Процессами. Основные конечные продукты метаболизма у человека

Живой организм и живые клетки, из которых состоит организм, являются открытой термодинамической системой, которая обменивается веществом и энергией с окружающей средой.

Метаболизм (от греч. metabole - изменение) – совокупность биохимических процессов превращения веществ и энергии в живом организме, а также обмен веществом и энергией между организмом и внешней средой.

Катаболизм – совокупность биохимических реакций, благодаря которым осуществляется распад сложных органических молекул до простых соединений с целью получения энергии.

Анаболизм – совокупность биохимических реакций, благодаря которым осуществляется синтез сложных органических соединений из более простых с использованием энергии, полученной в результате катаболизма.

Метаболизм обычно делят на две

стадии: в ходе катаболизма сложные органические вещества деградируют до более простых; в

процессах анаболизма с затратами энергии синтезируются такие вещества, как белки, сахара, липиды

и нуклеиновые кислоты. Обмен веществ происходит между клетками организма и межклеточной жидкостью,

постоянство состава которой поддерживается кровообращением: за время прохождения крови в капиллярах

через проницаемые стенки капилляров плазма крови 40 раз полностью обновляется с интерстициальной

жидкостью. Серии химических реакций обмена веществ называют метаболическими путями, в них при

участии ферментов одни биологически значимые молекулы последовательно превращаются в другие.

Основные метаболические пути и их компоненты одинаковы для многих видов. Например, некоторые

карбоновые кислоты, являющиеся интермедиатами цикла трикарбоновых кислот присутствуют во всех

организмах Катаболические, анаболические пути. Ферментативное расщепление основных питательных

веществ, а именно углеводов, жиров и белков, происходит в клетке через ряд последовательных

ферментативных реакций. Катаболизм основных питательных веществ включает три главные стадии. На первой

стадии крупные пищевые молекулы расщепляются на составляющие их основные строительные блоки.

Полисахариды, например, расщепляются до гексоз или пентоз, липиды — до жирных кислот, глицерина и

других компонентов, белки — до аминокислот, которых имеется 20 видов. На второй стадии большое число

продуктов, образовавшихся на первой стадии, превращается в более простые молекулы, число типов которых

сравнительно невелико. Так, гексозы, пентозы и глицерин, разрушаясь, превращаются сначала в

трехуглеродный фосфорилированный сахар — глицеральдегид-3-фосфат, а затем расщепляются далее до

единственной двууглеродной формы — ацетильной группы, входящей в состав ацетил- КоА. Двадцать

различных аминокислот также дают при расщеплении лишь несколько конечных продуктов, а именно ацетил-

КоА, α-кетоглутарат, сукцинат, фумарат и оксалоацетат. Продукты, образовавшиеся на второй стадии, вступают

в третью стадию, которая для них всех является общей и на которой они в конечном счете окисляются до CO2 и

воды. Процесс анаболизма также включает три стадии. Исходными веществами, или строительными блоками

служат для него соединения, поставляемые третьей стадией катаболизма. Таким образом, третья стадия

катаболизма является в то же время первой, исходной, стадией анаболизма. Синтез белка, например,

начинается на этой стадии с α - кетокислот, являющихся предшественниками α -аминокислот. На второй стадии

анаболизма α -кетокислоты аминируются аминогруппой доноров с образованием α -аминокислот, а на третьей,

заключительной, стадии аминокислоты объединяются в пептидные цепи. Продукты метаболизма выводятся с

мочой, фекалиями, выдыхаемым воздухом и потом. Специфические вещества задерживаются или удаляются из

организма в той степени, в какой это необходимо для поддержания гомеостаза, при этом вместе со шлаковыми

продуктами распада выводятся потенциально полезные вещества. Небольшие количества этих веществ

выводятся из организма в виде кишечных газов, волос, ногтей, десквамированного эпителия кожи, кожного

сала, ушной серы, слизи из полости носа и влагалища, слюны, слез, семенной жидкости и менструальных

выделений.