Обмен веществ. Обмен – это совокупность химических превращений, которым подвергаются белки, жиры, углеводы, нуклеиновые кислоты и другие вещества начиная от поступления и до

Обмен – это совокупность химических превращений, которым подвергаются белки, жиры, углеводы, нуклеиновые кислоты и другие вещества начиная от поступления и до выделения продуктов обмена из организма.

Эти превращения осуществляются, главным образом, на уровне клеток при участии ферментов, активность которых контролируется генами по принципу обратной связи. В результате обмена (метаболизма) организм получает необходимые вещества и энергию для осуществления процессов жизнедеятельности и образования продукции (молока, мяса, яиц, потомства). Последовательность химических реакций, обеспечивающих превращение питательных веществ, называется метаболическим путем, а образующиеся промежуточные или конечные продукты – продуктами обмена, или, метаболитами.

Обмен веществ слагается из двух противоположных процессов анаболизма и катаболизма (синтеза – распада, ассимиляции - диссимиляции).

Анаболизм (греч. anabole - подъем) связан с затратами (поглощением) энергии (эндотермические процессы). Катаболизм (греч. katabole - сбрасывание) ферментативное расщепление сложных молекул, как поступивших через стенку кишечника, так и образовавшихся ранее в организме (белков, жиров, гликогена) до простых компонентов. Это и реакция окисления глюкозы, жиров, аминокислот с освобождением свободной энергии (экзотермические процессы). Обе стороны промежуточного метаболизма тесно взаимосвязаны.

В ходе катаболизма расщепляются крупные молекулы до более простых с выделением энергии, которая запасается в форме макроэргических фосфатных связей АТФ. При анаболизме образуются сложные вещества, свойственные организму, из более простых. Для сохранения живой системы необходимо, чтобы синтезировались не любые вещества, а строго специфичные, присущие той или другой системе организма. Это осуществляется благодаря процессу репликации, то есть самовоспроизведения макромолекул нуклеиновых кислот. В результате происходит точное копирование и передача генетической информации, а следовательно, самовоспроизведение живой системы.

Процессы промежуточного обмена строго специфичны и дифференцированы. Они специфичны не только в разных органах, тканях и клетках, но и на субклеточном уровне. Так ферменты, катализирующие образование матричной РНК, локализованы в ядре (РНК – полимераза и другие), ферменты тканевого дыхания, окислительного фосфорилирования, цикла трикарбоновых кислот – в митохондриях, ферменты белкового синтеза – в рибосомах, гидролитические ферменты (протеазы, липазы, гидролазы) – в лизосомах. Такая привязка ферментных систем к определенным структурам клетки (компартментализация) обеспечивает как обособленность внутриклеточных реакций, так и их интеграцию. При изучении промежуточного обмена веществ применяют различные биохимические методы изолированных органов, биопсия. Метод меченых атомов (N¹⁵, C¹⁴, Р³², S³⁵).