c'è una risoluzione parziale costante.
Le mitocondriopatie sono un altro esempio di una malattia per quanto riguarda i processi idrolitici A causa dei disturbi nella sintesi dell'ATP, le reazioni di fornitura di energia dall'ATP all'ADP possono avvenire solo in misura limitata. Le malattie mitocondriali si esprimono tra l'altro. nella stanchezza e debolezza croniche.
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