Сущность жизнедеятельности любого организма составляет постоянный обмен веществ и энергии, с прекращением которых прекращается и жизнь. Иначе говоря, обмен веществ и энергии - непременный признак жизни.

 

Обмен веществ (или метаболизм) - это непрерывный и саморегулирующийся круговорот веществ, который происходит в процессе существования живых организмов и супроджуеться их постоянным самовосстановлению. Это совокупность химических, физико-химических, физиологических и биологических процессов, направленных на самовосстановление живых организмов в тесной связи с окружающей средой. Вся совокупность реакций, протекающих в живых организмах, составляет содержание обмена веществ между организмом и внешней средой. К этим реакциям относится усвоение питательных веществ и кислорода, поступающих из окружающей среды, вплоть до образования конечных продуктов (CO2, вода, мочевина и др.)., Выделяемых наружу. Живые организмы способны впитывать из окружающей среды и преобразовывать энергию (энергетический обмен), которая затем расходуется на построение и поддержку их структурной организации (пластический обмен).

 

Изучение процессов обмена веществ показало удивительное согласования химических реакций в пространстве и во времени. Химические реакции в организмах проходят в определенной последовательности и тесно связаны между собой. Процессы обмена веществ находятся под регулирующим влиянием центральной нервной и эндокринной систем. Обмен веществ осуществляется с помощью биокатализаторов - ферментов, обусловливающих закономерное течение химических процессов в организмах. Исключение любого из ферментов приводит к нарушению нормального хода обмена веществ, т.е. до определенной патологии.

 

В обмене веществ принято выделять два противоположных, но взаимосвязанных процесса: катаболизм и анаболизм. Та часть общего обмена веществ, которая сопровождается поглощением, накоплением и преобразованием организмом веществ окружающей среды в вещества собственного организма называется анаболизмом (ассимиляцией). При этом всегда происходит поглощение энергии.

 

Ту часть общего обмена веществ, которая сопровождается разрушением компонентов живого организма и выведением продуктов их распада из организма, называют катаболизмом или диссимиляцией. При этом выделяется энергия, значительное количество которой используется для анаболических процессов, поддержание постоянной температуры тела, механической работы и т.п..

 

В ходе катаболических и анаболических процессов происходит обновление клеток и их молекулярных компонентов. Так, эритроциты полностью обновляют свой состав за 3-4 месяца. Хотя в обновлении различные вещества, входящие в состав организма, все время заменяются на новые, общий состав взрослого организма в течение небольших промежутков времени почти не меняется. Живой организм представляет собой стационарную систему, к тому же открытую, поскольку он находится в постоянном обмене с окружающей средой. Обмен веществ как основной процесс жизнедеятельности можно разделить на три этапа. Первый - энтеральный обмен (пищеварения) - это механическая и химическая переработка составных частей пищи в органах пищеварения и всасывания.

 

Второй - промежуточный или внутриклеточный обмен, который включает процессы распада и синтеза веществ тканей организма. Он сопровождается образованием большого количества промежуточных, а в дальнейшем и конечных продуктов обмена. Промежуточный обмен характеризуется сту-пинчатистю процессов. При этом высокомолекулярные и низкомолекулярные соединения, прежде чем превратиться в конечные продукты обмена (CO2, H2O, мочевина и др.)., Проходят ряд промежуточных стадий, в которых реакции распада чередуются с процессами синтеза.

 

Третий этап - это выделение конечных продуктов обмена из организма с мочой, калом, выдыхаемым и т.д.

 

В процессе обмена веществ в организме образуются вещества, называемые метаболитами. Это, например, аминокислоты, жирные и ароматические кислоты, пуриновые и пиримидиновые основания, моносахариды, амины, гормоны и другие свойственные организму соединения. До метаболитов следует отнести также и вещества, которые не синтезируются в организме, а поступают в организм извне, например, витамины и другие природные соединения, необходимые для организма.

 

Следует отметить самостоятельность путей катаболизма и анаболизма, которая обеспечивается так называемой Компартментализация (от англ. Compartment - участок, отсек): биосинтетические реакции и соответствующие реакции распада часто локализованы в разных участках или отсеках клетки. Например, в клетке одновременно может происходить окисление жирных кислот с длинной углеводородной цепи до стадии уксусной кислоты в виде ацетил-КоА, и противоположно направленный процесс - синтез жирных кислот из ацетил-КоА. Эти химически несовместимые процессы в клетке возможны потому, что они пространственно разделены и происходят в разных ее частях: окисление жирных кислот - в митохондриях, а синтез - в цитозоле.


Загрузка...
Яндекс.Метрика Google+