23. Обмен веществ и энергии. Ассимиляция, диссимиляция, анаболизм, катаболизм. Роль белков в организме. Азотистый организм. Роль углеводов в организме. Роль жиров в организме.

Введение

Обмен веществ и энергия - это сочетание физических, химических и физиологических процессов преобразования веществ и энергии в организме человека и обмена веществами и энергией между телом и окружающей средой. Постоянный обмен веществами и энергией между организмом и окружающей средой - один из важнейших показателей жизни.
Для поддержания процессов жизнедеятельности, обмена веществ и энергии предусмотрены пластические и энергетические потребности организма. Это достигается путем извлечения энергии из питательных веществ, поступающих в организм, и преобразования ее в высокоэнергетические формы (АТФ и другие молекулы) и восстановленные соединения. Их энергия используется для синтеза белков, нуклеиновых кислот, липидов, а также компонентов клеточных мембран, для выполнения механических, химических, осмотических и электрических работ, для транспорта ионов. В процессе обмена веществ в организм поступают пластические вещества, необходимые для биосинтеза, построения и обновления биологических структур.
В обмене веществ (метаболизме) и энергии различают два взаимосвязанных, но противоположно направленных процесса: анаболизм, в основе которого лежат процессы ассимиляции, и катаболизм, основанный на процессах диссимиляции.
Основным источником восстановительной энергии для реакции биосинтеза жирных кислот, холестерина, аминокислот, стероидных гормонов, предшественников синтеза нуклеотидов и нуклеиновых кислот является НАДФ-Н.
В этой работе рассмотрим обмен веществ и энергию, а также роль белков, жиров и углеводов в организме, которые являются его неотъемлемой частью.
 
Обмен веществ и энергии

Ассимиляция, диссимиляция, анаболизм, катаболизм

Основные метаболические процессы - анаболизм (ассимиляция) и катаболизм (диссимиляция).
Анаболизм, или ассимиляция, - это эндотермический процесс усвоения веществ, поступающих в клетку, веществ самой клетки. Это «созидательный» метаболизм.
Важнейший момент ассимиляции - синтез белков и нуклеиновых кислот. Частным случаем анаболизма является фотосинтез, биологический процесс, при котором органическое вещество синтезируется из воды, углекислого газа и неорганических солей под воздействием энергии Солнца. Фотосинтез у зеленых растений - автотрофный тип обмена веществ.
Катаболизм или диссимиляция - это экзотермический процесс, при котором вещества разрушаются с выделением энергии. Этот распад происходит в результате пищеварения и дыхания. Пищеварение (переваривание пищи) - это процесс расщепления больших молекул на более мелкие, а дыхание - это процесс окислительного катаболизма простых сахаров, глицерина, жирных кислот и дезаминированных аминокислот, ведущий к высвобождению жизненно важной химической энергии. Эта энергия используется для пополнения запасов аденозинтрифосфата (АТФ), который является прямым донором (источником) клеточной энергии, универсальной энергетической «валютой» в биологических системах. Восполнение АТФ обеспечивается реакцией фосфата Ф с аденозиндифосфатом АДФ.
Ассимиляция - это совокупность анаболических процессов (биосинтеза) в живом организме, в ходе которых в его состав входят различные вещества. В процессе ассимиляции простые вещества (сложные вещества изначально распадаются на простые), неспецифические для любого организма, превращаются в характерные для этого типа сложные соединения (ассимилированные). Ассимиляция уравновешивается суммой процессов диссимиляции (распада).
Диссимиляция - это противоположная сторона ассимиляционного метаболизма, заключающаяся в разрушении органических соединений с превращением белков, нуклеиновых кислот, жиров, углеводов (в том числе поступающих в организм с пищей) в простые вещества с выделением энергии. Ряд процессов диссимиляции - дыхание, ферментация и гликолиз - имеют центральное значение для метаболизма. В результате этих процессов высвобождается энергия, содержащаяся в молекулах сложных органических соединений, которая частично преобразуется в энергию аденозинфосфорных кислот (в основном АТФ). Основными конечными продуктами диссимиляции во всех организмах являются вода, углекислый газ и аммиак.
Неразрывная связь между диссимиляцией и ассимиляцией обеспечивает постоянное обновление тканей тела. Таким образом, в крови человека половина существующего альбумина обменивается на новые молекулы альбумина за 10 дней; продолжительность жизни эритроцитов около 4 месяцев. Соотношение интенсивности ассимиляции и диссимиляции меняется в зависимости от стадии развития, возраста и физиологического состояния организма. Для роста и развития организма характерно преобладание ассимиляции, что проявляется в образовании новых клеток, тканей и органов, в их росте и дифференцировке, в общем увеличении массы тела. При некоторых патологических состояниях и во время голодания обычно преобладает диссимиляция над ассимиляцией, что приводит к снижению массы тела.
Роль белков в организме
Функции белков в организме разнообразны. Во многом они обусловлены сложностью и разнообразием форм и состава самих белков.
Белки - важный строительный блок. Пластичность - одна из важнейших функций белковых молекул. Все клеточные мембраны содержат белок, роль которого разнообразна. Количество белка в мембранах составляет более половины массы.