Метаболизм — обмен веществ и энергии в клетке. Вещества, поступающие в организм, под химическим воздействием превращаются в собственные компоненты тканей или конечные продукты. Во время процесса освобождается и поглощается энергия. Подобные реакции носят ферментативный характер.
Описание процессов
В организме человека происходит нервно-гуморальная регуляция метаболизма. С учетом компонентов, входящих в состав метаболизма, можно составлять две схемы его проявления:
- Анаболизм=Ассимиляция=Пластический обмен (биосинтез органических клеточных компонентов и тканей).
- Катаболизм=Диссимиляция=Энергетический обмен (происходит расщепление сложных соединений).
За счет преобладания анаболических процессов обеспечиваются рост и увеличение массы тела. Если в организме человека происходит больше катаболических преобразований, тогда частично разрушаются ткани, уменьшается вес. Основная характеристика катаболизма — превращение химической энергии в тепловую, механическую и электрическую.
Для обменных процессов, которые могут идти в животном и человеческом организме, характерны следующие функции:
- получение горючего для жизнедеятельности клеток;
- обеспечение строительным материалом, который необходим для роста и восстановления организма: синтез углеводов и белков, кислот разных групп из поступающей пищи;
- образование запасов белков в клетке в результате обменных процессов;
- вывод продуктов метаболизма.
Скорость реакции
Вещества и энергия переносятся из среды в организм со скоростью, равной темпам их переноса в противоположном направлении. Чтобы оценить интенсивность, складывается энергия. Общий показатель может изменяться с учетом нескольких условий, включая интенсивность выполняемой физической работы.
В состоянии полного покоя обмен не прекращается. Чтобы обеспечить постоянное функционирование внутренних органов, включая поддержку мышечного тонуса, затрачивается энергия. У мужчин значение показателя равняется 1300−1600 ккал в сутки, а у женщин — 1100−1400 ккал.
Некоторые вещества, из которых состоят пищевые комки, не подвергаются синтезированию. Они входят в группу незаменимых веществ. К ним относятся аминокислоты. Из существующих 20, которые являются основными у белков, организм образует только 12 аминокислот. Остальные 8 поступают внутрь с пищей. Незаменимыми веществами можно назвать лейцин, валин, лизин, триптофан.
В результате интенсивного обмена преобразуются некоторые полиненасыщенные жирные кислоты. Доказано, что клетки способствуют формированию одной удвоенной связи в жирных кислотах. Незаменимые витамины необходимы организму в незначительном количестве. Они являются основными участниками в образовании некоторых ферментов. При их дефиците медики используют понятие гиповитаминоза. Для постановки такого диагноза назначаются лабораторные исследования, изучаются признаки заболевания. Схема лечения направлена на устранение нехватки витаминов и поддержание иммунитета.
Кратко о получении энергии
При катаболизме углеводов происходит расщепление сложного сахара до моносахаридов — они быстро усваиваются клеточными структурами. Проникая внутрь, фруктоза с глюкозой переходят в пируват (химическое соединение). Одновременно наблюдается выработка АТФ (аденозинтрифосфат).
Пируват относится к промежуточным продуктам в разных метаболических путях. Он превращается в ацетил-КоА. Затем поступает в цикл трикарбоновых кислот. При перечисленных процессах происходит запасание части энергии и восстановление некоторых молекул. Для гликолиза (энергозапасающая реакция) характерно образование диоксида углерода. Он считается побочным продуктом жизнедеятельности организма.
При анаэробном условии тканевая жидкость, которая омывает клетки и осуществляет обмен веществ, способствует образованию лактата. Одновременно наблюдается окислительная реакция. Другой путь метаболизма моносахарида — получение пентозы (вещества, необходимого для синтеза нуклеиновой кислоты).
При катаболизме жиры гидролизуются в глицерин и свободные жирные кислоты — последние расщепляются при окислении. По такой схеме осуществляется синтез новых жирных кислот. Они выделяют больше энергии, чем углеводы. Это связано с тем, что в их состав входит больше атомов водорода.
Аминокислоты применяются для синтеза биомолекул, белков, окисления и получения мочевины. При окислительной реакции удаляются аминогруппы. Дисфункция внутренних органов приводит к нарушению обменного и энергетического процессов. Для нормализации жизнедеятельности организма проводится его комплексное обследование.
