Общая характеристика обмена веществ и энергии

Обмен веществи энергии – это совокупность физических, химических и физиологических процессов превращения веществ и энергии в организме человека. Это главная функция живой материи.

Процессы превращения веществ в организме происходят либо с затратой, либо с освобождением энергии. Поэтому общий процесс метаболизма имеет две стороны, неразрывно связанные между собой:

1. Анаболизм (ассимиляция, пластический обмен) – это совокупность реакций синтеза, протекающих в клетках. При этом из более простых веществ синтезируются более сложные вещества. Реакции анаболизма идут с затратой энергии. Основным источником энергии для реакций анаболизма является АТФ. Исходными веществами для анаболизма являются питательные вещества, поступающие в организм с пищей и образующиеся в результате процесса пищеварения. В результате анаболических реакций происходит постоянное самообновление, рост и развитие организма. Кроме этого, реакции анаболизма являются поставщиками органических соединений для процессов катаболизма.

2. Катаболизм (диссимиляция, энергетический обмен) – это совокупность реакций расщепления и распада более сложных органических веществ до более простых, вплоть до углекислого газа и воды. Эти реакции идут с освобождением энергии, примерно половина которой, превращается в тепловую и тратится на поддержание температуры тела, а вторая половина энергии запасается в виде макроэргических связей в молекулах АТФ, которая используется в реакциях синтеза.

Анаболизм и катаболизм находятся в организме в состоянии динамического равновесия. Соотношение анаболизма и катаболизма зависит от возраста, состояния здоровья и др. факторов. Наибольшие изменения под влиянием генов претерпевает синтез роста, наименьшие - синтез самообновления и функциональный синтез.

Преобладание анаболических процессов наблюдается в детском возрасте, что является причиной накопления массы и роста организма. В постнатальном онтогенезе можно выделить два этапа, связанные с изменениями анаболизма: падение уровня в течение первого года жизни и некоторый подъём, наиболее выраженный в периоде полового созревания.

в состав клеток входит около 70 химических элементов, образующих в организме два основных типа химических соединений: органические и неорганические вещества. Основными органическими веществами, из которых состоит организм человека, являются белки, углеводы, жиры, нуклеиновые кислоты, при этом одни вещества могут превращаться в другие, например, углеводы – в жиры и наоборот, белки могут превращаться в жиры и углеводы. Неорганические вещества организма – это вода и минеральные соли. Полноценная, сбалансированная пища должна содержать органические вещества в достаточном количестве и качестве, а также в ее составе должны быть необходимые минеральные соли и вода и витамины. Однообразное питание, приводящее к исключению отдельных компонентов, вызывает нарушение обмена веществ.

Принято выделять белковый, углеводный, жировой и водно-солевой обмен.

Обмен веществ в организме сопровождается обменом энергии. В организме постоянно происходит трата энергии в процессе выполнения различных функций (мышечная работа, секреторная деятельность желез, нервная деятельность и т. д.) при одновременном образовании энергии. Количество энергии, которое расходуется организмом только на поддержание жизнедеятельности, т.е. на процессы, происходящие в состоянии покоя носит название основного обмена.

Суточная потребность человека в энергии составляет в среднем около 3 100 кДж. Эта величина зависит от пола, возраста, физической и эмоциональной активности. Особенно высоки затраты энергии в пересчете на массу тела у детей 1-5 лет в связи с высокой активностью обменных процессов.