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.