Конечно, обмен веществ – это огромная тема, включающая в себя неисчислимое количество сложных химических процессов.

На этой странице мы лишь слегка коснёмся нескольких его сторон, имеющих отношение к теме сайта. Мы коротко расскажем об:

1. общем обмене веществ,
2. энерго-обмене,
3. водно-солевом обмене.

Энерго-обмен и водно-солевой обмен выбраны потому что пототделение принимает в них самое активное участие. А понимание процессов общего обмена веществ является ключём ко всему остальному.

Каждый день с пищей в наш организм поступают разнообразные питательные вещества. Но, при этом, наше тело состоит не из морковки, капусты или котлет по-киевски. Оно состоит из белков, жиров, углеводов и многих других веществ, синтезируемых самим организмом в процессе обмена веществ.

Обмен веществ (метаболизм) — набор химических реакций, которые возникают в живом организме для поддержания жизни.

Благодаря этим химическим реакциям питательные вещества, попадающие в наш организим, превращаются в составные части клеток этого самого организма, а продукты распада выводятся из него.　

Химические реакции в организме осуществляются в двух противоположных направлениях.

С одной стороны - это расщепление сложных соединений до более простых (катаболизм, или диссимиляция).

С другой стороны - это синтез сложных соединений из более простых. Совокупность таких реакций называют анаболизмом, или ассимиляцией.

В организме процессы катаболизма и анаболизма находятся в состоянии динамического равновесия.

Преобладание анаболических процессов будет приводить к росту, к увеличению массы тканей.

Преобладание процессов катаболизма будет приводить к потере веса и разрушению сначала жировых, а потом и остальных тканей нашего организма.

При равенстве скоростей этих процессов рост организма прекращается и обмен веществ переходит в состояние, близкое к стационарному.

В детстве и юности у человека преобладают анаболические реакции. В старости – катаболические.

Четыре стадии процесса

Обмен веществ можно разделить на несколько стадий:

1. Первая стадия (диссимиляция) - начинается в желудочно-кишечном тракте. На этой стадии происходит ферментативное расщепление сложных органических веществ, поступивших в организм в виде пищи. В результате этого расщепления из сложных молекул образуются простые, часть из которых впоследствии послужит исходным материалом для будущего синтеза.
2. На этом этапе происходит всасывание через кишечную стенку продуктов расщепления в кровь и транспортировка их кровью по сосудам и капилярам к каждой клетке нашего тела, к местам будущего синтеза.
3. В клетках продолжаются катаболические процессы расщепления, но параллельно с ними происходят анаболические процессы синтеза, в результате чего из простых веществ строятся сложные, уже присущие самому нашему организму: белки, липиды (жиры), углеводы, сахара, нуклеиновые кислоты и многие другие.
4. На этом этапе организм освобождается от продуктов распада, т.е. тех веществ, которые ему больше не нужны.

Все процессы, описаные выше, нуждаются в энергии.

Проблема обеспечения нашего организма энергией решается точно также как проблема его обеспечения веществами для синтеза.

Мы отчасти повторим здесь содержание предыдущего раздела.

Источником энергии, как и источником исходных материалов для синтеза всех веществ в организме, является пища.

Пища, попадая в наш организм, расщепляется. В ходе расщепления выделяется энергия. Часть этой энергии рассеивается, поднимая температуру тела. Другая часть будет использована в реакциях синтеза.

В отличие от катаболических реакций, идущих с выделением тепла, анаболические реакции, наоборот, нуждаются в энергии для своего протекания. Эта необходимая энергия будет получена ими в результате катаболических реакций расщепления.

АТФ – универсальный источник энергии

Энергия, высвобождающаяся при распаде органических веществ, не сразу используется клеткой, а сначала запасается в форме специальных соединений, как правило, это аденозинтрифосфат (АТФ).

АТФ – своеобразный аккумулятор энергии в клетке.

При синтезе АТФ этот аккумулятор, образно говоря, “заряжается” энергией, возникающей при расщеплении веществ, пришедших с пищей.

Позже АТФ сам подвергнется расщеплению. Аккумулятор разрядится.

Эта разрядка подстраивается под нужды синтеза и обеспечивает бесперебойность снабжения. Когда это требуется, АТФ расщепляется и предоставляет энергию для реакций синтеза белков, жиров, углеводов и любых других жизненных функций клеток.

Кругооборот енергии и вещества

Молекулы белков функционируют в организме от нескольких часов до нескольких дней. За этот период в них накапливаются нарушения, и белки становятся непригодными для выполнения своих функций. Они заменяются на вновь синтезируемые, а старые расщепляются с выделением энергии. Часть энергии опять рассеивается, поднимая температуру тела. Но другая её часть опять используется для синтеза АТФ и так, по кругу, пока мы живы.

Вот такой кругооборот вещества и энергии.

Вода в тканях человека

 Суточное потребление воды

Суточное потребление человеком воды составляет, примерно, 2, 5 л. 

Из них:

1. 1,2 л он выпивает
2. 1 л он получает с пищей.
3. 0,3 л он получает при окислении пищевых веществ.

При нормальном водном балансе столько же воды (около 2,5 л) выделяется из организма:

1. 1-1,5 л выводится почками
2. около 0,5 л выводится с потом
3. около 0,4 л выводится лёгкими через дыхание
4. 0,05 – 0,2 л выводится с калом

Транспортная функция воды

Вода в составе крови, лимфы, мочи или пота играет роль транспорта.

При помощи крови питательные вещества, необходимые для синтеза, попадают в места синтеза. Кислород, участвующий в реакциях окисления, доставляется артериальной кровью от легких к каждой клетке тела. Ненужные продукты распада, наоборот, уносятся венозной кровью и, впоследствии, выводятся из организма в составе мочи и пота.

Внутриклеточная вода – это среда, в которой происходят обменные процессы. В этом случае она является посредником между взаимодействующими веществами. То есть обеспечивает это взаимодействие и, таким образом, сохраняет свои транспортные функции.

Благодаря этому вода непосредственно учавствует в формировании клеточных структур и, в значительной мере, определяет их активность. Так, от степени набухания митохондрий зависит интенсивность протекающих в них процессов окислительного фосфорилирования (один из этапов синтеза АТФ), от насыщения водой рибосом — активность биосинтеза белка. Только при определенной степени оводнённости белки и нуклеиновые кислоты полностью проявляют свою биологическую активность.

Минеральные элементы

Минеральные элементы находятся в организме в виде солей, которые распадаются на ионы. Кругооборот этих элементов в организме называют солевым обменом веществ.

В состав организмов входят ионы Na+, К+, Са++, Mg++, Cl-, сульфаты, фосфаты, бикарбонаты; они определяют характер физико-химических процессов в тканях.

Особенно велико значение минеральных элементов в функционировании ферментативного аппарата любого живого организма.

Многие ферментативные реакции протекают только в присутствии определенных ионов.

К микроэлементам относятся: В, Мп, Zn, Си, Мо, Со, Ni, Li, Se, I, CI, Br и некоторые другие элементы.

Гормоны гипофиза оказывают существенное влияние на баланс воды. Диуретический гормон передней доли гипофиза обеспечивает выведение воды, а его антагонист вазопрессин (гормон задней доли гипофиза) удерживает воду, обеспечивая обратное всасывание ее в почечных канальцах.