Физиология занятие 2
Понятие обмена веществ, энергии и информации, как основы жизнедеятельности организма.
Обмен веществ и энергии – совокупность физических, химических и физиологический процессов превращения вещества и энергии и обмен вещества и энергии между организмом и окружающей средой.
Обмен веществ складывается из процессов ассимиляции и диссимиляции.
Ассимиляция (анаболизм) – процесс усвоения организмом веществ с затратой энергии, а также синтез организмом необходимых ему компонентов. Этот процесс обеспечивает рост клеток, тканей, органов и всего организма в целом.
Диссимиляция (катаболизм) – процесс распада сложных веществ с высвобождением энергии.
Сама по себе жизнь представляет собой совокупность процессов ассимиляции и диссимиляции. Данные процессы находятся в динамическом равновесии, которое может изменяться при некоторых состояниях:
-преобладание ассимиляции – восстановление после перенесенных заболеваний, травм, рост организма в детском возрасте, беременность.
-преобладание диссимиляции - старение организма, длительные физические или психические нагрузки, при развитии заболевания.
Оно достигается за счет сопрягающих систем: АТФ-АДФ; НАДФ(окисленный)-НАДФ(восстановленный). Источниками энергии в этом процессе являются питательные вещества: углеводы (энергетическая функция), жиры (энергетическая и пластическая функция) и белки (пластическая функция, редко энергетическая).
Этапы обмена веществ
Подготовительный
Расщепление белков, жиров и углеводов с затратой энергии.
Анаэробный (?)
Высвобождается около 30% энергии. Аминокислоты -> молочная кислота, гексозы ->ПВК, жирные кислоты ->ацетилкоэнзим А.
Аэробный (?)
Полное окисление органических веществ до углекислого газа и воды. Высвобождается оставшаяся энергия. Часть энергии высвобождается в окружающую среду (первичная теплота Q1). Энергия АТФ впоследствии расходуется на различные виды работы в организме (механическую, электрическую, химическую и активный транспорт). Также часть энергии опять теряется (вторичная теплота Q2).
Закон Гесса: итоговое количество выделяемой энергии при полном окислении питательных веществ не зависит от количества промежуточных реакций, но зависит от начального и конечного состояния системы.
Однако между обменом веществ и обменом энергии существует одно весомое различие. В ходе обмена веществ количество вещества значимо не изменяется благодаря круговороту. В процессе обмена энергии часть ее теряется, а значит энергия не циркулирует по замкнутому циклу. По этой причине для жизни на земле необходим дополнительный постоянный приток энергии – Солнце.
Питание, пластическая и энергетическая роль питательных веществ.
Единственный источником энергии для человека являются питательные вещества, которые являются основой для обмена веществ и энергии. Они попадают нам с пищей. Поэтому сбалансированное питание так важно для нормальной жизнедеятельности человека. При распаде сложных или попадании готовых простых органических веществ в организм, эти вещества имеют два дальнейших пути: либо они в ходе катаболизма распадаются с высвобождением энергии, либо организм их использует в качестве строительного материала для синтеза необходимых органических соединений.
Обмен белков. Белки составляют основу тканевых элементов организма. Поэтому интенсивность обмена белков очень высокая. Белки очень часто обновляются в нашем организме. Например, половина всех белков печени обновляется всего за неделю. Также для нормального существования организма необходим азот, который усваивается только из аминокислот, которые и составляют основу белков. 8 аминокислот из 20 являются незаменимыми, поэтому необходимо их постоянное поступление извне.
Обмен жиров. Липиды также входят в состав всех клеток организма. Существуют незаменимые жирные кислоты. Липиды выполняют много функций, чем обусловлена их значимость для организма:
- структурные компоненты клеточных мембран. незаменимые жирные кислоты, необходимы для синтеза фосфолипидов.
- хороший источник энергии
- источник тканевых гормонов (простагландинов и тахикининов)
- растворитель для витаминов
- защита внутренних органов от механических повреждений
- участие в процессах терморегуляции
Один из компонентов животных жиров – холестерин, который выполняет 2 главные функции: структурная (входит в состав клеточных мембран, регулирует их физико-химические свойства, проницаемость и активность мембранных ферментов) и метаболическая (участвует в синтезе половых гормонов, гормонов печени и надпочечников, синтезе желчи витаминов группы D и липопротеинов). Высокий уровень холестерина может привести к возникновению ряда заболеваний.
Обмен углеводов. Углеводы имеют большую роль в пластическом обмене, так как многие их них входят в состав соединений, играющих важную роль в передаче наследственной информации. Они определяют группу крови, находясь в составе оболочки эритроцитов и тд. Также важна как источник «быстрой» энергии. При необходимости глюкозу можно быстро извлечь из запасов.
Обмен минеральных веществ и воды.
Вода составляет 60-70: массы тела взрослого человека. Она является средой для протекания обмена веществ.
Минеральные соли также относятся к питательным веществам, так как они также участвуют в обмене веществ. Они входят в состав веществ, клеток и тканей. Так, макроэлементы играют роль строительного материала для пластического обмена, а микроэлементы – могут действовать наряду с ферментами и гормонами в качестве биологических катализаторов.
Витамины (?)
