18.2. Регуляция обмена веществ и энергии

Взаимодействие внутриклеточного обмена веществ и внеклеточной среды регулируется как наследственными, генетическими факторами, так и нервными, гуморальными механизмами, адаптирующими тканевой обмен к изменяющимся условиям внутренней среды организма. При наследственных нарушениях чаще всего страдает внутриклеточный биосинтез ферментов.

Велико значение ВНД для регуляции обмена веществ. Так, при чрезмерном реагировании на различные стрессовые воздействия возникают эмоции страха, гнева, тоски, агрессии. При длительном воздействии они приводят к психосоматическим болезням, в основе которых лежит нарушение физиологических механизмов регуляции обменных процессов со стороны коры больших полушарий, подкорковых ВНС, лимбической системы, гипоталамуса, гипофиза. Появляются сердечно-сосудистые заболевания, преждевременное старение, ожирение.

Нервные и гормональные воздействия регулируют синтез и концентрацию ферментов и, следовательно, скорость обменных реакций, протекающих с их участием. Гормоны контролируют мембранный транспорт веществ, изменяя интенсивность обменных процессов (см. модуль 10). Симпатический отдел ВНС регулирует анаболические процессы с расходом энергии, парасимпатический отдел - катаболические процессы с сохранением энергии. Периферические отделы нервной системы также влияют на обмен веществ: при нарушении иннервации в ткани нарушается синтез белка, развивается атрофия.

Нарушение нервных и гормональных механизмов регуляции функций органов и систем организма вызывает их атрофические и дис-

трофические изменения и может приводить к глубокому дисбалансу процессов анаболизма и катаболизма. Крайние формы нарушения обмена веществ и энергии - ожирение и кахексия.

Представление об обменных процессах в организме дают клинические и биохимические анализы крови. При нарушениях белкового, водно-солевого обмена информативны также анализы мочи.

18.3. ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ОБМЕН

18.3.1. Образование и расход энергии

В организме человека при расщеплении пищевых веществ до конечных продуктов - углекислого газа и воды - выделяется энергия, которая частично накапливается в макроэргических фосфорных связях АТФ и в меньшей степени - в креатинфосфате. АТФ содержится в каждой клетке организма и служит также переносчиком энергии. Наибольшее количество АТФ (0,2-0,5%) обнаружено в скелетных мышцах. Выполнение любой функции клетки сопровождается распадом АТФ - единого и универсального источника энергии для каждой клетки и организма в целом. Образование и распад АТФ связаны с процессами, требующими затрат энергии: с помощью гидролиза разрывается связь фосфатной группы, и освобождается заключённая в ней химическая энергия.

Энергия, освобождающаяся в процессе диссимиляции, используется для жизнедеятельности клеток:

•  реакций биосинтеза веществ и их активного транспорта;

•  клеточного деления;

•  мышечного сокращения;

•  секреции желёз;

•  биоэлектрических процессов и др.

Разрушенные молекулы АТФ восстанавливаются при распаде углеводов и других веществ.

Общее количество выработанной организмом энергии соответствует сумме внешней работы, тепловых потерь и запасённой энергии.