البروتوبلازم هو المادة الحية التي تتكون منها جميع الكائنات الحية نباتية كانت أم حيوانية، و يختلف البروتوبلازم من حيث تركيبه و خواصه الكيميائية و البيولوجية من كائن إلى آخر ، كما تختلف هذه الخصائص في الأجزاء المختلفة في الكائن الحي الواحد ، و مع ذلك فإن للبروتوبلازم خواصا عامة مميزة ، فهو يوجد على هيئة مادة رمادية هلامية نصف شفافة قريبة الشبه من الجلاتين السائل.

التركيب الكيميائي للبروتوبلازم

البروتوبلازم مادة بالغة التعقيد لا يعرف تركيبها الكيميائي على وجه الدقة ، لأنه لكي يتم تحليل هذه المادة الحية لابد من قتلها أولا ، مما يتسبب في حدوث بعض التغيرات في ذلك التركيب . إلا أنه يمكن القول بصورة عامة أن البروتوبلازم يتركب من مواد کیميائية عديدة يمكن تصنيفها إلى ثلاثة أنواع رئيسة :

1- مواد عضوية .

2- مواد غير عضوية .

3- الماء .

أولاً - المواد العضوية Organic Substances :-

المواد العضوية هي تلك التي تحتوي على عنصر الكربون بصورة أساسية إلى جانب عنصر أو أكثر من العناصر الأخرى ، و تشكل هذه المواد 9-10% من بروتوبلازم الخلية ، و أهم المواد العضوية المكونة للبروتوبلازم :-

أ- المواد الكربوهيدراتية Carbohydrates :

تتكون هذه المواد أساسا من الكربون والهيدروجين و الأكسجين . و يتواجد الهيدروجين و الأكسجين فيها بنسبة 1:2

تشمل هذه المواد على مجموعة كبيرة من السكريات والنشويات والسليلوزو غيرها , أبسط المواد الكربوهيدراتية هي السكريات الأحادية Mono Saccharides مثل

الجلوكوز . و من اتحاد جزيئتان من السكريات الأحادية تتكون السكريات الثنائيةDisaccharides  مثل سكر القصب .

أما اتحاد عدد أكبر من السكريات الأحادية فيكون عديدة التسكر Polysacchrides مثل الجلايكوجين و النشا و السليلوز . أهم وظيفة للمواد الكربوهيدراتية هي إمداد الجسم بالطاقة الحرارية اللازمة له .

ب- الليبيدات أو الدهون Lipids or Fats :

تحتوي هذه المواد أيضا على الكربون والهيدروجين و الأكسجين . تختلف نسبة الهيدروجين و الأكسجين فيها عن الكربوهيدرات . من أمثلة اللبيدات زيت الزيتون ، الشمع ، و زيت كبد الحوت . تتكون اللبيدات من مواد أبسط تركيبا هي الأحماض الدهنية Fatty Acids و الجلسرين Glycerine . تستخدم اللبيدات أيضا كمصدر للطاقة .

ج- البروتينات Proteins :-

مواد عضوية تتكون من الكربون والهيدروجين والأكسجين والنيتروجين . كما يوجد بعض العناصر الأخرى مثل : الكبريت و الفسفور واليود والمغنيسيوم و المنغنيز والحديد وغيرها .

تتركب البروتينات من مواد أبسط تعرف بالأحماض الأمينية Amino Acids . تعرف البروتينات بصفة عامة على أنها بانية أو بناءة للأنسجة . وذلك لأنها تستخدم أساسا في بناء أنسجة جديدة في الجسم أو في تجديد وتعويض ما يتلف من أنسجته . كما أنها تدخل في بنيان تراكيب جسمية هائلة مثل : العضلات والشعر و العظم و الدم الخ .

د. الأحماض النووية Nucleic Acids :

و هي مواد عضوية معقدة التركيب . تتركب من وحدات أبسط تسمى النيوكليوتيدات Nucleotides . يتكون كل منها من جزئ من سكر خماسي يرتبط به جزء من حامض الفوسفوريك من جهة ،  و جزيء من مادة نيتروجينية قاعدية من جانب آخر , تشتمل الأحماض النووية على نوعين رئيسين هما :-

- حامض دي أكسي ريبونيوكليك. (Deoxyribonucleic Acids) D.N.A

- حامض ريبونيوكليك A.N.R ( Ribonucleic Acids ) .

يحتوي ( D.N.A ) على سكر يعرف باسم دي أكسي ريبوز ، بينما يشمل ( R.N.A ) على سكر الريبوز .

تلعب الأحماض النووية دورا رئيسيا في تخليق البروتينات والخلايا، و كذلك في تحديد و انتقال الصفات الوراثية

ثانياً - المواد غير العضوية Inorganic Substances :-

توجد هذه المواد على هيئة أيونات حرة لأملاح مذابة . توجد أيضا متحدة بالمواد العضوية . توجد هذه المواد بوفرة في أجزاء خاصة من الجسم مثل : الهيكل العظمي، حيث توجد على هيئة كربونات الكالسيوم أو فوسفات الكالسيوم .

كما توجد أملاح أخرى مثل : كلوريد الصوديوم، وكلوريد البوتاسيوم . وهذه لها أهمية قصوى بالنسبة لانتظام الخلايا في أداء وظائفها ، وخاصة فيما يتعلق بنفاذية الأغشية الخلوية ، والانقباضات العضلية ، ونبضات القلب .

ثالثاً - الماء Water :

يكون الماء الجزء الأكبر من البروتوبلازم ، إذ تتراوح نسبته ما بين 10 - 90 % من وزن الجسم . يشكل الماء جزءا أساسيا من سوائل الجسم كالدم واللمف . يعمل كمذيب للكثير من المواد غير العضوية ، وبعض المواد العضوية .

و يمكن القول بصورة عامة أن الماء يلعب دورا هاما في الكثير من المناشط الجسمية المختلفة مثل عمليات الهضم والإفراز والإخراج . تختلف كمية الماء في الأنسجة الجسمية المختلفة . كما أنها تختلف في نفس النسيج الواحد في الأعمار المختلفة ، فمثلا ترتفع نسبته في الأنسجة الجنينية ، وتقل تدرجا مع تقدم العمر.

الخواص الطبيعية للبروتوبلازم :

تقسم المواد الكيميائية عادة إلى نوعين :

الأول : وهو يضم المواد التي تذوب في الماء وتمر من خلال الأغشية شبه المنفذة ، وعند تبخير محاليلها تتخلف عنها بلورات ذات أشكال محددة ، مثل السكر ، وكلوريد الصوديوم ، وهذه يطلق عليها اسم المواد البلورية Crystalloids .

الثاني :وفي هذا النوع يضم المواد التي ليس لها القدرة على النفاذ خلال الأغشية شبه المنفذة ، وعند تبخيرها لا يبقى منا إلا كتل غير محدودة الشكل، مثل النشا والجيلاتين وزلال البيض ، وهذه يطلق عليها اسم المواد الغروية Colloids .

*  البروتوبلازم مادة غروية مثالية من النوع المعروف باسم المستحلب Emulsoid . والمستحلبات محاليل غروية يكون فيها كل من المادة المذابة و المادة المذيبة في صورة سائلة ، كما هي الحال في اللبن الذي تكون فيه قطرات المادة الدهنية معلقة في الماء .

*  وهناك نوع آخر من المواد الغروية يعرف باسم المعلقات Suspensoids ، تكون فيها المادة المذابة صلبة والمادة المذيبة سائلة ، وذلك مثل معلق ذرات الحبر الصيني في الماء .

والبروتوبلازم كمستحلب يتكون من جزيئات بروتينية دقيقة معلقة في الماء الذي يحتوي على مواد أخرى عديدة ذائبة فيه ، من بينها بعض المواد العضوية .

* وتظهر في البروتوبلازم في الحالة الحية أحيانا حركة معينة داخل الخلية تحدث في كثير من الأحيان بصورة اهتزازية ويطلق عليها الحركة البراونية Brownian Movement وللمستحلبات عامة خاصية معينة هي القدرة على السيولة والصلابة والانعكاسية. Reversible Solation and Gelation