Обмен веществ и энергии в организме

Обмен веществ и энергии в организме

   В организм человека поступают вещества (белки, жиры, углеводы), витамины, вода и минеральные соли. Кислород воздуха проникает в кровь через легкие, частично - через кожу. Они необходимы клеткам и тканям, в которых происходят биохимические процессы, образуются специфические вещества (полезные и вредные) и энергия. Продукты обмена веществ (экскреты) выводятся через почки, легкие, кожу и органы желудочно-кишечного тракта.

  Обмен веществ и энергии (метаболизм) - это совокупность физиологических процессов, направленных на обеспечение организма необходимыми для его жизнедеятельности веществами, их превращение и использование для получения энергии и построения клеточных структур, и в конечном итоге на удаление во внешнюю среду ненужных продуктов происшедших реакций. Метаболизм - это превращение в организме сложных веществ в простые и удаление продуктов распада.

  Метаболизм связан с процессами синтеза и распада различных структур. В клетках образуются разнообразные вещества, используемые для построения, обновление структур клеток Синтез новых веществ проходит с затратой энергии. Процесс синтеза веществ называется анаболизмом, ассимиляцией. Это пластический обмен веществ, которому необходима энергия она образуется при распаде сложных полимеров на мономеры, воду, углекислый газ.

  Реакции расщепления питательных веществ с выделением энергии, называется катаболизмом, диссимиляцией. Они сопровождаются энергетическим обменом веществ с участием ферментов.

     Метаболизм включает процессы анаболизм и катаболизм, которые происходят в организме постоянно в течение всей жизни. Процессы анаболизма преобладают в детском возрасте, необходимы для роста. Преобладание процессов диссимиляции ведут к истощению, старению, гибели организма.  

  Питательные вещества, минеральные соли имеют определенное значение для организма, для них характерны свои процессы метаболизма, витамины играют в основном роль катализаторов биохимических процессов, так как большинство из них входят в состав ферментов.

Регуляция обмена веществ

  Регуляция теплообмена происходит нейрогуморальным путем. Центр терморегуляции находится в гипоталамусе (промежуточном мозге, к нему поступают импульсы от терморецепторов, которые воспринимают изменение температуры различных участков тела человека даже на 0, 01 градуса. Этот отдел головного мозга включает в себя важные центры обмена веществ: голода и насыщения, жажды, терморегуляции через вегетативную нервную систему. Эндокринная система оказывает решающее влияние на регуляцию обмена веществ и энергии. Гормоны действуют на биохимические превращения непосредственно в клетке, вызывая изменения в функциях всего организма. Соматотропный гормон гипофиза оказывает анаболическое действие, ускоряя синтез пластических веществ, ускоряет рост. Гормоны мозгового вещества надпочечников усиливают окислительные процессы, энергообразование. Тироксин и трийодтиронин (гормоны щитовидной железы) стимулируют синтез белка из аминокислот и разрушение жиров и углеводов.

В организме динамически уравновешены пластический и энергетический обмен, входящие в состав метаболизма:

пластический обмен = анаболизм = ассимиляция — биосинтеза органических веществ, компонентов клеток и тканей;

энергетический обмен = катаболизм = диссимиляция — расщепление сложных молекул и компонентов клеток.

                                        Рис. Метаболизм

Пластический обмен (ассимиляция, или анаболизм) - реакции образования сложных органических веществ из простых, протекающие с использованием энергии. Энергетический обмен (диссимиляция, или катаболизм) - процессы расщепление и окисление сложных органических веществ до простых, идущие с высвобождением энергии, запасённой в веществах пищи. В организме ассимиляция и диссимиляция уравновешены.

Энергетический обмен - это совокупность химических реакций постепенного распада органических соединений, сопровождающихся высвобождением энергии, часть которой расходуется на синтез АТФ. Синтезированная АТФ становится универсальным источником энергии для жизнедеятельности организмов. Она образуется в результате реакции фосфорилирования - присоединения остатков фосфорной кислоты к молекуле АДФ.

Преобладание анаболических процессов обеспечивает рост, накопление массы тела, преобладание же катаболических процессов ведет к частичному разрушению тканевых структур, уменьшению массы тела. При катаболизме происходит превращение химической энергии соединений, освобождаемой при их расщеплении, в тепловую, механическую и, частично, в электрическую энергию.