Βιοχημεια
Γ Γενικου Λυκειου - ΤεχνολογικηΣ ΚατευθυνσηΣ: ΚυκλοΣ ΤεχνολογιαΣ και ΠαραγωγηΣ

Η Βιοχημεία ασχολείται με τις χημικές ουσίες που αποτελούν τα βασικά δομικά και λειτουργικά συστατικά των ζωντανών οργανισμών και τα οποία ονομάζονται βιομόρια, κυρίως όμως ασχολείται με τον μεταβολισμό τους.

Τα βιομόρια μπορεί να ταξινομηθούν σε πρόδρομα μόρια, ενδιάμεσα συστατικά, δομικά συστατικά, μακρομόρια, υπερμοριακά συμπλέγματα, τα οποία δημιουργούν τα κυτταρικά οργανίδια, για να σχηματιστεί τελικά το κύτταρο.

Οι σημαντικότερες κατηγορίες χημικών ενώσεων στις οποίες ανήκουν τα σπουδαιότερα βιομόρια είναι: οι πρωτεΐνες, οι υδατάνθρακες ή σάκχαρα, τα νουκλεϊνικά οξέα και τα λιπίδια. Σημαντικό επίσης βιοχημικό ρόλο έχει το νερό, που είναι ο βιολογικός διαλύτης, ενώ συμμετέχει σε διάφορες βιοχημικές αντιδράσεις. Στον οργανισμό η ισορροπία στο ισοζύγιο του νερού επιτυγχάνεται κυρίως με το αίσθημα της δίψας και τη δράση των νεφρών. Μέσα στο νερό υπάρχουν διαλυμένα διάφορα άλατα σε σχετικά σημαντικές ποσότητες, όπως NaCI, KCI κ.ά.

Στον οργανισμό επίσης υπάρχουν και άλλες ουσίες που περιέχουν στοιχεία με μικρή συγκέντρωση αλλά τεράστια σημασία. Τα στοιχεία αυτά ονομάζονται ιχνοστοιχεία και είναι ο σίδηρος, το ιώδιο κ.ά.

Τα αμινοξέα είναι χημικές ενώσεις στο μόριο των οποίων περιέχονται αφ ενός αμινομάδα αφ ετέρου καρβοξυλομάδα. Έτσι εμφανίζουν αμφολυτική συμπεριφορά, δηλαδή μπορούν να αντιδράσουν τόσο με οξέα όσο και με βάσεις. Η συμπεριφορά τους συνεπώς εξαρτάται από το ρΗ του διαλύματος στο οποίο θα βρεθούν. Για κάθε αμινοξύ υπάρχει μία χαρακτηριστική τιμή ρΗ, στην οποία ο βασικός χαρακτήρας της αμινομάδος του αμινοξέος εξουδετερώνει τον όξινο χαρακτήρα της καρβοξυλομάδας του. Η τιμή αυτή του ρΗ λέγεται ισοηλεκτρικό σημείο (pl). Σε ρΗ=ρΙ το αμινοξύ βρίσκεται με τη μορφή ενός διπολικού ιόντος (Zwitterion) έχοντας θετικά φορτισμένη την αμινομάδα και αρνητικά φορτισμένη την καρβοξυλομάδα. Τα αμινοξέα αντιδρούν μεταξύ τους μέσω πεπτιδικών δεσμών, σχηματίζοντας πεπτίδια και πρωτεΐνες.

Από τα αμινοξέα κάποια μπορούν να συντεθούν από τον ανθρώπινο οργανισμό (μη απαραίτητα αμινοξέα) και κάποια άλλα όχι (απαραίτητα αμινοξέα). Τα τελευταία ο ανθρώπινος οργανισμός είναι υποχρεωμένος να τα προμηθεύεται αποκλειστικά από την τροφή του. Τα αμινοξέα χρησιμεύουν κατά κύριο λόγο στη σύνθεση πεπτιδίων και πρωτεϊνών.

Οι πρωτεΐνες είναι σημαντική κατηγορία μεγαλομορίων και αποτελούνται από πολλά (περισσότερα από 100) αμινοξέα συνδεδεμένα μεταξύ τους με πεπτιδικούς δεσμούς. Ανάλογα με τα προϊόντα υδρόλυσής τους διακρίνονται σε απλές και σε σύνθετες πρωτεΐνες. Στις πρωτεΐνες διακρίνουμε τέσσερα επίπεδα δομής και συγκεκριμένα την πρωτοταγή, δευτεροταγή, τριτοταγή και τεταρτοταγή δομή. Η πρωτοταγής δομή δείχνει την αλληλουχία των αμινοξέων. Η δευτεροταγής δομή δείχνει τη θέση που λαμβάνει η πρωτεϊνική αλυσίδα στο χώρο και μπορεί να είναι δύο ειδών, η α-έλικα και η β-πτυχωτή επιφάνεια. Η τριτοταγής δομή περιγράφει τη συνολική αναδίπλωση του πρωτεϊνικού μορίου στο χώρο. Η τεταρτοταγής δομή περιγράφει την αμοιβαία θέση των επιμέρους πρωτεϊνικών αλυσίδων (υπομονάδων) από τις οποίες μπορεί να αποτελείται μία πρωτεΐνη.

Οι πρωτεΐνες μπορεί να έχουν σφαιρική ή ινώδη μορφή, ενώ η διαλυτότητά τους στο νερό ποικίλλει και μπορεί να είναι από εντελώς αδιάλυτες έως ευδιάλυτες. Από την άποψη των χημικών ιδιοτήτων οι πρωτεΐνες, όπως και τα αμινοξέα, εμφανίζουν αμφολυτική συμπεριφορά, ενώ υπάρχει για κάθε πρωτεΐνη ένα χαρακτηριστικό ισοηλεκτρικό σημείο. Οι πρωτεΐνες μπορούν να υδρολυθούν προς αμινοξέα, ενώ δίνουν χαρακτηριστικές χρωστικές αντιδράσεις, όπως η αντίδραση διουρίας. Επίσης μεταβολές στο ρΗ ή στη θερμοκρασία οδηγούν σε μετουσίωση των πρωτεϊνών.

Ο βιολογικός ρόλος των πρωτεϊνών ποικίλλει. Οι πρωτεΐνες μπορεί να είναι ένζυμα, δομικές πρωτεΐνες, συσταλτικές πρωτεΐνες, πρωτεΐνες μεταφοράς, ορμονικές πρωτεΐνες, αμυντικές πρωτεΐνες.

Τα ένζυμα είναι καταλύτες πρωτεϊνικής φύσεως, που επιταχύνουν τις αντιδράσεις μέσα στον οργανισμό, ελαττώνοντας την ενέργεια ενεργοποίησης. Το υπόστρωμα δεσμεύεται σε ειδική θέση του ενζυμικού μορίου, που ονομάζεται ενεργό κέντρο. Η ταχύτητα μίας ενζυμικής αντίδρασης επηρεάζεται από διάφορους παράγοντες, όπως το ρΗ, τη θερμοκρασία, τη συγκέντρωση του ενζύμου και τη συγκέντρωση του υποστρώματος. Οι δύο σταθερές που χαρακτηρίζουν μία ενζυμική αντίδραση είναι η Km και η Vmax. Υπάρχουν ενώσεις που αναστέλλουν την ενζυμική ενεργότητά και ονομάζονται αναστολείς. Οι κυριότεροι τύποι αναστολέων είναι οι συναγωνιστικοί και οι μη-συναγωνιστικοί αναστολείς. Ορισμένες ενώσεις δρουν ως ρυθμιστές ενός ενζύμου, τροποποιώντας τη δομή του, και ονομάζονται αλλοστερικοί τροποποιητές. Μερικά ένζυμα, για να δράσουν, χρειάζονται ένα πρόσθετο μη-πρωτεϊνικό τμήμα που μπορεί να είναι ένα ανόργανο ιόν ή ένα μικρό οργανικό μόριο. Το οργανικό μόριο μπορεί να είναι μία προσθετική ομάδα ή ένα συνένζυμο. Πολλά συνένζυμα σχετίζονται με βιταμίνες.

Το γενετικό υλικό που καθορίζει τα χαρακτηριστικά κάθε οργανισμού είναι το DNA. To DNA και το RNA είναι τα νουκλεϊνικά οξέα. To DNA αποτελείται από δεοξυριβονουκλεοτίδια, ενώ το RNA αποτελείται από ριβονουκλεοτίδια. Κάθε νουκλεοτίδιο αποτελείται από ένα σάκχαρο, μία έως τρεις φωσφορικές ομάδες και μία αζωτούχα βάση. Οι βάσεις είναι οι πουρίνες αδενίνη και γουανίνη και οι πυριμιδίνες κυτοσίνη, θυμίνη και ουρακίλη. Στην ακολουθία των βάσεων είναι καταγραμμένη η γενετική πληροφορία.

Τα νουκλεοτίδια ενώνονται μεταξύ τους σχηματίζοντας πολυνουκλεοτιδικές αλυσίδες. Το μόριο του DNA αποτελείται από δύο πολυνουκλεοτιδικές αλυσίδες συμπληρωματικές μεταξύ τους και αντιπαράλληλες, οι οποίες σχηματίζουν διπλή έλικα.

Τα είδη του RNA είναι τρία: το αγγελιαφόρο, το μεταφορικό και το ριβοσωμικό και παίζουν πρωτεύοντα ρόλο στη σύνθεση των πρωτεϊνών.

Το σύνολο των κωδικοποιημένων πληροφοριών που υπάρχουν στο DNA κάθε οργανισμού καλείται γενετική πληροφορία. Η διατήρηση και η υλοποίηση της πραγματοποιούνται με την αντιγραφή, τη μεταγραφή και τη μετάφραση.

Κατά την αντιγραφή κάθε μόριο DNA παράγει δύο πανομοιότυπα με αυτό θυγατρικά μόρια με τον ημισυντηρητικό τρόπο διπλασιασμού. Η διαδικασία αυτή απαιτεί τη συνδρομή πολλών ενζύμων με κυριότερα τις DNA πολυμεράσες. Στην αντιγραφή η μία από τις δύο θυγατρικές αλυσίδες συντίθεται συνεχώς, ενώ η άλλη κατά τμήματα.

Κατά τη μεταγραφή δημιουργείται από το DNA το RNA. Η διαδικασία πραγματοποιείται με τη βοήθεια των RNA πολυμερασών. Στους ευκαρυωτικούς οργανισμούς υπάρχουν τρεις διαφορετικές RNA πολυμεράσες που συνθέτουν τα τρία είδη RNA. Το αρχικό προϊόν μεταγραφής των ευκαρυωτικών γονιδίων είναι το ετερογενές πυρηνικό RNA, από το οποίο προκύπτει το mRNA.

Η σύνθεση των πρωτεϊνών γίνεται στα ριβοσώματα με τη βοήθεια των tRNA μορίων. Τα tRNA μόρια επιλέγουν τα κατάλληλα αμινοξέα και τα μεταφέρουν στον τόπο της πρωτεϊνοσύνθεσης.

Η διαδικασία χωρίζεται στα στάδια της έναρξης, της επιμήκυνσης και της λήξης. Ορισμένες πρωτεΐνες υφίστανται μετά τη λήξη περαιτέρω τροποποιήσεις.

Σε έναν πολυκύτταρο οργανισμό όλα τα κύτταρα περιέχουν ακριβώς τα ίδια γονίδια, διαφοροποιούνται ωστόσο ως προς τη δομή και τη λειτουργία τους. Η διαφοροποίηση αυτή είναι αποτέλεσμα ρύθμισης στην έκφραση των γονιδίων. Η ρύθμιση μπορεί να γίνει σε οποιοδήποτε στάδιο της ροής της γενετικής πληροφορίας, όμως στις περισσότερες περιπτώσεις γίνεται στο στάδιο της μεταγραφής.

Οι διάφοροι οργανισμοί προσλαμβάνουν ενέργεια από το περιβάλλον τους και μετατρέπουν τις τροφές σε συστατικά των κυττάρων τους με ένα πάρα πολύ καλά οργανωμένο δίκτυο χημικών αντιδράσεων που ονομάζεται μεταβολισμός και διακρίνεται στον αναβολισμό και στον καταβολισμό. Τα κυριότερα μόρια του μεταβολισμού είναι κοινά σε όλα τα είδη της ζωής.

Το ΑΤΡ και τα συνένζυμα NAD, FAD και NADP αποτελούν βασικά μόρια που συναντάμε σε πολλές μεταβολικές αντιδράσεις. Αν και εμφανίζουν δομικές ομοιότητες, εντούτοις επιτελούν διαφορετικούς ρόλους. Το ΑΤΡ αποτελεί το ενεργειακό νόμισμα του κυττάρου, ενώ τα συνένζυμα παίρνουν μέρος στις οξειδοαναγωγικές αντιδράσεις μεταφέροντας ηλεκτρόνια και ιόντα υδρογόνου.

Κατά την απόσπαση ενέργειας από τις τροφές στους αερόβιους οργανισμούς διακρίνουμε τρία στάδια. Κατά το πρώτο στάδιο τα μεγάλα τροφικά μόρια διασπώνται σε μικρότερα αμινοξέα, σάκχαρα και λιπαρά οξέα. Κατά το δεύτερο στάδιο τα μικρότερα μόρια μετατρέπονται σε απλούστερες μονάδες, όπως το ακετυλο-CοΑ. Το τρίτο στάδιο περιλαμβάνει τον κύκλο του κιτρικού οξέος και την οξειδωτική φωσφορυλίωση, και έχει ως στόχο την πλήρη οξείδωση των μορίων με ταυτόχρονη δημιουργία ενέργειας στη μορφή του ΑΤΡ.

Για την επίτευξη των στόχων του μεταβολισμού είναι απαραίτητη η ύπαρξη μηχανισμών ελέγχου και ρύθμισης. Μεταξύ των διαφόρων τρόπων ρύθμισης διακρίνουμε τον έλεγχο της ενεργότητας ορισμένων ενζύμων με αλλοστερικές αλληλοεπιδράσεις και ομοιοπολικές τροποποιήσεις. Η διαμερισματοποίηση του κυττάρου και οι εξειδικεύσεις των διάφορων οργάνων συνεισφέρουν επίσης στη μεταβολική ρύθμιση.

Τα σάκχαρα είναι χημικές ενώσεις του άνθρακα που περιέχουν υδρογόνο και οξυγόνο σε αναλογία ατόμων 2:1, όση δηλαδή και στο νερό. Για τον λόγο αυτό ονομάζονται και υδατάνθρακες.

Οι υδατάνθρακες διακρίνονται: α) σε διασπώμενα σάκχαρα και β) σε απλούς υδατάνθρακες ή απλά σάκχαρα ή μονοσακχαρίτες. Τα διασπώμενα σάκχαρα με τη σειρά τους διακρίνονται σε ολιγοσακχαρίτες και πολυσακχαρίτες.

Από χημική άποψη οι μονοσακχαρίτες είναι ενώσεις που περιέχουν πολλές υδροξυλομάδες και μία καρβονυλομάδα, και διακρίνονται σε αλδόζες και κετόζες. Οι μονοσακχαρίτες διαλύονται εύκολα στο νερό και έχουν γλυκιά γεύση, ενώ εμφανίζουν αναγωγική δράση. Μεταξύ δύο μονοσακχαριτών είναι δυνατό να αποσπασθεί ένα μόριο νερού από δύο υδροξύλια διαφορετικών μορίων και να δημιουργηθεί γλυκοζιτικός δεσμός.

Οι ολιγοσακχαρίτες και οι πολυσακχαρίτες αποτελούνται αντίστοιχα από μικρό ή μεγάλο αριθμό απλών σακχάρων, ενώ μπορούν να διασπασθούν σχηματίζοντας αυτά τα απλά σάκχαρα από τα οποία αποτελούνται. Από τους ολιγοσακχαρίτες σημαντικότεροι είναι οι δισακχαρίτες καλαμοσάκχαρο, μαλτόζη και γαλακτόζη.

Το μόριο των πολυσακχαριτών αποτελείται από μεγάλο αριθμό μορίων μονοσακχαριτών, τα οποία είναι ενωμένα μεταξύ τους με γλυκοζιτικούς δεσμούς. Με την υδρόλυσή τους οι ολυσακχαρίτες σχηματίζουν κατ' αρχάς ολιγοσακχαρίτες και στη συνέχεια μονοσακχαρίτες. Οι σημαντικότεροι πολυσακχαρίτες είναι το γλυκογόνο, το άμυλο και η κυτταρίνη.

Τα σάκχαρα, σε όλους τους ζωντανούς οργανισμούς, κατά κύριο λόγο, χρησιμεύουν για την παραγωγή ενέργειας καιόμενα προς C02 και νερό και απελευθερώνοντας 4 Kcal/gr. Επίσης μπορεί να αποτελέσουν τη πρώτη ύλη για την βιοσύνθεση διάφορων βιομορίων μεγάλης βιολογικής σημασίας.

Γλυκόλυση είναι η ομάδα των αντιδράσεων που μετατρέπουν τη γλυκόζη σε πυροσταφυλικό. Κατ' αρχάς η γλυκόζη φωσφορυλιώνεται προς 6-φωσφορική γλυκόζη και, μέσω των ενδιάμεσων 1,6-διφωσφορική γλυκόζη, 3-φωσφορική γλυκεριναλδεΰδη και φωσφοενολοπυροσταφυλικό, αποικοδομείται σε πυροσταφυλικό. Το καθαρό ενεργειακό κέρδος αυτής της πορείας είναι δύο μόρια ΑΤΡ για κάθε μόριο γλυκόζης που διασπάται. Περιλαμβάνει μία μόνο οξειδοαναγωγική αντίδραση, κατά την οποία δημιουργούνται κυτταροπλασματικά μόρια NADH.

Στους αερόβιους οργανισμούς το NADH που σχηματίζεται κατά την γλυκόλυση μεταφέρει τα ηλεκτρόνιά του στο Ο2 μέσω της αλυσίδας μεταφοράς ηλεκτρονίων και με τον τρόπο αυτό αναγεννάται το NAD*. Κάτω από αναερόβιες συνθήκες το NAD* αναγεννάται κατά τη σύνθεση του γαλακτικού οξέος ή της αιθανόλης από το πυροσταφυλικό. Αυτές οι δύο διεργασίες ονομάζονται ζυμώσεις και συντελούνται σε μερικούς μικροοργανισμούς. Μετατροπή της γλυκόζης σε γαλακτικό παρατηρείται επίσης και κατά τον μεταβολισμό των σπονδυλωτών, όταν το ποσό του διαθέσιμου οξυγόνου περιορίζεται, όπως στους μυς κατά την διάρκεια έντονης μυϊκής εργασίας.

Γλυκονεογένεση είναι η σύνθεση της γλυκόζης από μη υδατανθρακικές πηγές, όπως το γαλακτικό οξύ, ορισμένα αμινοξέα και γλυκερόλη. Κύριο όργανο της γλυκονεογένεσης είναι το ήπαρ και, μέσω αυτής της μεταβολικής πορείας ο οργανισμός βοηθιέται ουσιαστικά στη διατήρηση των επιπέδων της γλυκόζης στο αίμα σε φυσιολογικά επίπεδα. Αν και πολλές από τις αντιδράσεις της γλυκονεογένεσης είναι κοινές με τις αντιδράσεις της γλυκόλυσης, η γλυκονεογένεση και η γλυκόλυση ρυθμίζονται αντίστροφα, μέσω των μη κοινών αντιδράσεων, έτσι ώστε όταν η μία πορεία είναι ενεργός η άλλη να είναι ανενεργός.

Το γλυκογόνο είναι ένα καύσιμο που κινητοποιείται από τις αποθήκες του οργανισμού (ήπαρ και μυς) ταχύτατα, προκειμένου να τον τροφοδοτήσει άμεσα με ενέργεια. Αποτελείται από ένα διακλαδισμένο πολυμερές μονάδων γλυκόζης και η σύνθεση και αποικοδόμησή του υπόκεινται σε αυστηρή ρύθμιση.

Ο κύκλος του κιτρικού οξέος είναι η τελική κοινή πορεία για την οξείδωση των τροφικών μορίων. Χρησιμεύει επίσης και ως πηγή προμήθειας του κυττάρου με δομικές μονάδες, οι οποίες χρησιμοποιούνται για τη βιοσύνθεση άλλων μορίων. Τα περισσότερα καύσιμα μόρια εισέρχονται στον κύκλο του κιτρικού οξέος στη μορφή του ακετυλο-CοΑ. Ο κύκλος αρχίζει με την συμπύκνωση του οξαλοξικού (C4) και ενός μορίου ακετυλο-CoA (C2) προς σχηματισμό κιτρικού (C6) το οποίο μετατρέπεται σε ισοκιτρικό. Ακολουθούν δύο αντιδράσεις οξειδωτικής αποκαρβοξυλίωσης, κατά τις οποίες απομακρύνονται δύο μόρια C02 και έτσι δημιουργείται και πάλι μία ένωση με τέσσερα άτομα άνθρακα, το ηλέκτρυλο-CoA. Οι επόμενες αντιδράσεις έχουν σκοπό να αναγεννήσουν το οξαλοξικό και να σχηματιστεί έτσι μία κυκλική πορεία αντιδράσεων. Στις τέσσερις οξειδοαναγωγικές αντιδράσεις του κύκλου σχηματίζονται 3 μόρια NADH και I μόριο FADH2, τα οποία επανοξειδώνονται μέσω της αναπνευστικής αλυσίδας παράγοντας 11 μόρια ΑΤΡ. Ένα επιπλέον μόριο ΑΤΡ σχηματίζεται από το GTP, που δημιουργείται, καθώς το ηλεκτρυλο-CoA μετατρέπεται σε ηλεκτρικό.

Ο κύκλος του κιτρικού οξέος πραγματοποιείται κάτω από αερόβιες συνθήκες, γιατί απαιτεί συνεχή τροφοδοσία με NAD+ και FAD. Αυτοί οι δέκτες ηλεκτρονίων αναγεννώνται, όταν το NADH και FADH2 μεταφέρουν τα ηλεκτρόνιά τους στο O2, μέσω της αλυσίδας μεταφοράς ηλεκτρονίων με παράλληλη φωσφορυλίωση του ADP σε ADP. Η τελευταία αυτή διεργασία ονομάζεται οξειδωτική φωσφορυλίωση, επιτελείται μέσω των συμπλοκών I έως V, τα οποία εδράζονται στην εσωτερική μιτοχονδριακή μεμβράνη, και αποτελεί την κυριότερη πηγή δημιουργίας ΑΤΡ στους αερόβιους οργανισμούς.

Ο μεταβολισμός των πρωτεϊνών αρχίζει με την υδρόλυση του πρωτεϊνικού μορίου που γίνεται με τη δράση των πρωτεολυτικών ενζύμων και οδηγεί στο σχηματισμό των αμινοξέων. Τα αμινοξέα που απελευθερώνονται σε ποσότητες μεγαλύτερες από αυτές που απαιτούνται για τη σύνθεση των πρωτεϊνών και άλλων σημαντικών βιομορίων του οργανισμού, επειδή δεν είναι δυνατό να αποθηκευτούν, χρησιμοποιούνται ως μεταβολικό καύσιμο. Η κυριότερη αντίδραση κατά την αποικοδόμηση όλων των αμινοξέων είναι η τρανσαμίνωση. Με τον τρόπο αυτό η αμινομάδα μεταφέρεται στο α-κετογλουταρικό οξύ και σχηματίζεται γλουταμινικό οξύ, το οποίο μετατρέπεται και πάλι σε α-κετογλουταρικό οξύ, απελευθερώνοντας αμμωνία με την αντίδραση της οξειδωτικής απαμίνωσης. Τελική μορφή απέκκρισης της ΝΗ3 είναι η ουρία, η οποία σχηματίζεται στο ήπαρ μέσω αντιδράσεων του κύκλου της ουρίας.

Ενώ το άζωτο των αμινοξέων αποβάλλεται ως ουρία, ο ανθρακικός σκελετός διασπάται περαιτέρω με διαφορετικούς τρόπους. Οι ανθρακικοί σκελετοί αρκετών αμινοξέων διοχετεύονται σε ενδιάμεσα μεταβολικά προϊόντα, από τα οποία είναι δυνατό να συντεθεί γλυκόζη (γλυκοπλαστικά αμινοξέα).

Τα λίπη ανήκουν στην ευρύτερη κατηγορία των λιπιδίων που μπορούν να ταξινομηθούν σε απλά λιπίδια, σύνθετα λιπίδια και παράγωγα λιπιδίων. Από χημική άποψη τα λίπη είναι εστέρες της γλυκερίνης με διάφορα λιπαρά οξέα και μπορεί να είναι μονογλυκερίδια, διγλυκερίδια και τριγλυκερίδια.

Από τις χημικές ιδιότητες των λιπών μεγάλο βιοχημικό ενδιαφέρον παρουσιάζει η υδρόλυση, κατά την οποία τα λίπη αντιδρούν με το νερό σχηματίζοντας τα λιπαρά οξέα και τη γλυκερίνη που τα συνθέτουν. Η υδρόλυση στον οργανισμό πραγματοποιείται με τη βοήθεια ενζύμων όπως είναι οι λιπάσες.

Τα λίπη αποτελούν αποθήκες πολύ συμπυκνωμένης ενέργειας αποδίδοντας κατά την πλήρη οξείδωσή τους 9 kcal/g. Επιπλέον τα λίπη είναι δομικές μονάδες των μεμβρανών, παίζουν ρόλο προστατευτικού μανδύα διάφορων ευαίσθητων οργάνων, μεταφέρουν λιποδιαλυτές βιταμίνες, ενώ συντελούν στη βελτίωση της γεύσης και τη δημιουργία του αισθήματος κορεσμού και βοηθούν στην καλύτερη λειτουργία του εντέρου.

Τα λιπαρά οξέα έχουν μεγάλη φυσιολογική σημασία τόσο ως συστατικό των φωσφολιπιδίων όσο και των γλυκολιπιδίων. Αποθηκεύονται στον λιπώδη ιστό εστεροποιημένα με τη γλυκερόλη ως τριγλυκερίδια (ουδέτερο λίπος), τα οποία υδρολύονται με τη βοήθεια των λιπασών. Τα λιπαρά οξέα, προκειμένου να διασπαστούν, ενεργοποιούνται στο κυτταρόπλασμα με την προσθήκη του συνενζύμου Α και μεταφέρονται στο εσωτερικό του μιτοχονδρίου. Εκεί οξειδώνονται με μία επαναλαμβανόμενη αλληλουχία τεσσάρων αντιδράσεων. Τα FADH2 και NADH, που δημιουργούνται κατά τις αντιδράσεις αυτές, επανοξειδώνονται μέσω της οξειδωτικής φωσφορυλίωσης, ενώ τα σχηματιζόμενα μόρια ακετυλσ-CoA διασπώνται πλήρως μέσω του κύκλου του κιτρικού οξέος.

Η λήψη μεγαλύτερης ποσότητας τροφής από αυτήν που απαιτείται για την κάλυψη των αναγκών του οργανισμού οδηγεί στη μετατροπή της περίσσειας των τροφικών μορίων σε λίπος. Τα λιπαρά οξέα συντίθενται στο κυτταρόπλασμα με μία πορεία διαφορετική από αυτήν της β-οξείδωσης με τη βοήθεια του πολυενζυμικού συμπλέγματος της συνθετάσης των λιπαρών οξέων.

Οι ορμόνες είναι χημικά μόρια που δρουν ως μηνύματα για το συντονισμό της βιοχημικής δραστηριότητας των κυττάρων και των πολυκυτταρικών οργανισμών. Οι ορμόνες:

• Παράγονται από ειδικούς ιστούς ή αδένες.
• Εκκρίνονται στο αίμα, το οποίο και τις μεταφέρει στα σημεία όπου επενεργούν.
• Προκαλούν ορισμένες βιοχημικές τροποποιήσεις στη δραστηριότητα των οργάνων ή των κυττάρων όπου δρουν (όργανα - στόχοι ή κύτταρα - στόχοι).