9.7. Обмен веществ и энергии.

9.7.1. Обмен веществ и энергии - основа процессов жизнедеятельности.

Обмен веществ и энергии - основа процессов жизнедеятельно­сти организма. В организ­ме человека, его органах, тканях, клетках непрерывно образуются, разрушаются, обновляются клеточные структуры и различные сложные химические соединения. Для построения новых клеток организма, их непрерывного обновления, для работы таких органов, как мозг, сердце, желу­дочно-кишечный тракт, дыхательный аппарат, почки и т. д., а так­же для совершения человеком работы нужна энергия. Эту энер­гию человек получает в процессе обмена веществ. Источником энергии, необходимой для жизни, служат пита­тельные вещества, поступающие в организм.

9.7.2. Анаболизм и катаболизм.

В процессе обмена веществ проис­ходят два противоположных и взаимосвязанных процесса: анабо­лизм и катаболизм.

Анаболизм – реакция биологического синтеза сложных молекул, основных биологических соедине­ний, специфичных для данного организма, из простых компонентов.

Анаболизм является основой для построения структур иду­щих на восстановление отмирающих клеток, формирования новых тканей в процессе роста организма, для синтеза клеточных со­единений, необходимых для жизнедеятельности клеток. Анаболизм требует затраты энергии.

Энергия для анаболических процессов поставляется реакция­ми катаболизма.

Катаболизм - расщепление молекул сложных органических веществ с освобождение энергии.

Конечные продукты катаболизма - вода, углекислый газ, аммиак, мочевина, мочевая кислота удаляются из организма.

Соотношение процессов анаболизма и катаболизма определяет три различных состояния: динамическое равновесие, рост, частичное разрушение структур тела. При динамическом рав­новесии, когда процессы анаболизма и катаболизма уравновеше­ны, общее количество ткани не изменяется. Превалирование ана­болических процессов приводит к накоплению ткани, происходит рост организма; преобладание катаболизма над анаболизмом при­водит к разрушению ткани, уменьшению массы организма - его истощению. У взрослых обычно при нормальном состоянии орга­низма анаболические и катаболические процессы находятся в состоянии равновесия.

9.7.3. Основные этапы обмена веществ в организме.

Химические превращения пищевых веществ начинаются в пищеварительном тракте. Здесь сложные вещества пищи расщепляются до более простых, способных всосаться в кровь или лимфу. Превращения веществ, происходящие внутри клеток, составляют существо вну­триклеточного или промежуточного обмена. Решающая роль во внутриклеточном обмене принадлежит многочисленным фермен­там клетки. Ферменты представляют собой белки, которые дейст­вуют как органические катализаторы; сами ферменты в реакциях не участвуют, однако благодаря их деятельности с веществами клетки происходят сложные превращения, разрываются внутри­молекулярные химические связи в них, что приводит к высвобож­дению энергии. Особое значение здесь приобретают реакции окисления и вос­становления. При участии специальных ферментов осуществляют­ся и другие типы химических реакций в клетке: таковы реакции переноса остатка фосфорной кислоты (фосфорилирование), ами­ногруппы NH₂ (переаминирование), группы метила СН₃ (транс­метилирование) и др. Освобождающаяся при этих реакциях энер­гия используется для построения новых веществ в клетке, на под­держание жизнедеятельности организма. Конечные, продукты внутриклеточного обмена частично идут на построение новых веществ клетки, а не используемые клеткой вещества удаляются из организма в результате деятельности ор­ганов выделения. Энергетический метаболизм клеток (образование и превраще­ние энергии) происходит главным образом в митохондриях. В жидкой части клетки - цитоплазме растворены вещества, слу­жащие источником обменных процессов. Основным аккумулятором и переносчиком энергии, используемой при синтетических процес­сах, является аденозинтрифосфорная кислота (АТФ). Большая часть энергии, высвобождаемой при катаболических процессах, образуется в митохондриях при участии кислорода - это аэробные реакции. Кроме аэробных реакций в организме про­исходят анаэробные реакции, не требующие кислорода, они чаще происходят в цитоплазме клеток. Анаэробные процессы наиболее характерны для мышечной ткани.