45. Обмен веществ. Процессы ассимиляции и диссимиляции. Методы изучения обмена веществ. Пластическая и энергетическая роль питателтеых веществ.

Обмен веществ и энергии — совокупность химических и физи­ческих превращений веществ, происходящих в живом организме и обеспечивающих его жизнедеятельность во взаимосвязи с окружа­ющей средой. Обмен веществ составляет основу жизни на Земле, причем характер и интенсивность обменных процессов, коорди­нация и интеграция их являются факторами, которые обеспечива­ют жизнедеятельность организма животного, уровень его продук­тивности и срок эксплуатации.

Сущностью обмена веществ, или метаболизма, является по­ступление в организм из окружающей среды различных веществ, усвоение и использование их в процессах жизнедеятельности и вы­деление образующихся продуктов обмена. Важно подчеркнуть, что обмены веществ и энергии составляют одно целое и подчиняются универсальному закону сохранения материи и энергии. Общие принципы термодинамики обязательны в трактовке энергетичес­ких процессов и в живом организме. Обмен веществ складывается из ассимиляции и диссимиляции. Ассимиляция (от assimulo — де­лаю подобным) — это поглощение и усвоение питательных ве­ществ корма, превращение их в собственные (подобные) белки, жиры, углеводы тела и накопление энергии. Диссимиляция (dissi-mulo — делаю неподобным) — это распад сложных веществ орга­низма, освобождение энергии и образование конечных продуктов метаболизма. Тесная связь ассимиляции (анаболизма) и диссими­ляции (катаболизма) — обязательное условие жизнедеятельности организма.

Различают следующие основные этапы обмена веществ в ор­ганизме:

переработка пищевых веществ в органах пищеварения и по­ступление питательных веществ в кровь и лимфу;

превращение аминокислот, моносахаридов, глицерина и жир­ных кислот в новые белки, углеводы, жиры и их комплексы (межуточный обмен);

выделение конечных продуктов обмена.

Оценить интенсивность обмена — первый способ — можно по разности между энергетической ценностью всей потребленной пищи и всех экскретов (балансовые опыты).

Второй способ оценки обмена веществ и энергии основан на определении общей теплопродукции организма. Учитывается все использованное «топливо», и практически определение парамет­ров обменных процессов проводят, помещая организм в калори­метр.

Третий способ основан на определении количества кислорода, используемого в процессах окисления. Для этого нужно знать ды­хательный коэффициент (ДК) — отношение объема выделенного диоксида углерода к объему поглощенного кислорода.

Методы изучения обмена веществ: балансовые; анализ крови, притекающей и оттекающей от органов, методы изолированных органов, перфузии органов, методы меченых атомов, биохимические и цитохимические методы исследования крови, лимфы, тканей.

Пластический обмен — совокупность реак­ций синтеза органических веществ, из которых образуются структуры клетки, обновляется ее состав, а также синтезируются ферменты, необходимые для ускорения химических реакций в клетке. Синтез сложного органического вещества — белка — из ме­нее сложных органических веществ — аминокислот — пример пластического обмена. Роль ферментов в ускорении химических реакций, использова­ние энергии на синтез органических веществ, освобожденной в процессе энергетического обмена.

Энергетический обмен — расщепление слож­ных органических веществ (белков, жиров, углево­дов) до простых веществ (в конечном счете до уг­лекислого газа и воды) с освобождением энергии, используемой в процессах жизнедеятельности. Ды­хание — пример энергетического обмена, в процессе которого поступивший из воздуха в клетку кисло­род окисляет органические вещества и при этом ос­вобождается энергия. Участие в энергетическом об­мене ферментов, которые синтезировались в процес­се пластического обмена, в ускорении реакций окисления органических веществ.

Взаимосвязь пластического и энергетиче­ского обмена: пластический обмен поставляет для энергетического обмена органические вещества и ферменты, а энергетический обмен поставляет для пластического — энергию, без которой не могут ид­ти реакции синтеза. Нарушение одного из видов клеточного обмена ведет к нарушению всех процес­сов жизнедеятельности, к гибели организма.