Обмен веществ и энергии в организме. Пластическая и энергетическая ценность питательных веществ. Общие принципы регуляции обмена веществи энергии в организме.

Обмен веществ – это совокупность процессов поступления питательных веществ в организм, использования их организмом для синтеза клеточных структур и выработки энергии, а также выделения конечных продуктов в окружающую среду. Обмен веществ проходит в три этапа: 1) поступление веществ в организм (обеспечивает пищеварительная система); 2) использование веществ клетками организма и 3) выделение продуктов распада в окружающую среду посредством систем дыхания и выделения.

Питание – это совокупность питательных веществ и их способ поступления в организм. Питательные вещества – это продукты гидролиза жиров, белков и углеводов (мономеры0 – пластический и энергетический материал, а также вода, минеральные соли и витамины, которые являются только пластическими материалами.

Ассимиляция – совокупность процессов, обеспечивающих поступление питательных веществ во внутреннюю среду организма, и использование их для синтеза клеточных структур и секретов клеток.

Пищеварение – первый этап ассимиляции (расщепление белков, жиров и углеводов пищи с помощью гидролиза). Конечными продуктами гидролиза белков являются аминокислоты, нуклеотиды; углеводов – моносахариды; жиров – жирные кислоты, моноглицериды.

Анаболизм – заключительная часть ассимиляции, совокупность внутриклеточных процессов, обеспечивающих синтез структур и секретов клеток организма. Исходными продуктами анаболизма являются: мономеры (аминокислоты, моносахариды, жирные кислоты, моноглицериды, нуклеотиды), а также вода, минеральные соли и витамины; конечными – полимеры: специфические белки, жиры, углеводы, нуклеиновые кислоты. Анаболизм обеспечивает восстановление распавшихся в процессе диссимиляции клеточных структур, восстановление энергетического потенциала, рост развивающегося организма.

Диссимиляция – процесс распада клеточных структур до мономеров и других соединений без высвобождения энергии. Исходными продуктами диссимиляции являются белки, жиры и углеводы клеток организма, конечными – аминокислоты, моносахара, жирные кислоты, нуклеотиды, содержащие энергию.

Катаболизм – процесс распада мономеров и других соединений, попадающих в клетку из крови, до конечных продуктов (воды, углекислого газа и аммиака) с высвобождением энергии.

У здорового взрослого человека наблюдается равновесие между процессами анаболизма и диссимиляции. В период роста, при беременности, при интенсивной физической нагрузке, в период выздоровления или выхода из состояния голодания анаболизм преобладает над диссимиляцией. В старости, при истощениях, при голодании, при стрессовых состояниях диссимиляция выше анаболизма.

Анаболизм и диссимиляция в целом обеспечивают самообновление клеточных структур организма в ходе взаимосвязанных биохимических превращений.

Пластическая функция питательных веществ заключается в усвоении их и образовании из них более сложных, свойственных организму веществ, при этом поглощается энергия.

Энергетическая функция питательных веществ заключается в распаде органических веществ на более простые с выделением энергии.

Значение питательных веществ. 1) Обеспечивают клетки и ткани строительным материалом, сырьем для производства неоходимых веществ. 2) Обеспечивают клетки органическими веществами, способными к биологическому окислению и выделению энергии, неоходимой для жизнедеятельности организма.

Потребность в питательных веществах варьирует в зависимости от генетической конституции, размеров тела, возраста, пола, состояния эндокринной системы, физической активности, репродуктивной функции и др. Абсолютно необходимы для нормального обмена веществ и энергии вода, минеральные соли, микроэлементы и витамины.

Различают три уровня регуляции обмена веществ:

- автоматическую регуляцию на уровне клетки;

- нервную и гуморальную регуляции метаболизма;

Автоматическая регуляция на уровне клетки (саморегуляция)

В каждой клетке есть специализированные ультраструктурные элементы взаимодействие которых обеспечивает внутриклеточный метаболизм. В митохондриях образуется АТФ, окисление пировиноградной кислоты, жирных кислот. В лизосомах находятся гидролитические ферменты с активностью в кислой среде. В рибосомах происходит синтез белка.

В основе саморегуляции клетки лежит принцип обратной связи, т. е. концентрация вещества в клетке регулирует активность химического процесса, влияя на активность и синтез ферментов (например, фосфорилаза печени катализирует процесс и распада и синтеза гликогена печени в зависимости от концентрации глюкозы, при избыточном присутствии глюкозы активизируется процесс синтеза гликогена).