7. Общие понятия об обмене веществ и энергии в организме

Обмен веществ и энергии составляет сущность жизнедеятельности любого организма. Живое поддерживает собственное существование путем постоянного и непрерывно протекающего с той или иной скоростью

– поглощения химических соединений из внешней среды;

– преобразования их в конституционные элементы своего тела или в более простые соединения;

– выведения во внешнюю среду продуктов распада как веществ собственного тела, так и преобразованных веществ.

Таким образом, обмен веществ – это непрерывный, самосовершающийся и саморегулируемый круговорот веществ, протекающий в процессе существования живой материи и сопровождающийся ее постоянным самообновлением.

Обмен веществ представляет собой сочетание многих разнообразных и противоположных процессов:

1. физиологических (питание, выделение и т. п.),

2. физических (сорбция, перенос и т. п.),

3. химических (распад, синтез и т. п.).

Химические процессы, происходящие в организме, называются метаболизмом (промежуточным обменом), а продукты этих процессов – метаболитами. Метаболизм включает 2 части:

1. Катаболизм (диссимиляция, разрушение) – часть обмена веществ, состоящая в распаде веществ и выделении продуктов распада. В ходе катаболизма выделяется энергия, расходующаяся на синтез новых веществ и совершение работы. Конечные продукты катаболизма – СО₂, Н₂О, мочевая кислота, мочевина.

2. Анаболизм (ассимиляция, синтез) – часть обмена веществ, выражающаяся в поглощении, накоплении, усвоении веществ окружающей среды и создании, синтезе строительных и других веществ. Для этого расходуется энергия, выделившаяся в процессах катаболизма (у гетеротрофов) или поглощается энергия Солнца – у автотрофов (фотосинтез).

Функции метаболизма в организме

1. Аккумуляция энергии, выделяемой при синтезе новых веществ.

2. Использование энергии для синтеза новых веществ.

3. Использование энергии на совершение работы (осмотической, механической и др.).

4. Распад обновляемых структурных компонентов клетки.

5. Синтез и распад биологических молекул со специальным назначением (гормоны, коферменты, медиаторы и т. п.).

Обмен веществ происходит в каждой клетке организма и неразделим с сопутствующим ему обменом энергии.

7.1. Основные этапы обмена веществ

1 Этап. Подготовительный

На этом этапе белки, жиры и углеводы в результате гидролиза распадаются на мономеры (белки – до аминокислот, углеводы – до моносахаридов, липиды – до жирных кислот, глицерина, фосфорной кислоты, азотистых оснований и др.).

Подготовительный этап протекает в желудочно-кишечном тракте. На этом этапе освобождается значительное количество энергии.

Образующиеся мономеры всасываются в кровь и находятся там в определенной концентрации, изменение которой может приводить к заболеваниям.

Например, уменьшение концентрации глюкозы приводит к нервозности, головокружениям, психозу – необходимо вводить в кровь адреналин, способствующий расщеплению гликогена; увеличение концентрации глюкозы – сахарный диабет (инсулин).