Сущность обмена веществ и энергии

Отличительным признаком живых организмов является посто­янный обмен веществ с окружающей их внешней средой. Сущ­ность обмена веществ состоит в том, что из внешней среды в ор­ганизм поступают разнообразные, богатые потенциальной хими­ческой энергией вещества. В организме эти вещества расщепля­ются на более простые. Освобождающаяся при этом энергия обеспечивает протекание различных физиологических процессов и выполнение внешней работы. Кроме того, поступающие в орга­низм вещества используются для восстановления изнашиваемых

и построения новых клеток и тканей и для образования гормонов и ферментов. Некоторые органические вещества при избыточном поступлении могут депонироваться в организме, т. е. отклады­ваться в виде запасов. Образующиеся в процессе обмена продук­ты распада удаляются из организма во внешнюю среду органа­ми выделения.

Питательными веществами, снабжающими организм энергией, и строительным (пластическим) материалом являются белки, жиры и углеводы. Кроме того, для нормального протекания об­мена веществ в организме необходимо поступление витаминов, воды и минеральных солей. Значение всех этих веществ будет рассмотрено ниже.

По своей химической природе обмен веществ в организме представляет собой сложную систему связанных друг с другом реакций расщепления (диссимиляции) и синтеза (ассимиляции) органических веществ. При реакциях расщепления происходит освобождение потенциальной химической энергии, которая может быть использована для выполнения различной работы. Реакции синтеза, напротив, требуют для своего осуществления притока энергии извне. Затрачиваемая при этом энергия превращается в потенциальную химическую энергию образующихся сложных молекул.

Ферменты. Все химические реакции в организме, в том числе переваривание пищи, окислительно-восстановительные про­цессы и другие химические превращения в клетках тела, осуще­ствляются при участии биологических катализаторов, или фер­ментов. Ферменты характеризуются следующими общими свой­ствами: 1) активно действуют в минимальных количествах, 2) обладают специфичностью, т. е. ускоряют только строго опре­деленные реакции, 3) проявляют максимальную активность при определенной температуре, у человека—при 37—40°, 4) при наг­ревании до 80—100° разрушаются, 5) проявляют активность при строго определенном рН среды. Кроме температуры и рН среды на активность ферментов влияют разнообразные химические ве­щества. Те из них, которые повышают активность ферментов, на­зываются активаторами, те же, которые понижают, — ингибито­рами.

Обмен веществ и энергии в организме регулируется централь­ной нервной системой. Это осуществляется как путем непосредст­венной посылки нервных импульсов к тканям, так и через желе­зы внутренней секреции, гормоны которых влияют на уровень обмена веществ. В изменении обмена веществ, обеспечивающем приспособление организма к различным условиям жизни, боль­шое значение принадлежит условным рефлексам. Индифферент­ные раздражители после повторного сочетания с факторами, вли­яющими на обмен веществ, могут изменять его в нужном направ­лении. Длительное отсутствие ви­тамина С в пище приводит к смерти либо от истощения, либо от инфекционных заболевании, сопротивляемость организма к ко­торым при цинге резко понижена. В настоящее время значительно чаще, чем цинга, встречается гиповитаминоз С. Это состояние возникает, когда потребность в этом витамине возрастает, а содержание его в пище остается не­изменным. Потребность организма в витамине С увеличивается при напряженной мышечной деятельности, при высокой темпера­туре окружающей среды и высоком барометрическом давлении. Гиповитаминоз С характеризуется повышенной утомляемостью, кровоточивостью десен, понижением устойчивости организма к инфекционным заболеваниям. Организм человека не может синтезировать аскорбиновую кислоту и получает ее главным образом с растительной пищей. Особенно богаты аскорбиновой кислотой ягоды шиповника, чер­ная смородина и другие ягоды, фрукты и овощи. Аскорбиновая кислота всасывается в кровь в тонком кишеч­нике. В плазме ее содержится около 0,0015%. В организме наибо­лее богаты аскорбиновой кислотой гипофиз и надпочечники. Они представляют собой депо этого витамина. Избыток аскорбиновой кислоты, поступающей в организм, выводится почками вместе с мочой.

Витамины группы D. Эти витамины стимулируют рост организма и обеспечивают нормальное протекание обмена каль­ция, фосфора, железа и магния. Кроме того, витамины D участ-вукп в углеводном обмене. Они способствуют увеличению запа­сов гликогена в печени и скелетных мышцах. При длительном отсутствии или недостатке витамина D у детей развивается забо­левание рахит. Его характерным признаком является нарушение обмена фосфора и кальция в организме, что сопровождается из­менениями в функциональном и морфологическом состоянии мно­гих органов. Прежде всего при рахите поражается костная ткань. Это проявляется в виде деформации плоских и трубчатых костей (изменение формы черепа и грудной клетки, искривление го­леней).

Витамин D содержится в яйцах, молоке, масле, в печени трес­ковых рыб. Под влиянием солнечного света, имеющего в своем спектре ультрафиолетовые лучи, в коже человека происходит синтез витамина D

Кроме описанных здесь витаминов большое значение для жизнедеятельности человека и животных имеют фолиевая кисло­та, биотин, холин, витамин Е (фактор размножения) и витамин К. Все они широко распространены в природе, и поэтому при нор­мальном питании потребность организма в них полностью удов­летворяется.

Дата добавления: 2015-07-15