Обмен веществ в организме человека

Обмен веществ Все живые организмы, будь то растения, животные или человек, развиваются, живут и умирают в непрерывном взаимодействии с внешней средой. Из окружающей среды они получают все, что необходимо для поддержания жизни (пищу, воду, кислород), в нее они выделяют продукты своей жизнедеятельности. Иными словами, обмен веществ и энергии между организмом и средой осуществляется непрерывно. С прекращением его наступает смерть.

Основа основ организма  —  клетка

Из клеток состоят все живые организмы, исключение составляют только вирусы — возбудители некоторых инфекционных болезней (например, гриппа, кори, оспы). Сами они клетками не являются  и не состоят из клеток,  но размножаться могут лишь в живой клетке. Скопления клеток составляют ткани, которые в ходе роста и развития могут изменяться. Хотя клетка считается простейшей структурной единицей живого существа, сама по себе она представляет очень сложную систему. В клетке происходит обмен веществ, превращение энергии, биосинтез; она обладает способностью к размножению, раздражимостью, то есть может реагировать на изменение условий среды.

Организм человека состоит из многообразия клеток, отличающихся структурой и функциями. Например, клетки, из которых состоят мышцы, удлиненные, в них есть особые нити (фибриллы), способные сокращаться. Клетки кожи (эпителиальная ткань) напоминают удлиненные кубики. Жировые клетки круглые, они содержат капли жира.

Все клетки, несмотря на различия, имеют сходное строение. У них всегда есть более плотный наружный слой — плазматическая мембрана, или оболочка, цитоплазма, где происходят химические процессы, и ядро.

Клетки живого организма имеют общие функциональные особенности

Обладают способностью к использованию и превращению энергии. В живой клетке из более простых веществ происходит образование (синтез) сложных молекул. К таким крупным молекулам — биополимерам относятся молекулы белка. Синтез белка происходит только в клетке и регулируется находящимися в ней двумя веществами, изученными лишь в последнее время, — это ДНК и РНК дезоксирибонуклеиновая и рибонуклеиновая кислоты. ДНК в основном находится в ядре клетки, а РНК содержится и в ядре, и в особых включениях цитоплазмы, называемых рибосомами. В зависимости от клетки, где они образовались, белки отличаются друг от друга размерами и формой молекул, химическими и физическими свойствами. Но все они построены по одному и тому же принципу, объединяющему их в один класс.

Молекулы белка состоят из простых молекул аминокислот, соединенных в определенном порядке в длинные цепочки. Порядок присоединения и распределения аминокислот в молекуле белка зависит от ДНК и РНК. ДНК служит как бы программой, по которой определяются порядок и количество присоединяемых аминокислот, а РНК — основой для построения белковой молекулы. Кроме того, РНК отвечает еще за доставку аминокислот к непрерывно растущей цепочке белковой молекулы. Растет эта цепочка очень быстро. Молекула белка, состоящая из 150—200 аминокислот, строится за полторы — две минуты

В состав клетки входят также жировые вещества, углеводы, вода и растворенные в ней минеральные соли. Соотношения всех этих веществ в клетке по сравнению с общим ее весом в среднем примерно такие: вода составляет 80—85%, белки — 7—10%, жировые вещества—1—2%, углеводы — 1—2%, минеральные соли — 1 —1.5%.  Все эти вещества активно участвуют в жизненных процессах клетки.

В нашем организме в результате образования новых и разрушения старых клеток непрерывно происходит обновление тканей. Процесс усвоения веществ, поступающих в организм извне, и образование из них живого вещества клеток называется ассимиляцией, процесс распада, разрушения веществ и связанного с ним освобождения энергии — диссимиляцией. Они едины и неразрывны, но в течение жизни меняется их соотношение и интенсивность. В детстве и юности, когда идет усиленный рост организма, преобладает ассимиляция, а в старости, наоборот, распад — диссимиляция. Интенсивность этих процессов зависит от состояния организма. Так, во время работы или тяжелой физической нагрузки обмен веществ усиливается, а в покое он ослабевает. Ослабевает обмен веществ и при понижении температуры тела.

Обновление и построение клеток — одна сторона обмена веществ. Другая сторона обмена веществ — это освобождение энергии и ее использование.

Человек живет, двигается, занимается умственным и физическим трудом, и вся его деятельность неразрывно связана с расходом энергии. Даже если он находится в полном покое, происходит затрата энергии на работу сердца, дыхательных мышц, внутренних органов и т.п.

Пищевые вещества, попадая в организм, претерпевают ряд сложных превращений, распадаются на простые по строению вещества и поступают в клетки. Здесь продолжается их дальнейший распад, сопровождающийся освобождением энергии, которая в свое время была поглощена при их образовании. Эта освободившаяся энергия используется организмом.

Организм в целом и каждая клетка в отдельности могут сохранить свою структуру и нормальную жизнедеятельность лишь благодаря непрерывному потреблению энергии. Как только прекращается поступление и превращение энергии, структура клетки распадается, и ее жизнедеятельность заканчивается. Энергию клетка получает в основном при расщеплении углеводов и жиров.

Процесс этот происходит в особых включениях цитоплазмы — митохондриях. Это силовые, или энергетические, станции клетки. Каждая клетка содержит от 50 до 5000 митохондрий. В них-то и происходит в результате расщепления углеводов (глюкозы) образование довольно сложного вещества — аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ). АТФ — основной источник энергии для большинства жизненных процессов организма. Она очень легко расщепляется, выделяет при этом энергию и является, таким образом, аккумулятором, отдающим энергию по мере надобности. В виде синтеза АТФ клетка получает 55% энергии, образующейся при окислении глюкозы.

Биологические ускорители

Обмен веществ — это непрерывная цепь химических процессов, протекающих в организме. Им предшествует переваривание пищи в желудке и кишечнике, в ходе которого пищевые вещества расщепляются на более простые составные части. Только они усваиваются клетками, в которых из принесенных кровью веществ образуются новые сложные и разнообразные вещества, освобождается и используется энергия. Все химические превращения  протекают с участием специальных биологических ускорителей, или катализаторов, — ферментов.

Продукты, улучшающие обмен веществ

Ферменты — сложные органические вещества, во много миллионов раз увеличивающие скорость химических реакций. Это их основная функция в организме. Клетки тела имеют огромный набор ферментов. Каждый фермент действует только на определенные вещества, определенный процесс или его этап и только при определенной температуре, реакции среды и т. д., то есть обладает специфичностью и избирательностью действия. Фермент «подходит к веществу так же, как ключ к замку». Бывают ферменты пищеварительные, дыхательные, окислительные, восстановительные и т.д. Одни участвуют в расщеплении поступающих веществ, другие помогают организму в образовании новых молекул и т. д. Ферменты — необходимые участники обмена веществ.

Круговорот веществ в природе

Обмен веществ, происходящий в организме человека и животных,— это часть общего круговорота веществ в природе. Сложные вещества, которые человек и животные получают с пищей, расщепляются на более простые, усваиваются, а затем в виде углекислоты, воды и некоторых других веществ выделяются наружу и используются растениями. Растения под влиянием солнечной энергии вновь синтезируют из них сложные вещества. И так непрерывно, пока существует жизнь на Земле, будет происходить круговорот веществ в природе.

В состав живых организмов входят практически все существующие в природе химические элементы и соединения. Основную их массу составляют углерод, кислород, азот и водород; круговорот этих веществ представляет для нас наибольший интерес.

Углерод входит в состав очень многих химических соединений. Наш организм получает его с пищевыми веществами и выделяет при дыхании в виде углекислого газа.

Из углекислого газа и воды в клетках зеленых растений, содержащих зеленый пигмент — хлорофилл, под влиянием солнечного света образуются сложные органические соединения — углеводы. Этот процесс называется фотосинтезом, в результате его образуются крахмал или другие углеводы, например, глюкоза, и выделяется кислород.

Громадная поверхность всех зеленых растений очищает воздух от углекислого газа, выделяет миллиарды тонн кислорода. Организмы животных в конечном итоге находятся в зависимости от растений, которые обладают способностью перерабатывать неорганические вещества в органические. Благодаря этому запасы органических веществ в природе не истощаются, и нам не угрожает голодная смерть.

Круговорот азота не менее важен для поддержания жизни на Земле, так как азот входит в состав белка. Люди и животные получают нужный им азот с белковой пищей, и выделяют его с потом и мочой в виде аммиачных соединений. Растения получают азот из почвы, куда он попадает после разложения белковых веществ, или с азотистыми удобрениями.

Круговорот других элементов тесно связан с круговоротом углерода и азота, и подчиняется общему закону Природы — закону сохранения материи и энергии. Взаимоотношения живой и неживой природы полностью вытекают из этого закона. Жизненные процессы, происходящие в одних организмах, необходимы для существования других.

{lang: 'ru'}

Поделиться в соц. сетях

Опубликовать в Google Plus
Опубликовать в LiveJournal
Опубликовать в Мой Мир
Опубликовать в Одноклассники
Опубликовать в Яндекс

Обмен веществ в организме человека: 2 комментария

    1. Татьяна, на Здоровье! Кто, если не мы сами поможем своему организму работать без сбоев, а сделать это можно только разобравшись, что же происходит внутри нашего тела. Рада, что информация Вам оказалась полезной!

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *