Обменные и энергетические процессы в организме

Регуляция обмена веществ. Механизм регуляции обмена веществ осуществляется нервно-гуморальным путем. Например, экспериментальное повреждение у животных ядер подбугровой области (промежуточный мозг) влечет резкое увеличение выведения из организма азота с мочой; при повреждении серого бугра той же области возникает нарушение жиро­вого обмена, наступает ожирение; повреждение других ядер вызывает резкое похудение. Укол в дно четвертого мозгового желудочка приводит к усилению углеводного обмена. Раздражение некоторых участков подбугровой области изменяет также обмен воды и минеральных солей — потеря воды организмом уменьшается или увеличивается.

В гуморальной регуляции обмена веществ принимают уча­стие, аиногда оказывают решающее влияние железы внутренней секреции (щитовидная железа, гипофиз, островковая часть поджелудочной железы, вырабатывающая гормон инсулин).

Обмен энергии. Об интенсивности процессов обмена веществ судят по количеству энергии, отдаваемой организмом за определенный промежуток времени, чаще всего за сутки. Одним из методов изучения количества энергии, освобождаю­щейся при обмене веществ, является прямая калориметрия. Сущность этого метода заключается в том, что испытуемого человека помещают в очень большой калориметр, оборудованный радиаторами, куда поступает вода определенной температуры. Протекая по радиаторам, вода нагревается под действием теплоты, выделяемой организмом (вся энергия, освобождающаяся в нашем организме, в конечном итоге переходит в теплоту). По разности температур поступающей в радиаторы воды и выходящей из них, а также по ее массе судят отом, сколько энергии отдал организм за тот или иной промежуток времени.

Другой пример — это непрямая калориметрия, т. е. определение количества освободившейся энергии по количеству поглощенного из воздуха кислорода и выделенного в него углекислого газа. Оказывается, что на совершение полезной работы организм затрачивает 16—20% всей освободившейся

энергии. Остальная энергия превращается в теплоту, котораянеобходима для поддержания постоянной температуры нашего организма.

При пониженной температуре окружающей среды обмен веществ повышается и теплопродукция усиливается. Обратная картина наблюдается при повышении температуры окружающей среды.

К регуляции температуры человеческого тела наряду с изменениями теплопродукции имеет отношение повышение или снижение отдачи тепла через кожу. Более подробно об этом будет сказано в главе XII.

АТФ — аккумулятор и переносчик энергии в клетке. Энергетические ресурсы клетки, запасенные в органических соеди­нениях, очень велики. Если бы окислительные процессы в клетке совершались хаотично, это приводило бы к сильному ее разогреванию, а значит, и к гибели. Однако у клетки есть ряд приспособительных особенностей, позволяющих избежать такой опасности. Во-первых, окислительные реакции энергетических резервов клетки — это многоступенчатый процесс, начинающийся на мембранах эндоплазматической сети и завершающийся на мембранах митохондрий. Во-вторых, энер­гия, освобождающаяся при окислении органических соедине­ний, аккумулируется АТФ — аденозинтрифосфатном. Как известно, при рассматриваемом процессе освободившаяся энер­гия превращается в богатую энергией химическую связь, которая возникает при превращении АДФ (аденозиндифосфата) в АТФ. В свою очередь, это соединение отдает энергию, накопленную в виде химических связей, на различные окислительные процессы, совершающиеся в клетке.