Сущность обмена веществ в организме

Около столетия тому назад французский физиолог Клод Бернар установил, что живой организм и среда образует единую систему, внутри которой происходит непрерывный обмен веществ и энергии.

Сущность обмена веществ в организме

Обмен веществ и энергии – основа процессов жизнедеятельности организма он принадлежит к числу важнейших специфических признаков живой материи.

Обмен веществ – это совокупность изменений, которые претерпевают вещества от момента их поступления в пищеварительный тракт, до образования конечных продуктов распада (кот, способствует росту, выживанию и воспроизведению человека). Питательные вещества являются для человека единственным источником энергии.

Пластическая роль питательных веществ состоит в том, что из них после сложных химических превращений образуются собственные структурные компоненты клеток и тканей.

Потребность в питательных веществах варьирует в зависимости от генетической конституции, размеров тела, возраста, пола, состояния эндокринной системы, физической активности, репродуктивной функции и др.

Процесс обмена веществ подчиняется всеобщему закону сохранения материи: при всех явлениях природы видоизменяется только форма вещества, количество же его остается постоянным.

В организме человека, в его органах, тканях и клетках идет непрерывный процесс образования сложных веществ из более простых. Одновременно с этим происходит распад, окисление сложных органических веществ до СО₂ и Н₂О. Работа органов сопровождается непрерывным их обновлением: одни клетки погибают, другие их заменяют. У взрослого человека в течение суток гибнет и заменяется 1/20 клеток кожного эпителия. Через каждые 80 дней половина белков в организме обновляются.

Рост и обновление клеток организма возможны только в том случае, если в организме непрерывно поступают О₂ и питательны вещества (строительный материал).

М е т а б о л и з м – совокупность физических, химических и физиологических процессов, обеспечивающих получение и доставку к клеткам, органам и тканям энергии из экзо - и эндогенных источников, обеспечение пластических потребностей с целью обновления структур и выведения из организма продуктов метаболизма.

Условно в процессе обмена веществ можно выделить три этапа:

Первый этап - ферментативное расщепление питательных веществ.

Второй этап –транспорт питательных веществ жидкими средами организма к тканям и клеточный метаболизм, результатом которого является их ферментативное расщепление до конечных продуктов.

Третий этап – выведение конечных продуктов метаболизма из организма в составе мочи, кала, пота, через легкие в виде СО₂, воды и т.д.

Промежуточный обмен веществ – совокупность химических превращений питательных веществ с момента поступления их в кровь до начала выделения конечных продуктов жизнедеятельности из организма.

Промежуточный обмен состоит из 2 взаимосвязанных процессов: катаболизма (диссимиляция) и анаболизма (ассимиляция).

Катаболизм – это ферментативное расщепление в процессе окислительных реакций крупных органических молекул питательных веществ на

более простые (расщепление сложных органических веществ сопровождается высвобождением энергии) до СО₂ и Н₂О, т.е. эти 2-а процесса взаимосвязаны.

Анаболизм – это ферментативный синтез из простых органических молекул крупномолекулярных клеточных компонентов- полисахаридов, нуклеиновых кислот, белков, липидов- т.е. это совокупность процессов направленных на построение структур организма – через синтез сложных органических веществ - протекает с потреблением энергии. Основным аккумулятором и переносчиком энергии является АТФ. При освобождении фосфатной группы освобождается энергия. В энергообмене клетки до 15% - энергии, заключенной в АТФ, расходуется на поддержание целостности и 50% на ее функциональную готовность. Энергия расходуется для синтеза белков, поддержания трансмембранных градиентов (Na / K насос. и др.) проведения нервного импульса, секреции мышечных сокращений и др. форм жизнедеятельности. Основным показателем активности анаболических процессов является положительный азотистый баланс.

Т.о., обмен веществ – это совокупность изменений, которые претерпевают вещества от момента их поступления в пищеварительный тракт, до образования конечных продуктов распада.

Химические превращения пищевых веществ начинаются в пищеварительном тракте. Сложные вещества белки, жиры и углеводы под действием ферментов пищеварительного тракта расщепляются до более простых: белки – до аминокислот; жиры – до триглицеридов и жирных кислот; углеводы – до моносахаридов, затем они всасываются в кровь и лимфу и переносятся в клетки.

Потребность живых организмов обеспечивается не только питательными веществами, но так же организму необходимы витамины, минеральные вещества и вода. Крайние формы нарушения обмена веществ и энергии – кахексия и ожирение.

Ведущими гомеостатическими показателями, которые определяют оптимальный для нормальной жизнедеятельности метаболизм, являются константы крови.

Нервные и гуморальные влияния регулируют концентрацию ферментов и скорость их синтеза – соответственно и скорость обменных процессов (реакций), которые катализируются этими ферментами. Гормоны регулируют мембранный транспорт веществ, изменяя интенсивность метаболических процессов.

II. Обмен белков

Среди органических элементов белки занимают в обмене веществ особое место. Везде где есть, жизнь – находятся белки. Белки – это природные органические соединения. Через белки происходит передача генетической информации. Большое значение в синтезе белков организма принимают белки плазмы крови – альбумины и глобулины.

Функции белков в организме многообразны:

Белки поддерживают онкотическое давление, вязкость, участвуют в поддержании рН крови (буферные свойства), они поддерживают постоянство водно-солевого обмена организма, креаторные связи, и т.д.

1. Пластическое или структурное значение белков – они входят в состав всех клеток и межтканевых структур, цитоплазмы гемоглобина, плазмы крови, а также обеспечивают рост и развитие организма за счет процессов биосинтеза (являются резервом для построения тканевых белков).

Белки поддерживают онкотическое давление, вязкость, участвуют в поддержании рН крови (буферные свойства), они поддерживают постоянство водно-солевого обмена организма, креаторные связи, и т.д

2. Каталитическая, или ферментативная, активность белков регулирует скорость биохимических реакций. Белки-ферменты определяют все стороны обмена веществ и образование энергии не только из самих протеинов, но и из углеводов и жиров. Белки входят в состав многих гормонов.

3. Защитная функция заключается в образовании иммунных белков-антител (иммунные реакции). Белки способны связывать токсины и яды; обеспечивают свертывание крови (гемостаз).

4. Транспортная функция – перенос кислорода и двуокиси углерода эритроцитарным белком - гемоглобином; связывание и перенос некоторых ионов (железо, медь, водород) лекарственных веществ, токсинов.

5.Энергетическая функция – белков определяется их способностью освобождать при окислении энергию: 1 г белка аккумулирует 16,7 кДж (4,0 ккал).

По степени важности пластическая роль белков в метаболизме превосходит их собственную энергетическую, а также пластическую роль других питательных веществ. Использовать белки для энергетических нужд слишком не выгодно. Это все равно, что делать ложки и вилки из золота.