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.

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 (которые способствует росту, выживанию и воспроизведению человека).

Обмен веществ включает три этапа: 1) поступление веществ в организм (дыхание и питание), 2) метаболизм (катаболизм и анаболизм), 3) выделение конечных продуктов из организма.

Обмен веществ и энергии обеспечивается различными физиологическими и биохимическими процессами. Под физиологическими процессами понимают мотивации питания, передвижение пищи по пищеварительному тракту, ее переваривание, всасывание, транспорт и утилизация мономеров питательных веществ и выделение во внешнюю среду продуктов обмена. Под биохимическими процессами понимают физико-химические превращения поступающих с пищей веществ (с участием ферментов, витаминов, электролитов, кислорода).

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

Питательные вещества являются единственным источником энергии для человека. Пластическая роль питательных веществ состоит в том, что из них после сложных химических превращений образуются собственные структурные компоненты клеток и тканей.

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 с выделением энергии. 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).

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

Метаболизм – 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.

На интенсивность метаболизма влияют: мышечная работа, недавнее употребление пищи, температура окружающей среды, рост, масса и площадь поверхности тела, пол (у мужчин), эмоциональное состояние, возраст (после 30 лет жизни), температура тела (прямо пропорционально), йодсодержащие гормоны щитовидной железы и адреналин.

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: анаболизма (ассимиляция ) и катаболизма (диссимиляция).

Анаболизм (пластический обмен) – 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 и 35% на поддержание трансмембранных градиентов (Na/K - насоса др.), проведения нервного импульса. Энергия расходуется для синтеза белков, секреции мышечных сокращений и др. форм жизнедеятельности. Основным показателем активности анаболических процессов является положительный азотистый баланс.

Катаболизм (энергетический обмен) – это ферментативное расщепление в процессе окислительных реакций крупных органических молекул питательных веществ на более простые до СО₂ и Н₂О. 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. Расщепление сложных органических веществ сопровождается высвобождением энергии.

В организме взрослого здорового человека реакции анаболизма и катаболизма находятся в состоянии динамического равновесия.

Рост, развитие организма, состояние беременности, восстановительные реакции, переедание обычно характеризуются относительным преобладанием анаболических реакций.

Физические нагрузки, психоэмоциональные стрессорные реакции, а также старческий возраст, определённые заболевания приводят к преобладанию катаболических реакций.

Дата добавления: 2014-01-20