Metabolismul este una dintre proprietățile de bază ale organismelor vii. Furnizarea de nutrienți și oxigen, transformarea lor în organism și eliberarea produselor finale în mediul extern este definită ca metabolism. sau metabolismul. care constă în două procese - catabolism (disimilare) și anabolism (asimilare).
Prin catabolism se înțeleg procesele de dezintegrare a nutrienților, care sunt însoțite de eliberarea de energie conținută în legăturile chimice ale acestor compuși. Procesul de disimilare poate fi împărțit în trei etape consecutive.
Prima etapă este pregătitoare. In acest stadiu, molecule mari de carbohidrați, grăsimi, proteine, acizi nucleici se descompun în molecule mai mici: glucoză din amidon produs din grăsimi - acizi grași și glicerol, de proteine - aminoacizi ai acidului nucleic - nucleotidă. Dezintegrarea substanțelor în această etapă este însoțită de un ușor efect energetic. Toată energia eliberată este disipată sub formă de căldură.
A doua etapă de disimilare este numită anoxică sau incompletă. Substanțele formate în faza pregătitoare, pătrund în calea dezintegrării ulterioare. Acesta este un proces complex, multistrat. Se compune dintr-o serie de reacții enzimatice succesive. Enzimele care deservesc acest proces sunt localizate pe membranele intracelulare în rândurile drepte. Substanța, care a primit prima enzimă din această serie, se mișcă, ca pe transportor, la a doua enzimă, apoi la a treia. Acest lucru asigură un flux de proces rapid și eficient. Să analizăm acest lucru cu exemplul de glicoliză. Glicoliza este o serie de reacții enzimatice succesive. Acesta servește 13 enzime, iar în timpul formării sale se formează mai mult de o duzină de substanțe intermediare. Ecuația totală de glicoliză poate fi scrisă ca:
С6Н12О6 + 2Н3РО4 + 2АДФ = 2С3Н6О3 + 2АТФ + 2Н2О
Se observă din ecuația de glicoliză de mai sus că oxigenul nu participă la acest proces, prin urmare se numește o divizare fără oxigen sau incompletă. În cele din urmă, și acest lucru este deosebit de important, rezultă din ecuația că în timpul decăderii unei molecule de glucoză, în cursul glicolizei, se formează două molecule ATP.
Deoarece sinteza ATP este un proces endotermic, este evident că energia pentru sinteza ATP este obținută din energia reacțiilor de scindare anoxică a glucozei. În consecință, energia eliberată în timpul reacțiilor de glicoliză nu se transformă în căldură. O parte dintre acestea se referă la sinteza a două legături fosfatice bogate în energie.
A treia etapă a schimbului de energie este stadiul de oxigen, scindarea completă sau respirația. Produsele care provin din etapa anterioară sunt oxidate până la sfârșit.
Principala condiție pentru acest proces este prezența oxigenului. Etapa de scindare a oxigenului, ca și etapa anterioară, este o serie de reacții enzimatice succesive. Este servit de mai multe enzime.
Întreaga serie enzimatică de clivaj de oxigen este concentrată în mitocondrii, unde enzimele sunt localizate pe membranele din rândurile drepte. Toate reacțiile intermediare ale descompunerii oxigenului au loc cu eliberarea de energie. Cantitatea de energie eliberată în fiecare etapă în timpul digestiei cu oxigen este de 2600 kJ, rezultând formarea a 36 de molecule ATP.
2С3Н6О3 + 6O2 + 36Н3РО4 + 36АДФ = 6СО2 + 42Н2О + 36АФ
Anabolismul - metabolismul plastic - disimilarea - una dintre laturile metabolismului. Include procesele de sinteză a aminoacizilor, monozaharidelor, acizilor grași, nucleotidelor, precum și a macromoleculelor de proteine, polizaharide, grăsimi, acizi nucleici, ATP. Procesul are loc în trei etape:
1) sinteza compușilor intermediari din substanțe moleculare mici (acizi organici, aldehide);
2) sinteza "blocurilor de construcție" din compuși intermediari (aminoacizi, acizi grași, monozaharide);
3) sinteza macromoleculelor de proteine, acizi nucleici, polizaharide, grăsimi.
Acest proces are la bază absorbția energiei și participarea enzimelor.
Schimburile de energie și de energie sunt inextricabil legate. Pe de o parte, reacțiile biosintetice au nevoie de energie. Pe de altă parte, pentru punerea în aplicare a reacțiilor de schimb de energie, este necesară o biosinteză constantă a enzimelor care servesc acestor reacții. Sistemele complexe de reacții de asimilare și disimilare sunt legate nu numai unul de celălalt, ci și de mediul extern. Din mediul extern, substanțele pătrund în celulă, substanțele care nu mai pot fi folosite sunt eliberate în mediul extern.
Asimilarea și disimilarea într-o persoană sănătoasă sunt într-o stare de echilibru strict echilibrat. Când postul, nutriția necorespunzătoare și inadecvată, cu condiții febrile, predomină catabolismul, în care organismul folosește substanțele sale de rezervă, ceea ce poate duce la epuizare și la moarte. În perioada de recuperare, creștere și dezvoltare a corpului, prevalează anabolismul. O predominare patologică a anabolismului poate duce la obezitate, gigantism.
Intensitatea metabolismului depinde de vârsta persoanei, de natura muncii efectuate. Metabolismul este reglementat de sistemul nervos, hormoni. Astfel, metabolismul proteinelor afecteaza hormonilor tiroidieni - tiroxină, grăsime - hormoni pancreatic si glandelor tiroide, glandele suprarenale și pituitare, glucide - hormoni pancreatici (insulina) si suprarenala (adrenalina). În plus, toate procesele au loc cu participarea enzimelor.
Proteinele sunt furnizori de materiale de constructii - aminoacizi - pentru sinteza structurilor celulare specifice speciei. Proteina metabolismul începe cu primirea unui sistem de gateway în ficatul de sânge care transportă aminoacizi din intestin. aminoacizi esențiali înapoi în fluxul sanguin și intra țesuturi și organe, în cazul în care acestea sunt necesare pentru biosinteza proteinelor, deoarece proteinele sunt sintetizate foarte repede și rapid cheltuite și re-sintetizate. Deci, proteinele din ficat sunt reînnoite după patru zile, proteinele musculare după 24 de zile, pielea - după 300 de zile. Excesul de aminoacizi este expus în ficat la deaminare, în care gruparea amino este scindată de enzime. Reziduurile de aminoacizi sunt transformate fie în glucoză, fie în glicogen, fie în grăsimi de rezervă. Proteinele din rezervă nu sunt amânate.
Compoziția de proteine include aminoacizi, ele sunt împărțite în interschimbabile și de neînlocuit. Înlocuibile pot fi sintetizate în organism, de neînlocuit vin cu alimente. Compoziția de aminoacizi a proteinelor alimentare nu este aceeași. Dacă nu au aminoacizi esențiali (leucină, lizină, valină etc.), atunci sinteza proteinelor este perturbată în organism, apar deteriorări ale activității vitale.
Aminoacizii înlocuibili sunt sintetizați în organism din produsele de scindare proteică și, prin urmare, nu pot fi prezenți în alimente. În funcție de compoziția de aminoacizi, se schimbă și valoarea biologică a proteinei. Cele mai valoroase proteine de origine animală. Scăzut în valoare biologică sunt proteinele de grâu, orz, porumb, deoarece acestea nu au mulți aminoacizi esențiali.
Majoritatea grăsimilor din organism sunt folosite ca sursă de energie. Grăsimea intră în organism cu hrană. In intestin, grasimile sub influenta enzimelor se descompun in glicerina si acizii grasi. În epiteliul intestinului subțire începe sinteza propriilor grăsimi umane. Rezultată emulsia de grăsime intră în sistemul limfatic, care aduce la ficat, unde grăsimea este distribuită pe diferite origini neutre (trigliceride), merge la depozitul de grăsime (10-20% din greutatea corporală), din care jumătate se duce la grăsimea subcutanată, grăsimea rămasă omentum (pe stomac) etc. și grăsimi din plastic. Acestea sunt fosfolipide. Ele devin componente ale membranelor celulare, lipoproteinelor etc. Aceste grăsimi conțin mai mulți acizi grași nesaturați și sunt sintetizați în organism din proteine și carbohidrați. Acest grup de substanțe includ steroizi țesutului cerebral, cortexul adrenal, în special a colesterolului - substanță grasă asemănătoare din grupul de steroizi, și este punctul de plecare pentru sinteza hormonilor sexuali. Violarea metabolismului lipidic începe cu tulburări ale obmea de carbohidrați, care nu numai că se acumulează excesul de grasime corporala, dar in sange apar intermediari - „corpuri de acetonă“, regula lor acetonă 1 - 2 mg și la creșterea acestuia, în special la pacienții diabetici otrăvirea are loc.
Metabolismul carbohidraților începe cu absorbția glucozei prin vilii intestinului. Pe sistemul de porți, acesta este transferat în ficat cu sânge, unde 2-3% din glucoză este transformată în glicogen și se acumulează. În total, ficatul stochează 100-400 g de glicogen, care este consumat în 12-24 ore, după care nivelul zahărului din sânge este menținut datorită conversiei aminoacizilor în glucoză. Nivelul de zahăr din sânge este de 80-100 mg. Cu un aport suficient de proteine în organism, ficatul este capabil să deaminamă până la 60% din aminoacizii alimentelor și să le transforme în glucoză. Țesuturile țesutului muscular sunt, de asemenea, capabile să transforme glucoza din sânge în glicogen. Acest lucru se întâmplă datorită creșterii forței musculare. În ficat, glucoza este transformată în grăsime. Funcția ficatului este reglementată de hormoni și de sistemul nervos autonom.
Metabolismul apei-sare începe cu consumul uman de apă, a cărui cantitate este determinată de centrul setei, aflat în hipotalamus. Consumul de apă conținută în produsele alimentare, mese gata, acest centru nu este reglementat. Prin urmare, trebuie să putem controla volumul de apă pe care îl consumăm. Pe zi într-o formă diferită în organism sosește 2,5-4 litri de apă, L iznih1,2-1,5 este de ieșire de la rinichi, prin piele de 0,8 L, 0,5 L prin plămâni și 0,1-0,15 l cu fecale. Cu un aport echilibrat și o ieșire de apă, corpul funcționează normal. Dar există încălcări: cu o lipsă a hormonului antidiuretic și a vasopresinei, există o cantitate abundentă de urină și persoana suferă de o sete de neconceput. Pierderea puternică de apă (20%) este observată în cazurile de otrăvire, cu încălcarea absorbției de apă în intestinul gros. Opozitele fenomene sunt observate în acumularea de apă excesivă în organism și formarea de umflare a membrelor, față. Cauzele sunt asociate cu afectarea funcției renale, inima, afectarea țesutului local. În plus, apa din organism reține sare, condimente picante, prăjite.
Schimbul de apă este strâns legat de metabolismul mineral. Substanțele minerale sunt necesare organismului pentru a construi celule și sinteza proteinelor, enzimelor, hormonilor. Acestea provoacă valoarea dorită a presiunii osmotice în sânge și țesuturi fluide, sunt implicate în procese fiziologice, cum ar fi de excitație ale nervilor, contracția musculară, coagularea sângelui și altele. Cantitatea totală de săruri minerale în corpul uman este de aproximativ 4% din masa sa. Mai mult, organismul necesită electroliți regulate primirea cu alimente și apă, r. A., Ei întotdeauna rinichi, piele, intestin si plamani. Lipsa substanțelor minerale conduce la diferite tulburări metabolice, iar la copii afectează creșterea și dezvoltarea acestora.
1. Yu I. Polyansky "General Biology 9-10 class"
2. TL Bogdanova, EA Sedova "Biologie. Director pentru liceeni și studenți care intră în universități »
3. ZA Vlasova "Biologie. Manual pentru cei înscriși în învățământul superior »
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: