Поиск
Озвучить текст Озвучить книгу
Изменить режим чтения
Изменить размер шрифта
Оглавление
Для озвучивания и цитирования книги перейдите в режим постраничного просмотра.

Глава 1. Обмен веществ

Обмен веществ и энергии — одно из главных проявлений жизне­деятельности. Благодаря ему обеспечиваются рост и развитие организма человека, поддерживаются стабильность морфологических структур, способность их к самообновлению и самовосстановлению, а также высокая степень упорядоченности обменных процессов и функциональной организации биологических систем. Поступление пищевых веществ и их обмен — расщепление и синтез, транспортировка и использование для нужд организма — сопровождаются потреблением энергии или ее освобождением и использованием в той или иной форме. Превращение энергии в живых системах происходит по общим законам природы. К этим системам в полной мере применимы как законы термодинамики, так и всеобщий закон сохранения вещества и энергии. С точки зрения термодинамики живые организмы относятся к открытым системам, так как главное условие их существования — непрерывный обмен веществ и энергии.

Согласно первому закону термодинамики, энергия не исчезает и не возникает вновь, а лишь переходит из одной формы в другую. Второй закон термодинамики утверждает, что вся энергия в конце концов переходит в тепловую энергию и организация материи становится полностью неупорядоченной. В более строгой форме этот закон формулируется так: энтропия замкнутой системы может только возрастать, а количество полезной энергии (то есть той, с помощью которой может быть совершена работа) внутри системы может лишь убывать. Неизбежная тенденция к возрастанию энтропии, сопровождаемая столь же неизбежным превращением полезной химической энергии в бесполезную тепловую, заставляет живые системы захватывать все новые порции пищи, содержащей энергию, чтобы поддерживать свое структурное и функциональное состояние на оптимальном уровне.

Способность извлекать полезную энергию из окружающей среды — одно из основных свойств, которые отличают живые системы от неживых, то есть непрерывно идущий обмен веществ и энергии является одной из основных характерных особенностей живых существ. Чтобы противостоять увеличению энтропии, поддерживать свою структуру и функции, живые существа должны получать энергию в доступной для них форме из окружающей среды и возвращать в среду эквивалентное количество энергии в форме, менее пригодной для дальнейшего использования.

Обмен веществ и энергии — это совокупность физических, химических и физиологических процессов превращения веществ и энергии в живых организмах, а также обмен веществами и энергией между организмом и окружающей средой.

Обмен веществ у живых организмов заключается в поступлении из внешней среды различных веществ, в превращении и использовании их в процессах жизнедеятельности и выделении образующихся продуктов распада в окружающую среду. Все происходящие в организме преобразования вещества и энергии объединены общим названием — метаболизм.

На клеточном уровне эти преобразования осуществляются через сложные последовательные реакции, называемые путями метаболизма, могут включать тысячи разнообразных реакций и регулируются множеством генетических и химических механизмов.

Метаболизм можно разделить на два взаимосвязанных, но разно­направленных процесса: анаболизм (ассимиляция) и катаболизм (дисси­миляция).

Анаболизм — это совокупность процессов биосинтеза специфических для организма органических веществ (компонентов клетки и других структур органов и тканей) из поглощенных пищевых продуктов. Анаболизм обеспечивает рост, развитие, обновление биологических структур, а также накопление энергии [синтез макроэргов аденозинтрифосфорной кис­лоты (АТФ) и креатинфосфата (КФ)].

Катаболизм — это совокупность процессов расщепления сложных молекул до более простых веществ с использованием части из них в качестве субстратов для биосинтеза и расщеплением другой части до конечных продуктов метаболизма с образованием энергии.

К конечным продуктам метаболизма относят воду (у человека примерно 350 мл в сутки), двуокись углерода (около 230 мл в минуту), окись углерода (0,007 мл в минуту), мочевину (около 30 г в сутки), а также другие вещества, содержащие азот (примерно 6 г в день).

Процессы анаболизма и катаболизма находятся в организме в состоянии динамического равновесия.

Преобладание анаболических процессов над катаболическими приводит к росту, накоплению массы тканей, а преобладание катаболических процессов ведет к частичному разрушению тканевых структур, снижению массы тела. Состояние равновесного или неравновесного соотношения анаболизма и катаболизма зависит от следующих факторов:

  • возраста (в детском возрасте преобладают анаболические процессы, у взрослых обычно наблюдают равновесие процессов анаболизма и катаболизма, в старческом возрасте преобладает катаболизм);
  • состояния здоровья;
  • выполняемой организмом физической или психоэмоциональной работы.

1-й этап обмена веществ — ферментативные процессы расщепления белков, жиров и углеводов, входящих в состав пищевых веществ, до растворимых в воде аминокислот, моно- и дисахаридов, глицерина, жирных кислот и других соединений, происходящие в различных отделах желудочно-кишечного тракта (ЖКТ), а также всасывание их в кровь и лимфу. Этот этап энергозатратен для организма и требует определенных ресурсов для утилизации поступающих в организм питательных
веществ.

2-й этап обмена — транспорт питательных веществ и кислорода кровью к тканям и те сложные химические превращения веществ, которые происходят в клетках. В них одновременно происходят расщепление питательных веществ до конечных продуктов метаболизма, синтез ферментов, гормонов, составных частей цитоплазмы. Расщепление веществ сопровождается выделением энергии, которая используется для процессов синтеза и обеспечения работы каждого органа и организма в целом.

3-й этап — удаление конечных продуктов распада из клеток, их транспорт и выделение почками, легкими, потовыми железами и кишечником (системой выделения).

Роль питательных веществ в организме неодинакова. Обмен жиров и углеводов служит главным образом для энергетического обеспечения физиологических функций (функциональный метаболизм), тогда как белковый обмен в первую очередь поддерживает и реконструирует структуры организма (структурный метаболизм).

Превращение белков, жиров, углеводов, минеральных веществ и воды происходит в тесном взаимодействии друг с другом. Вместе с тем в метаболизме каждого из них есть свои особенности, а физиологическое значение их различно. Именно поэтому обмен каждого вида питательных веществ принято рассматривать отдельно.

Для продолжения работы требуется Registration
На предыдущую страницу

Предыдущая страница

Следующая страница

На следующую страницу
Глава 1. Обмен веществ
На предыдущую главу Предыдущая глава
оглавление
Следующая глава На следующую главу