Обмін речовин та енергії
Що відрізняє живий організм від неживого. Чому з припиненням обміну речовин припиняється життя.
Кожен знає, що без бензину автомобіль нікуди не поїде. Саме за рахунок згорання бензину утворюється енергія, яка необхідна для руху.
Приблизно так само працюють всі живі організми. “Бензин”, тобто їжа, яку їдять люди, включається в ланцюг хімічних перетворень. В результаті утворюються енергія і необхідні для життя сполуки, а побічні продукти виводяться назовні. Білки, жири, вуглеводи, вітаміни, вода, мінеральні солі – всі вони потрапляють в організм з їжею і вступають в обмін речовин або метаболізм.
Основою життєдіяльності всіх систем, як на молекулярному і клітинному рівні, так і на рівні тканин, органів і всього організму є обмін речовин і енергії. Саме цей процес – один із специфічних ознак живої матерії. У ньому задіяно безліч ферментних систем і механізмів регуляції.
В процесі обміну речовини, що надійшли в організм, шляхом хімічних перетворень перетворюються у власні речовини тканин і в кінцеві продукти, які виводяться з організму. При цих перетвореннях вивільняється і накопичується хімічна енергія головним чином у вигляді фосфатних зв’язків аденозинтрифосфорної кислоти. Ця енергія використовується для підтримки постійної температури тіла і виконання різного виду робіт: механічної (м’язові скорочення), електричної (проведення нервових імпульсів), хімічної (процеси біосинтезу) і роботи, пов’язаної з перенесенням речовин (залози, кишечник, нирки і так далі). Організм постійно витрачає різні речовини і велика кількість енергії, необхідних для росту, розвитку і розподілу кожної клітини.
Чи знаєте ви, що…
– Протягом життя майже всі клітини нашого організму змінюються кілька разів. За рік кров повністю оновлюється 3 рази, за добу замінюється 450 мільярдів еритроцитів і до 30 мільярдів лейкоцитів, до 50% епітеліальних клітин шлунка і кишечника, 1/75 всіх кісткових клітин скелета.
В ході метаболізму речовини, що надійшли з перевареної їжі в кров, ферментативно розщеплюються на менші молекули (катаболізм), і цей процес супроводжується вивільненням енергії.
Метаболізм являє собою сукупність процесів перетворення і обміну речовин і енергії, що відбуваються в живому організмі або між організмом і навколишнім середовищем.
Утворилися в результаті катаболізму простіші сполуки служать вихідними речовинами для синтезу білків, нуклеїнових кислот, ліпідів і полісахаридів (анаболізм), необхідних організму в якості клітинних компонентів і для виконання різних функцій. Анаболічні процеси протікають зі споживанням енергії. Швидкість знаходяться в нерозривному зв’язку процесів катаболізму і анаболізму залежить від умов навколишнього і внутрішнього середовища.
Вищими ланками регуляції обміну речовин і енергії у людини є ендокринна і нервова системи, які пов’язують метаболічні процеси, що відбуваються в різних органах і тканинах, і пристосовують їх для виконання функцій, властивих всьому організму в цілому. Нервова система виступає об’єднуючим началом. Отримуючи сигнали з навколишнього середовища і внутрішніх органів, вона аналізує їх і направляє імпульси тим органам, зміна швидкості метаболізму в яких необхідно в даний момент для виконання певної функції. Найчастіше ця регуляція відбувається через залози внутрішньої секреції, які збільшують або знижують вироблення гормонів і надходження їх в кров.
Висока багаторівнева ступінь контролю і регуляції метаболізму дозволяє організму справлятися з різними несприятливими впливами (забруднення навколишнього середовища, стрес, захворювання та інші) без пошкодження механізмів обміну речовин і енергії. З іншого боку, порушення обміну речовин на будь-якому рівні (в тому числі і в результаті захворювання) може в певній ситуації стати початком багатоступінчастого процесу пошкоджень всіх ланок метаболізму і привести в підсумку до порушення функцій тканин і органів, що проявляється у вигляді різних захворювань. Порушення рівноваги між процесами катаболізму і анаболізму може призводити до енергетичних проблем в клітці, недостатнього відтворення функціонально важливих дзвінків (ферментів, гормонів), зниження здатності клітин адаптуватися до дефіциту кисню або зменшення їх здатності засвоювати кисень. Це, в свою чергу, веде до порушення взаємодії клітини з навколишнім середовищем і зміни умов функціонування тканин і органів. Найбільш глибокі і істотні зміни в організмі відбуваються при скороченні вироблення енергії, порушення використання вуглеводів, дефектах в системі біосинтезу біологічно активних речовин, особливо похідних амінокислот (медіаторів, гормонів). Пошкодження механізмів метаболізму на молекулярному і клітинному рівні, в тому числі і в результаті аутоімунних процесів, порушують функції тканин і органів, при цьому страждає метаболічну постійність внутрішнього середовища організму і регуляторні процеси. У свою чергу, розлад процесів регуляції метаболізму на рівні нервової та ендокринної систем може привести до важких порушень обміну речовин і енергії організму в цілому, як це має місце при цукровому діабеті, дифузному токсичному зобі, гіпотиреозі та інших захворюваннях.
Порушення метаболізму можуть викликатися як зовнішніми, так і внутрішніми чинниками. Зовнішніми факторами є якісний і кількісний склад їжі, склад вдихуваного повітря, попадання в організм токсичних газів, іонів важких металів, сполук миш’яку, ціанідів, канцерогенів, токсинів, проникнення патогенних (хвороботворних) мікробів. До внутрішніх факторів належать генетичні дефекти, що приводять до порушення синтезу або дії біологічно активних речовин в організмі або компонентів клітин. Це призводить до надмірного накопичення продуктів метаболізму, в тому числі надають токсичну дію на організм, або до недостатнього харчування тканин киснем (гіпоксія).
(1 votes, average: 5.00 out of 5)