Статью подготовили специалисты образовательного сервиса Zaochnik.
Обмен вещества и энергии: определение, процессы, основные виды обмена веществ
Содержание:
Обмен вещества и энергии
Основные понятия в рамках обмена веществ и энергии
Что такое обмен веществ и энергии? Дадим определение обмена веществ.
Обмен веществ и энергии — это физиологические процессы обеспечения организма нужными ему для нормального функционирования соединениями, а также их превращение, получение энергии и выведение во внешнюю среду ненужных соединений, образованных после осуществленных реакций.
Если говорить кратко об обмене веществ и энергии или метаболизме, то стоит сказать, что под ними понимают пути превращений конкретного соединения или соединений в организме.
Как видно из определения обмена веществ, обмен веществ и энергии в организме человека — это процесс, который состоит еще из двух процессов:
- Пластического обмена, анаболизма, ассимиляции или синтеза. Под таким процессом понимают поступление в организм воды, белков, жиров, углеводов, минеральных солей, витаминов через пищеварительную систему, а необходимого для построения мембран, клеточных структур и их обновлений кислорода — через дыхательную систему. За анаболическими реакциями скрываются реакции, которые принимают участие в синтезе новых молекул: они протекают при поглощении энергии.
- Энергетический обмен, катаболизм, диссимиляция или распад. В этом случае обычно в рефератах пишут, что обмен веществ и энергии — это процессы выведения из организма отработанных продуктов. Осуществление таких процессов связано с органами пищеварительного тракта, легких, почек, кожи. Под катаболическими реакциями понимают реакции распада, которые сопровождаются выделением энергии. В ходе процессов энергетического обмена определенное количество энергии рассеивается в виде тепла, а еще некоторое количество запасается в определенных органических веществах как макроэргические связи.
АТФ — универсальный химический аккумулятор энергии (аденозинтрифосфорная кислота).
Энзимы или ферменты — вещества, необходимые для протекания всех реакций анаболизма и катаболизма. Они являются биологическими катализаторами.
В результате обмена веществ в биологии происходит образование, обновление и расщепление клеточных структур, а также возникновение и разрушение различных химических соединений.
Все это происходит одновременно с превращениями энергии: освобождаемая в ходе расщепления потенциальная энергия веществ становится кинетической энергией. Обычно она представлена тепловой и механической энергиями, а также частично — электрической.
С биологической точки зрения поступление в организм веществ из вне нужно для:
- восполнения энергетических затрат;
- удовлетворения потребностей роста;
- сохранения массы тела.
Важно, что должно быть учтено количество питательных веществ, их соотношение и свойства — в соответствии с условиями жизни и общим состоянием организма. Конкретные значения потребностей в каждом веществе, выраженные цифрой, зависят от образа жизни организма, внешними условиями среды, в которых он обитает.
Протекание всех реакций пластического и энергетического обмена — совместное. В организме они переходят друг в друга на протяжении всей жизни. На разных стадиях развития организма соотношение реакций разнится. Ранний возраст сопровождается преимущественно реакциями анаболизма — именно в это время отмечается бурный рост и развитие организма.
Со старением организма связаны в основном процессы катаболизма, это значит, что синтез новых вещество постепенно угнетается.
Основные виды обмена веществ
После того как мы разобрались, что такое обмен веществ в биологии, обратимся к основным его разновидностям.
Вода, минеральные соли, органические вещества (белки, витамины, жиры, углеводы) — основные вещества, поступающие в человеческий организм. Каждое отдельное вещество характеризуется собственным путем метаболизма.
Обмен веществ в биологии представлен следующими разновидностями:
- обмен воды и минеральных солей;
- обмен углеводов;
- обмен жиров;
- обмен белков.
Так как почти все витамины входят в состав ферментов, то им отводится в основном функция катализаторов биохимических процессов.
Особенности регуляции обмена веществ
Регуляция обмена веществ представляет собой регуляцию большинства функций организма, начиная пищеварением и дыханием и заканчивая кровообращением и выделением.
Эндокринная система — самый важный компонент в регуляции обмена веществ. Благодаря гормонам регулируется скорость, с которой протекают биохимические процессы именно в клетке. Когда гормоны в совокупности оказывают воздействие на отдельные клетки, происходит изменение функционирования организма в целом.
Вот несколько примеров.
Гормон гипофиза является соматропным гормоном, проявляющим выраженное анаболическое действие. За счет него повышается синтез пластических веществ и ускоряется их рост.
Катехоламины надпочечников отвечают за усиление образования энергии посредством окислительных процессов.
Гормоны щитовидной железы — тироксин и трийодтиронин — осуществляют активизацию разрушения углеводов и жиров, а также стимуляцию образования белка из аминокислот.
Нервная система тоже участвует в регуляции обмена веществ. Гипоталамус включает центры жажды, голода и насыщения, терморегуляции. Сам процесс регуляции осуществляется посредством вегетативной нервной системы.
Гипоталамус и гипофиз отвечают за координацию функционирования практически всех желез внутренней секреции.
Как видим, обмен веществ и энергии в организме — важная функция.
Навигация по статьям