Обмен веществ

Обмен веществ представляет собой сложный процесс превращения химических элементов в организме, обеспечивающий его рост, развитие, деятельность и жизнь в целом. Ф. Энгельс определял обмен веществ как основной признак жизни, отмечая при этом, что с прекращением обмена веществ прекращается жизнь.

В процессе обмена веществ в организме образуется необходимая для жизнедеятельности энергия, происходит синтез различных химических соединений, идущих на построение нашего тела.

Как известно, обмен веществ состоит из двух противоположных, одновременно протекающих процессов. Первый — катаболизм, или диссимиляция, включает реакции, связанные с распадом веществ, их окислением и выведением из организма продуктов распада. Второй — анаболизм, или ассимиляция, объединяет все реакции, связанные с синтезом необходимых веществ, их усвоением и использованием для роста, развития и жизнедеятельности организма.

Обмен веществ представляет собой комплекс биохимических и энергетических процессов, обеспечивающих использование пищевых веществ для нужд организма и удовлетворения его потребностей в пластических и энергетических веществах.

Пищевые вещества — белки, жиры, углеводы и другие высокомолекулярные соединения — подвергаются в пищеварительном тракте гидролитическому расщеплению на более простые низкомолекулярные соединения.

Последние, поступая в кровь и ткани, подвергаются дальнейшим превращениям — аэробному окислению, окислительному фосфорилированию и др. В процессе этих превращений наряду с окислением до СО₂ и Н₂О происходит использование продуктов окисления для синтеза аминокислот и других необходимых метаболитов. Таким образом, аэробное окисление сочетает в себе элементы распада и синтеза и является связующим звеном в обмене белков, жиров, углеводов и других веществ.

И если мы говорим, что жизнь — это один из способов существования — движения материи, то имеется в виду, что движение живой материи — не только перемещение материальных тел в пространстве, но и совокупность процессов их изменения, развития, усложнения, что придает материи новое качество.

В каждом организме протекают разнообразные биохимические реакции, в то время как в неживых телах составляющие их атомы и молекулы не замещаются. В этом состоит коренное отличие живого от неживого.

Обмен веществ представляет собой непрерывный, но все же незаметный для нашего взгляда процесс. Видимая неизменность нашего тела вводила в заблуждение не только неискушенных в науке людей, но и некоторых ученых. И потому в свое время существовала точка зрения, согласно которой будто бы в организме имеется два вида веществ, одни из которых идут на строительство тела — они не подвижны, статичны, другие же, используемые в качестве источника энергии, быстро перерабатываются в организме.

Внедрение в биологические исследования меченых атомов позволило в экспериментах на животных установить, что во всех тканях и клетках обмен веществ  происходит непрерывно: никакой разницы между «строительными» и «энергетическими» молекулами не существует, в организме все молекулы равным образом участвуют в обмене веществ. В среднем у человека каждые 80 дней меняется половина всех тканевых белков, ферменты печени (в ней идут особенно интенсивные реакции) обновляются через два—четыре часа, а некоторые — даже через несколько десятков минут.

Обмен веществ обеспечивает присущее живому организму как системе динамическое равновесие, при котором взаимно уравновешиваются синтез и разрушение, размножение и гибель. В основе реакций обмена веществ лежат физико-химические взаимодействия между атомами и молекулами, подчиняющиеся единым для живой и неживой материи законам, хотя это, разумеется, не означает, что жизнь сводится полностью к физико-химическим процессам. Живым организмам присущи свои особенности.

С обменом веществ неразрывно связан обмен энергии в организме. Так как живые организмы с точки зрения энергетики открытые системы — энергия в них образуется в зависимости от окружающей среды, то существовать они могут при условии непрерывного поступления энергии извне. И потому организм постоянно нуждается в энергии для выполнения различного рода работы — механической (передвижение тела, сердечная деятельность и т. д.); электрической (создание разности потенциалов в тканях и клетках); химической (синтез веществ) и т. д.

Первичным источником энергии для человека (как и для всего живого на Земле) служит солнечное излучение. Пища образуется благодаря той же энергии Солнца. Начальным звеном в пищевой цепи являются растения, аккумулирующие в процессе фотосинтеза солнечную энергию. В зеленом пигменте растений — хлорофилле под воздействием квантов света из воды и углекислого газа синтезируются органические вещества — основа пищи.

Состав пищи сложен и разнообразен. В ней больше всего так называемых макронутриентов (главных пищевых веществ), к которым относятся белки, жиры, углеводы. Содержатся в пище и минеральные вещества — кальций, фосфор, натрий и другие, их называют макроэлементами в отличие от микроэлементов, содержащихся в ней в ничтожно малых количествах. Микроэлементы — медь, кобальт, йод, цинк, марганец, селен и другие вместе с витаминами ученые называют микронутриентами.

Есть в пище и вкусовые вещества, роль которых своеобразна. Как правило, вкусовые вещества имеют растительное происхождение, они содержат эфирные масла и некоторые другие компоненты, обладающие сильным ароматом и «ярким» вкусом — горьким, острым или жгучим. Вкусовые вещества, раздражая слизистую оболочку желудка, усиливают деятельность пищеварительных желез, улучшают аппетит и повышают усвоение пищи.

Наряду с вкусовыми свойствами многие пряные растения — укроп, петрушка, перец и другие улучшают аппетит, кроме того, они содержат мощные противомикробные вещества — фитонциды, что придает им целебные свойства. Но не следует забывать, что избыток специй даже у здорового человека перераздражает желудочно-кишечный тракт, может вызвать гастрит и некоторые другие заболевания.