Регуляция обмена веществ на различных уровнях организма

Регуляция метаболизма на клеточном и субклеточном уровнях осуществляется, прежде всего, путем регуляции синтеза и каталитической активности ферментов. К таким регуляторным механизмам относятся подавление синтеза ферментов конечным продуктом метаболического пути, индукция синтеза одного или более ферментов субстратами, модуляция активности уже присутствующих молекул ферментов. Большое значение имеет также регуляция скорости поступления метаболитов в клетку и здесь ведущая роль за биологическими мембранами, окружающими протоплазму и находящиеся в ней ядро, митохондрии, рибосомы и другие субклеточные органеллы.

Важнейшим средством, с помощью которого осуществляется регуляция обмена веществ в живых организмах, являются гормоны. У животных и человека гормональная регуляция обмена веществ тесно связана с координирующей деятельностью нервной системы.

Важнейшая роль в процессах интеграции обмена веществ принадлежит коре головного мозга, и чем совершеннее нервная система животного организма, тем она централизованнее, тем высший ее отдел является все в большей и большей степени распорядителем всей деятельности организма.

Контрольные вопросы

1. Каким образом координируются метаболические реакции во всех видах живых организмов?

2. Какие механизмы регуляции обмена веществ характерны только для человека и животного организма?

Взаимосвязь процессов обмена веществ в организме

Обмен веществ (метаболизм) - строго упорядоченная система химических превращений, связывающая воедино организм с окружающей его внешней средой. Ведущая роль в этих превращениях принадлежит белкам, в частности ферментам, и нуклеиновым кислотам. Обмен веществ в организме протекает как единое целое при тесном взаимодействии и взаимообусловленности отдельных составляющих его процессов. Деление обмена веществ на обмен белков, углеводов, липидов и т.п. является искусственным и вызвано исключительно удобством изложения и изучения материала.

Последовательность всех ферментативных реакций, из которых состоит обмен веществ, делят на два типа: катаболизм (диссимиляция) и анаболизм (ассимиляция). Диссимиляция - это процесс расщепления крупных органических молекул до простых соединений с выделением энергии. Образовавшиеся в результате диссимиляции простые вещества и энергия (АТФ) являются исходными соединениями для процесса ассимиляции, т.е. биосинтеза сложных компонентов клетки, роста и развития организма. В этом состоит единство двух противоположных процессов - диссимиляции и ассимиляции.

Обратите внимание на роль нуклеопротеидов, связывающих воедино обмен белков и нуклеиновых кислот, роль 3-ФГА и ацетил-КоА, которые являются связующими звеньями в обмене углеводов и липидов, а также на роль пировиноградной кислоты и других кетокислот, связывающих между собой обмен углеводов, белков и липидов.

Вопросы для самопроверки

1. Ассимиляция и диссимиляция. В чем проявляется единство и противоположность этих процессов?

2. Каковы общие закономерности взаимосвязи обмена веществ в организме? Как осуществляется взаимосвязь между организмом и внешней средой?

3. Каким образом проявляется взаимосвязь между обменом нуклеиновых кислот и белков, обменом углеводов и нуклеиновых кислот?

4. В чем выражается взаимосвязь между обменом углеводов и белков?

5. Какие соединения связывают между собой обмен углеводов и липидов? Составьте схему перехода от углеводов к ацилглицеринам и от ацилглицеринов к углеводам.