Жизнедеятельности организма

Обмен веществ представляет собой совокупность всех химических изменений и всех видов превращений ве­ществ и энергии, обеспечивающих рост, развитие, жизнеде­ятельность организма в целом. Он идет непрерывно во всех клетках, тканях и системах организма.

Благодаря обменным процессам происходит восприятие веществ, поступающих из внешней среды, и превращение их в вещества самого организма, а также обеспечение его энерги­ей. Через обмен веществ восстанавливается потеря воды в орга­низме (водный обмен), удовлетворяется потребность в мине­ральных веществах (минеральный обмен), возмещается распад органических веществ, необходимых для синтетических про­цессов, т. е. формируются новые клетки, синтезируются гор­моны, ферменты, пищеварительные соки и т. п. (пластичес­кий обмен).

Обмен веществ состоит из двух противоположных, па­раллельно протекающих процессов: катаболизма и анаболиз­ма. Катаболизм, или диссимиляция, включает реакции, свя­занные с распадом, окислением веществ и выведением из организма продуктов распада. Анаболизм, или ассимиляция, объединяет реакции, связанные с синтезом необходимых ве­ществ, их усвоением и использованием для роста, развития и жизнедеятельности организма.

Все процессы ассимиляции и роста возможны только в том случае, если в организм регулярно поступают питатель­ные вещества, являющиеся пластическим материалом, из которого синтезируется живая ткань. Значение питательных веществ не исчерпывается их использованием в качестве стро­ительного материала, они играют важную роль и как источ­ник энергии. Человек двигается, занимается физическим и умственным трудом, отдыхает — вся его жизнедеятельность сопровождается энергетическими затратами. Даже если он находится в полном покое, то его постоянно работающие органы — сердце, легкие, кровеносная система — расходу­ют определенное количество энергии. Следовательно, для поддержания жизни необходимо беспрерывное поступление питательных веществ. При их расщеплении образуется энер­гия, которую использует организм.

Химические реакции, обеспечивающие клетку энергией, происходят в митохондриях. В каждой клетке их содержится не­сколько сотен. Выделение энергии связано с двумя непрерывно протекающими процессами: окислением, т. е. образованием бо­лее мелких молекул (молочная и уксусная кислоты, диоксид углерода, аммиак, мочевина), и синтезом АТФ, что является конечным результатом внутриклеточного процесса превраще­ния -шергии. АТФ обеспечивает энергией все жизненно важные процессы пргаш-пма. Таким образом, пища — источник не только пластических пещести, но и энергии.

Основными питательными веществами, участвующими в обмене, являются белки, жиры и углеводы. Немалую роль в организме играет также обмен воды, минеральных солей и витаминов. Все они тесно взаимосвязаны и составляют еди­ное целое (только для удобства изучения обмен каждого из веществ рассматривается в отдельности).

Посредством обмена веществ, осуществляемого в резуль­тате неразрывно связанных процессов ассимиляции и дисси­миляции, происходит взаимодействие организма с внешней средой, что является обязательным условием для жизни. Про­цессы ассимиляции и диссимиляции согласованы между со­бой, организованы во времени и образуют целостную систе­му, обеспечивающую сохранение живого организма, его нормальную функциональную способность.

Сложная система регуляторных механизмов поддержива­ет необходимый уровень интенсивности процессов ассими­ляции и диссимиляции соответственно состоянию организма.

Обмен веществ в тканях на клеточном и молекулярном уров­нях происходит на основе саморегуляции. В целом в организ­ме регуляция обмена веществ осуществляется нервным и гу­моральным (нейрогуморальным) путями непосредственно или через биологически активные вещества — гормоны.

Большое влияние на обмен веществ оказывает тироксин — гормон щитовидной железы, который, воздействуя на струк­туру митохондрий, повышает интенсивность окислительных процессов. Тироксин существенно влияет и на белковый об­мен. На углеводный обмен регулирующее действие оказыва­ют гормон надпочечников — адреналин и гормон поджелу­дочной железы — инсулин. В регулировании жирового обмена участвуют гормоны поджелудочной и щитовидной желез, ги­пофиза и надпочечников.

Скорость химических реакций обмена веществ, их согла­сованность и последовательность регулируются также фер­ментными системами.

Программа обмена веществ.В разные периоды жизни че­ловека обмен веществ имеет свои особенности. В возрасте до 25 лет процессы роста и развития еще не завершены, обмен веществ характеризуется некоторым преобладанием ассими­ляции над диссимиляцией.

После 25 и до 60 лет в обмене веществ наступает равнове­сие. Интенсивность и объем процессов ассимиляции и дисси­миляции примерно равны. К 40 годам «белковая» программа заменяется «жировой», при которой отмечается образование нейтрального жира.

У людей в возрасте 60 и более лет процессы диссимиля­ции преобладают над ассимиляцией.

Энергетическое равновесие в организме достигается со­ответствующим поступлением и расходом энергии в тече­ние суток (рис. 5). Однако энергетический баланс может быть и иным. Так, неполноценное питание, при котором кало­рийность суточного рациона не покрывает затраты энергии, приводит к возникновению отрицательного энергетического баланса. При этом все ресурсы организма мобилизуются на максимальное возмещение образовавшегося энергетическо­го дефицита. Все пищевые вещества используются как ис­точники энергии, причем расходуется не только поступаю­щий с пищей белок, но и содержащийся в тканях. Это основной неблагоприятный фактор отрицательного энерге­тического баланса, вследствие чего развивается калорийная недостаточность, которая может привести к тяжелым заболеваниям, в частности, алиментарной дистрофии.

Противоположное и не менее серьезное явление — положительныйэнергетический баланс, который устанавливается, когда в течение продолжительного периода калорийность пищевого рациона значительно превышает затраты энергии. Длительно удерживающийся положительный энергетический баланс приводит к ожирению (избыточной массе), атеросклерозу.