Обмін речовин і енергії

У сукупності хімічних реакцій відбувається обмін речовин та енергії, так необхідний для життєдіяльності організму. Тут виділяють основні етапи - це підготовчий і метаболізм. На першому речовина, потрапляючи в організм аліментарним шляхом, піддається хімічному перетворенню і далі надходить у кров і в клітини. Другим етапом є метаболізм - надійшли в клітини з'єднання теж піддаються хімічним перетворенням.

Обмін речовин і енергії в клітині виконує специфічні функції. Це витяг з навколишнього середовища енергії та перетворення її в високоенергетичні сполуки, необхідні для забезпечення клітин енергетичними потребами. У ході цього процесу відбувається утворення проміжних сполук, які є попередниками високомолекулярних клітинних компонентів, а також синтез білків, ліпідів, нуклеїнових кислот і цукрів. Крім цього даний процес супроводжується руйнуванням і синтезом спеціальних біомолекул. Якщо говорити більш звичною мовою, то найскладніші речовини органічного типу деградують в більш прості, а організм, витрачаючи енергію на це перетворення, синтезує клітинні компоненти.

Обмін речовин і енергії дозволяє організму розмножуватися і рости, зберігає його структури і відповідає на дії навколишнього середовища. Щоб розуміти його сутність, потрібно враховувати клітинне енергетичне своєрідність. Клітка ізотермічна, тобто у всіх частин клітин приблизно одна температура. Між собою різні клітини практично не відрізняються і по тиску.

Обмін речовин і енергії - це не тільки основа всіх життєдіяльних процесів, але він належить до числа найважливіших специфічних ознак, що відрізняють живу матерію від мертвою. Всі елементи, які природним чином потрапляють в організм, перетворюються на власні речовини тканини, а надалі в кінцеві продукти.

Здійснюється обмін речовин і енергії не тільки в клітці, але і в міжклітинної рідини, а сталість її складу підтримується за допомогою кровообігу. За час проходження крові по капілярах плазма здатна 40 разів повністю оновитися. Важливу роль у цих процесах відіграють ферменти. Вони виступають біологічними каталізаторами, а також регулюють метаболічні шляхи.

Абсолютно у всіх живих організмах, в незалежності від їх примітивності або, навпаки, складності, основа всього життя - це обмін речовин і енергії в організмі. Він визначає весь життєвий цикл, починаючи з народження, зростання, старіння і закінчуючи смертю.

В організмі відбуваються різні процеси - це обмін білків, жирів, води, мінеральних солей, вуглеводів. До них відносять і пластичний обмін, при якому створюються нові структури і з'єднання, характерні для кожного організму. Результатами біологічного окислення є виділення енергії, необхідної для життєдіяльності організму, тканин і клітин. Вихідними продуктами енергетичного обміну є утворення аміаку, сполуки натрію, хлору, фтору і вуглекислого газу. Обмін речовин і енергії в організмі завершується стадією виведення відпрацьованих сполук з організму, в реалізації якої беруть участь кров, легені, потові залози, органи сечовиділення.

Закон збереження речовин і енергії - це теоретична основа для найважливішого методу дослідження такого процесу, як обмін речовин і енергії або встановлення балансу. Тобто визначається кількість енергії і речовин, які надходять і виділяються з організму у вигляді тепла та інших кінцевих продуктів обміну. Щоб визначити їх сумарний баланс, необхідні знання точних хімічних методів та шляхів виділення з організму різних елементів. Баланс енергії визначається калорійністю харчових речовин і кількістю виділеного тепла, яке можна виміряти і підрахувати.