مترجم: آناهیتا خاقانی
منبع:راسخون
شیمی، یک معما برای بسیاری از افراد است که به شدت در هر جنبهای ردپایی از آن در زندگی روزانه وجود دارد. وجود ما به آن وابسته است. مثالهای ریز و درشتی در اطراف ما وجود دارد که باعث میشود متوجه شویم که تا چه اندازه علم شیمی در زندگی ما مهم است. بیایید نگاهی به آن بیندازیم.
بدن انسان شامل مقداری از کربن است که میتواند نوک حدود 9000 مداد را با آن تامین کرد!
شیمی شاخهای از علم است که با مطالعه ترکیب، ساختار، ویژگیها، واکنشها و رفتار مواد سروکار دارد. از این رو شیمی یک علم مرکزی نامیده میشود. این علم، ضرورت زندگی هر روز ماست و در غذایی که میخوریم، هوایی که تنفس میکنیم، آبی که مینوشیم حضور دارد، هر چیزی نتیجه فرآیندهای شیمی است.
در واقع، احساساتی مانند عشق و نفرت نیز تحت کنترل شیمی هستند. برای درک بهتر از شیمی که طبیعتا تمام پیرامون ما را تشکیل میدهد، مثالهای روزانهای از این علم را در دو بخش ارائه میدهیم. ابتدا، مثالهایی از شیمی در بدنمان و سپس نمونههایی از شیمی که خارج از بدنمان هستند یا در اطرافمان رخ میدهند.
شیمی درون بدنمان
شیمی نقش مهمی در بقا ما دارد و زندگی بدون مواد شیمیایی حتی قابل تصور نیست، این مواد در عملکردهای اساسی بدن ما شرکت میکنند، احساسات ما را تحت کنترل قرار میدهند، فرآیندهای متابولیکی را کنترل میکنند و در برابر بیماریها از بدن ما دفاع میکنند. اکسیژنی که تنفس میکنیم، مواد مغذی ضروری که نیاز داریم، ژنتیکی که بدن ما از آن ساخته شدهاست - DNA و RNA - همگی از عناصر و ترکیبات مختلف تشکیل شدهاند. بگذارید به تعدادی از این مثالها که شیمی در آنها نقش دارد و بخش مهمی از وجود ما هستند، نگاهی بیاندازیم.
ترکیب بدن انسان
تقریبا 96% از نوده بدنی ما متشکل تنها از 4 عنصر است. اکسیژن، کربن، هیدروژن و نیتروژن. 4% باقیمانده متشکل از حدود 60 عنصری است که شامل سدیم، پتاسیم، کلسیم، روی و لیستی اینچنینی میشود.
این عناصر که به مقادیر بیشتری نیاز هستند، درشت مغذی نامیده میشوند و دیگر عناصر که به مقادیر جزئی مورد نیاز هستند معمولا در مقادیری به ازای میلیون یا کمتر، ریز مغذی نامیده می شوند. از نظر شیمیایی بدن انسان از آب و ترکیبات آلی - کربوهیداتها، پروتئینها، چربیها و اسیدهای نوکلوئیک- تشکیل شده است.
متابولیسم
فرآیندهای آلی که در بدن انسان روی میدهند، متابولیسم نامیده میشوند که شامل تعداد زیادی از واکنشهای شیمیایی میشود. آنزیمهایی که توسط اندامهای مختلف ترشح میشوند به عنوان کاتالیزورهای زیستی عمل میکنند که سرعت این واکنشها را افزایش میدهند درحالی که هورمونها، وقوع، زمان و سرعت این واکنشها را تنظیم میکنند.
عملکرد خوب و سلامت ما وابسته به این فرآیندهای متابولیک است. وقوع هماهنگ و همزمان این فرآیندهای حیاتی در یک روند منظم، دلیل این است که ما دارای تناسب اندام، سلامت و سرزندگی باشیم.
تنفس
تنفس، تبادل گازها بین یک موجد زنده و محیط اطراف آن است. تنفس یک فرآیند شیمیایی است که واکنشی بین گلوکز یا قندها با اکسیژن است که انرژی آزاد میکند. فرآیند آن این گونه است که استنشاق اکسیژن از هوا منجر به تورم ریهها میشود و سپس تورم ریهها به واسطه بازدم دیاکسیدکربن به محیط اطراف، فروکش میکند.
واکنشی که در طول تنفس اتفاق میافتد اینچنین است:
C6H12O6 + 6O2→ 6CO2 + 6H2O + Energy
ترکیب آب
آب، مایه حیات بر روی زمین است. هیدروژن یک گاز بسیار احتراقپذیر و اکسیژن، گازی است که احتراق بدون آن غیرممکن است، پیوندی کوالانسی با یکدیگر تشکیل میدهند تا موثرترین عامل اطفای حریق را ایجاد کند که همانا آب است. فرمول شیمیایی آب، H2O است.
ما هر روز یک ماده شیمیایی را مینوشیم. آب برای همه فرآیندهای متابولیکی که در بدن ما اتفاق میافتد، مهم است. همانطور که لئوناردوداووینچی گفته است: "آب، نیرو محرکهی کل طبیعت است."
احساس گرسنگی
وقتی شما احساس گرسنگی میکنید، هورمون گرلین توسط معده ترشح میشود که محرک گرسنگی است. این هورمون منجر به تحریک آزادسازی هورمون رشد میشود. گرلین، در آزادسازی انسولین و محافظت اندامهای قلبی-عروقی نقش دارد. بنابراین، بار دیگر که معده شما به دلیل اینکه ناشتا هستید یا وعدههایی را حذف کردهاید، شروع به غرش میکند، گرلین بیشتری تولید میشود پس اشتهای شما برای غذا افزایش مییابد.
هضم
اسید معده متشکل از اسید هیدروکلریک و مقدار زیادی از پتاسیم کلرید و سدیم کلرید است که توسط سلولهای اصلی جدار معده ترشح میشود.
اسید معده به تبدیل پپسینوژن به پپسین که مسئول تجزیه پروتئینها در معده است، کمک میکند. این اسید همچنین، میکروارگانیسمها در غذا را قبل از این که آنها بتوانند شما را بیمار کنند، از بین میبرد. اسید هیدروکلریک، اسید موجود در غذایی که میخورید را خنثی میکند در نتیجه سطوح اسیدی یا قلیایی بدنتان را حفظ میکند تا سلامتیتان حفظ شود.
گریه و اشکها
گاهی اوقات گریه کردن یک واکنش طبیعی است. مطالعات، نشان دادهاند که اشکهای احساسی حاوی منیزیوم میباشد که این عنصر بر خلقوخو و پرولاکتین بیشتر تاثیر میگذارد. پرولاکتین، هورمونی است که تولید شیر را تنظیم میکند. تصور میشود حذف منیزیوم و پرولاکتین، استرس ایجادشده در بدن را از بین میبرد و احساس سرزندگی و جوانی میکنید. بنابراین، بار دیگری که احساس کردید انرژیتان کاهش یافته است تنها گریه کنید. این کار کمک میکند تا احساس بهتری داشته باشید.
قهوه و خواب
قهوه، به دلیل وجود کافئین، شما را هشیار نگه میدارد. این کافئین، سطوح دوپامین در بدنمان را افزایش میدهد که محرک نواحی لذت در مغز ماست که باعث میشود احساس خوبی داشته باشیم. کافئین، ترشح آدرنالین در بدن را افزایش میدهد و سرعت فعالیت مغز را بالا میبرد و ما را هشیار میدهد.
بوی بدن
تعریق، روشی است که بدن را خنک میکند. بوی بدن عمدتا از غدد آپوکرین که در حفره زیر بغل، گوشها و فولیکولهای مو که هنگام بلوغ فعال میشوند، منشا میگیرد. عرقی که این غدد آزاد میکنند به دلیل وجود اسیدهای چرب و پروتئین موجود در آن کمی زرد رنگ است. باکتریهایی که روی پوستمان رشد میکنند، این ترشحات عرق را تجزیه کرده و بویی نامطبوع ایجاد میکنند.
شیمی محیط پیرامونمان
واکنشهای شیمیایی بر محیط اطرافمان اثر میگذارند و مثالهای زیادی وجود دارد که مواد شیمیایی و شیمی به زندگی بهتر ما کمک میکند. پخت غذا، لباسی که میپوشیم، کودهایی که برای محصولات کشاورزی استفاده میکنیم، سیمانی که برای ساخت خانههایمان استفاده میکنیم، نیروگاههایی که برق تولید میکنند و بسیاری فرآیندهای دیگر وابسته به شیمی هستند. وابستگی انسان به این علم طبیعی در حال افزایش است و برای درک این موضوع در اینجا مثالهایی وجود دارد که اهمیت شیمی را در پیرامون ما برجسته میسازد.
فتوسنتز
فتوسنتز، شامل تبادل انرژی است و یک فرآیند شیمیایی در گیاهان، جلبک و برخی باکتریها که غذای خودشان را تولید میکند، میباشد. این کار، ساخت گلوکز با استفاده از کربندیاکسید و آب در حضور نور خورشید به دام افتاده به واسطه کلروفیل موجود در برگها است. واکنشی که اتفاق میافتد، اینچنین است:
6CO2 + 6H2O+Light Energy→ C6H12O6 + 6O2
فتوسنتز، فرآیند معکوس تنفس است. این دو وابسته به یکدیگر هستند. ما منبعی از اکسیژن بیوقفه را دریافت میکنیم و گیاهان، کربندیاکسیدی نیاز دارند را دریافت میکنند. بنابراین، فتوسنتز نقش مهمی در زندگی هر روز ما دارد.
تغییر رنگ سیب به قهوهای
سیبها شامل آنزیمی به نام پلیفنلاکسیداز هستند که به عنوان تیروزیناز شناخته میشود. برش یک سیب، سلولهای آن را در معرض اکسیژن جو قرار میدهد و ترکیبات فنولی موجو در سیب را اکسید میکند. این فرآیند، قهوهای شدن آنزیمی نامیده میشود که یک برش سیب را به رنگ قهوهای تبدیل میکند. علاوه بر سیب قهوهای شدن آنزیمی در موز، هلو، آواکادو و حتی سیبزمینی نیز مشاهده میشود.
