TEIL II: ALLGEMEINE BIOCHEMISCHE GRUNDLAGEN DER PHYSIOLOGIE UND ANATOMIE
Die Biochemie befasst sich mit den im Organismus vorkommenden Kohlenstoffverbindungen und v.a. deren Umwandlungen. Die Kohlenstoffverbindungen gehören zur organischen Chemie, während alle anderen Verbindungen zur anorganischen Chemie gezählt werden. Aus dem Periodensystem geht hervor, dass Kohlenstoff vier freie Bindungen hat. Zum niedrigsten Energieniveau und Edelgaszustand mit acht Elektronen kann es also entweder vier Elektronen abgeben und zum Ion werden, oder eine Atombindung mit seinen vier Bindungen eingehen. Im Falle des Kohlenstoffes kommt wegen der hohen Bindungsenergien nur die zweite Möglichkeit in Frage, der Kohlenstoff geht also jeweils vier Bindungen mit seinem jeweiligen "Partner" ein. Daraus ergibt sich eine ungeheure Vielzahl von Möglichkeiten, so dass die meisten in der Natur vorkommenden Verbindungen Kohlenstoffverbindungen darstellen. Medikamente, Farben, Kunststoffe, Vitamine, Drogen.....das alles sind organische Verbindungen.
Die Oxide des Kohlenstoffs (Kohlenmonoxid, Kohlendioxid) oder die Kohlensäure werden aus historischen Gründen noch zur anorganischen Chemie gezählt. Es sind ca. 120 000 anorganische Verbindungen bekannt, im Gegensatz dazu steigt die Zahl der bekannten organischen Verbindungen stetig. Vor ca. 10 Jahren waren ca. 12 Millionen Kohlenstoffverbindungen bekannt, mittlerweile sind es bereits über 18 Millionen.
1. Die funktionellen Gruppen
Zu den gesättigten Kohlenwasserstoffen, auch als Alkane bezeichnet, zählen alle Moleküle, die nur aus Kohlenstoff- und und Wasserstoffatomen aufgebaut sind und keine Doppelbindungen (= Alkene) und Dreifachbindungen (=Alkine) beinhalten. Moleküle mit Doppel- oder Dreifachbindungen werden ungesättigte Kohlenwasserstoffe genannt. Das einfachste Alkan mit einem Kohlenstoffatom ist das Methan, jenes mit zwei Kohlenstoffatomen wird als Ethan bezeichnet, jenes mit drei Atomen Propan.
Wird nun ein Wasserstoffatom ersetzt durch bestimmte, häufig vorkommende Atomgruppen so spricht man von funktionellen Gruppen. Alkohol, Aldeyde, Ketone, organische Säuren, Aminosäuren...usw. sind häufige und tagtägliche Bezeichnungen in der Medizin.
Die bekanntesten funtkionellen Gruppen sind:
o Hydroxy Gruppe: = OH Gruppe = Alkohol
o Amine: = NH2 Gruppe
o Carbonyl Verbindungen: C=O - H (Aldehyde); und C=O (Ketone)
Carbonsäuren: COOH Gruppen (= organische Säuren)