Глава 10 ОБМЕН ВЕЩЕСТВ И ЭНЕРГИИ

Содержание материала

Глава 10 ОБМЕН ВЕЩЕСТВ И ЭНЕРГИИ

10.1. Основные понятия

Обмен веществ и энергии — основной признак, присущий всем живым существам. В организм человека постоянно поступают веще­ства из внешней среды. В частности, через пищеварительную систе­му поступают питательные вещества (белки, жиры, углеводы), вита­мины, вода и минеральные соли. Кислород воздуха проникает в кровь через легкие, частично — через кожу. С током крови вещества переносятся к клеткам и тканям. В цитоплазме и органеллах клеток организма происходят различные биохимические процессы, в ходе которых поступившие вещества преобразуются, расходуются с опре­деленными целями (например, для получения энергии). Из них мо­гут образовываться как полезные, так и вредные для организма про­дукты. Последние должны быть выведены во внешнюю среду. Выве­дение отработанных продуктов осуществляют почки, легкие, в мень­шей степени кожа и органы желудочно-кишечного тракта.

Обмен веществ и энергии (метаболизм) — это совокупность физио­логических процессов, направленных на обеспечение организма необ­ходимыми для его жизнедеятельности веществами, их превращение и использование для получения энергии и построения клеточных струк­тур, и в конечном итоге на удаление во внешнюю среду ненужных про­дуктов происшедших реакций. В более узком смысле метаболизм — это пути превращений какого-либо вещества (или веществ) в организме (например, метаболизм глюкозы).

В организме постоянно происходят процессы синтеза и распада различных структур. В частности, в клетках образуются разнообраз­ные вещества, используемые для построения клеточных мембран, органелл и их обновления. Синтез новых веществ протекает с затра­той энергии и требует исходных материалов. Последние поступают в организм либо с пищей, либо образуются при распаде старых структур. Реакции, направленные на синтез новых молекул, называ­ются анаболическими. Часть обмена веществ, которая включает все анаболические реакции, происходящие в организме, называется пла­стическим обменом (анаболизмом, ассимиляцией).

Для осуществления процессов пластического обмена необходима энергия. Она образуется в результате распада сложных органических

веществ (белков, жиров, углеводов) на более простые компоненты, вплоть до воды и углекислого газа. Реакции распада, сопровожда­ющиеся выделением энергии, называются катаболическими. Все ка- таболические реакции составляют энергетический обмен (катабо­лизм, диссимиляцию). Все реакции пластического и энергетическо­го обменов осуществляются с помощью биологических катализато­ров — ферментов (энзимов).

Таким образом, метаболизм включает в себя два прямо противо­положных процесса: анаболизм и катаболизм. Они взаимно перехо­дят друг в друга, происходят в организме совместно в течение всей жизни. Преобладание одного из них приводит к соответствующим изменениям в обмене веществ. При повышенной ассимиляции орга­низм растет, развивается. В случае преобладания реакций диссими­ляции происходит активный распад структурных элементов клеток. Это ведет к истощению, старению человека. В детском возрасте пре­обладают реакции пластического обмена. По мере старения организ­ма увеличивается роль катаболических процессов, постепенно угне­тается синтез новых веществ.