Что такое обмен веществ в клетке


Обмен веществ в клетке | Дистанционные уроки

25-Июл-2013 | комментариев 8 | Лолита Окольнова

Во всех клетках живых организмов непрерывно идут процессы обмена веществ и энергии.

 

Это называется метаболизм.

 

Если рассмотреть этот процесс более детально, то это постоянные процессы образования и распада веществ и поглощения и выделения энергии.

 

 

 
 
 

Процесс синтеза веществ = пластический обмен = ассимиляция = анаболизм

 

Пластический обмен (анаболизм, или ассимиляция) – это совокупность физиолого-биохимических процессов, в ходе которых из простых органических и неорганических веществ образуются более сложные вещества. Пластический обмен протекает с затратой высокоорганизованной энергии (например, в виде АТФ)

 

Чтобы что-то построить, надо затратить энергию — этот процесс идет с поглощением энергии.

 

 

Глюконеогенез — это процесс синтеза глюкозы из неуглеводных соединений, например, из пирувата. Реакции глюконеогенеза у человека происходят в клетках печени, почек и эпителия тонкого кишечника.
 
Гликогеногенез — это процесс синтеза гликогена из глюкозы. Реакции гликогеногенеза осуществляются в клетках мышечной ткани и в клетках печени
 
Синтез жирных кислот осуществляется в цитоплазме жировой ткани
 
Синтез нуклеотидов осуществляется в цитоплазме всех активных клеток организма

 

 Процесс расщепления = энергетический обмен = диссимиляция = катаболизм

 

Энергетический обмен (катаболизм, или диссимиляция) – это совокупность физиолого-биохимических процессов, в ходе которых происходит окисление сложных органических веществ. В результате энергетического обмена образуются более простые органические или неорганические вещества, и выделяется высокоорганизованная энергия (например, в виде АТФ) .

 

В основном, это реакции окисления, происходят они в митохондриях, самый простой пример — дыхание. При дыхании сложные органические вещества расщепляются до простых, выделяется углекислый газ и энергия.

 
Вообще, эти два процесса взаимосвязаны и переходят один в другой. Суммарно уравнение метаболизма — обмена веществ в клетке —  можно записать так:
 

катаболизм + анаболизм = обмен веществ в клеткеметаболизм

 

 

Энергетический обмен = Диссимиляция = Катаболизм

 

Этот процесс идет в несколько этапов  и нам нужно рассмотреть как он проходит а различных организмах.

 

Организмов будет всего 2 —  многоклеточный (человек, например) и одноклеточный (растительный и животный).

 

И запомните,  сочетание букв АТФ (аденинтрифосфорная кислота) — означает “энергию”. Просто эта энергия заключена в молекуле.

 

 Обмен веществ в клетке

 

Этапы диссимиляции:

 

1 этап   —  подготовительный

 

Давайте проследим путь пищи от начала и до конца… Итак, пища поступила в организм. А что у нас за пища? Точнее, из чего она состоит? Из белков, жиров и углеводов.

 

Пища начинает перевариваться.

 

 

В чем суть пищеварения? Очень просто: полимеры: белки, жиры и углеводы расщепляются до мономеров:

 

 

 

 

 Такое расщепление возможно с помощью ферментов (био-катализаторов)

 

 

 

2 этап — бескислородный — гликолиз

 

Глюкоза, полученная в предыдущем этапе, превращается в пировиноградную кислоту (ПВК) и выделяется энергия (“+” — это выделение энергии, “-” — поглощение).

 

С6H12O6 → C3H4O3 + 2 АТФ

 

Происходит этот процесс уже в цитоплазме клеток (как много-, так и одноклеточных организмов).

 

3 этап — кислородный  = Цикл Кребса + окислительное фосфорилирование

 

Здесь мы не будем детально разбирать цикл Кребса и фосфорилирование — это будет отдельная подробная тема  в формате ЕГЭ…

 

Сама суть этого процесса в том, что в митохондриях (на кристах) ( а если митохондроий нет, то и процесс этот отсутствет, т.е. у анаэробов кислородного этапа нет) кислота превращается  уже до конца: до CO2 (то, что мы выдыхаем) и H2O:

 

в цикле Кребса:
C3H4O3→CO2 + h3O + 36 АТФ

 

Общее уравнение  диссимиляции:

 

С6H12O6 + 6O2 = 6CO2 + 6H2O + 38 АТФ

 

 

Взаимосвязь пластического и энергетического обмена:

 

  • Пластический обмен обеспечивает клетку сложными органическими веществами (белками, жирами, углеводами, нуклеиновыми кислотами), в том числе белками-ферментами для энергетического обмена.
  • Энергетический обмен обеспечивает клетку энергией. При выполнении работы (умственной, мышечной и т.п.) энергетический обмен усиливается.

 

Пластический и энергетический обмен – это сопряженные (взаимосвязанные) процессы.

 

Реакции метаболизма рано или поздно завершаются превращением всей исходной энергии в тепло.

 


 

 


 

Еще на эту тему:

Обсуждение: "Обмен веществ в клетке"

(Правила комментирования)

distant-lessons.ru

1. Гомеостаз. Метаболизм. Ассимиляция (анаболизм, пластический обмен)

Для нормальной жизнедеятельности клетки и всего многоклеточного организма необходимо постоянство внутренней среды, получившее название гомеостаза.

Гомеостаз — постоянство внутренней среды биологических систем.

Гомеостаз поддерживается реакциями обмена веществ, которые подразделяются на ассимиляцию (анаболизм) и диссимиляцию (катаболизм). Все реакции, протекающие в клетке, направлены на поддержание гомеостаза, для этого необходимы вещества и энергия.

Вся совокупность реакций биосинтеза веществ и их последующей сборки в более крупные структуры, идущих с затратой энергии, называется ассимиляцией, анаболизмом или пластическим обменом.

К пластическому обмену относятся фотосинтез, биосинтез белков, нуклеиновых кислот, жиров и углеводов. Особенно интенсивно процессы ассимиляции происходят в растущих клетках развивающегося организма.

 

Для осуществления пластического обмена необходима энергия. Клетка получает её из реакций распада запасённых или полученных извне органических соединений. При участии ферментов эти вещества разлагаются на более простые соединения; при этом высвобождается энергия, часть которой выделяется в виде тепла, а часть запасается в виде молекул АТФ. В случае необходимости энергия АТФ используется для компенсации энергетических затрат клетки, например для обеспечения процессов ассимиляции.

Совокупность реакций распада веществ, сопровождающихся запасанием энергии, называется диссимиляцией, катаболизмом или энергетическим обменом.

Ассимиляция и диссимиляция — противоположные процессы: в первом случае происходит образование веществ, на что тратится энергия, а во втором — распад веществ с образованием и запасанием энергии.


Ассимиляция и диссимиляция —  две стороны единого процесса обмена веществ и энергии в клетке, который называется метаболизм.

Обмен веществ (метаболизм) — это совокупность взаимосвязанных процессов синтеза и расщепления химических веществ, происходящих в организме.

Ассимиляция и диссимиляция всегда строго сбалансированы и скоординированы, а нарушение этого баланса приводит к развитию какого-либо заболевания как отдельных клеток, так и целого организма, или даже к их гибели.

Источники:

Каменский А. А., Криксунов Е. А., Пасечник В. В. Биология. 9 класс // ДРОФА.
Каменский А. А., Криксунов Е. А., Пасечник В. В. Биология. Общая биология (базовый уровень) 10–11 класс // ДРОФА.

Лернер Г. И. Биология: Полный справочник для подготовки к ЕГЭ: АСТ, Астрель.

www.yaklass.ru

2. Энергетический обмен (катаболизм, диссимиляция)

Универсальным источником энергии во всех клетках служит АТФ (аденозинтрифосфат, или аденозинтрифосфорная кислота).

Все энергетические затраты любой клетки обеспечиваются за счёт универсального энергетического вещества — АТФ.

 

АТФ синтезируется в результате реакции фосфорилирования, то есть присоединения одного остатка фосфорной кислоты к молекуле АДФ (аденозиндифосфата):

 

АДФ + h4PO4+ 40 кДж = АТФ + h3O.


Энергия запасается в форме энергии химических связей АТФ.  Химические связи АТФ, при разрыве которых выделяется много энергии, называются макроэргическими.


При распаде АТФ до АДФ клетка за счёт разрыва макроэргической связи получит приблизительно \(40\) кДж энергии.


Энергия для синтеза АТФ из АДФ  выделяется в процессе диссимиляции.

Энергетический обмен (диссимиляция, катаболизм) — это совокупность химических реакций постепенного распада органических соединений, сопровождающихся высвобождением энергии, часть которой расходуется на синтез АТФ.

В зависимости от среды обитания организма, диссимиляция может проходить в два или в три этапа.


Процессы расщепления органических соединений у аэробных организмов происходят в три этапа: подготовительныйбескислородный и кислородный.

 

В результате этого органические вещества распадаются до простейших неорганических соединений.

 


 

У анаэробных организмов, обитающих в бескислородной среде и не нуждающихся в кислороде (а также у аэробных организмов при недостатке кислорода), диссимиляция происходит в два этапа: подготовительный и бескислородный.

 

В двухэтапном энергетическом обмене энергии запасается гораздо меньше, чем в трёхэтапном.

Первый этап — подготовительный

Подготовительный этап заключается в распаде крупных органических молекул до более простых: полисахаридов — до моносахаридов, липидов — до глицерина и жирных кислот, белков — до аминокислот.

Этот процесс называется пищеварением. У многоклеточных организмов он осуществляется в желудочно-кишечном тракте с помощью пищеварительных ферментов. У одноклеточных организмов — происходит под действием ферментов лизосом.

 

В ходе биохимических реакций, происходящих на этом этапе, энергии выделяется мало, она рассеивается в виде тепла, и АТФ  не образуется.

Второй этап — бескислородный (гликолиз)

Второй (бескислородный) этап заключается в ферментативном расщеплении органических веществ, которые были получены в ходе подготовительного этапа. Кислород в реакциях этого этапа не участвует.

Биологический смысл второго этапа заключается в начале постепенного расщепления и окисления глюкозы с накоплением энергии в виде \(2\) молекул АТФ.

Процесс бескислородного расщепления глюкозы называется гликолиз.

Гликолиз происходит в цитоплазме клеток.

 

Он состоит из нескольких последовательных реакций превращения молекулы глюкозы C6h22O6 в две молекулы пировиноградной кислоты — ПВК C3h5O3 и две молекулы АТФ (в виде которой запасается примерно \(40\) % энергии, выделившейся при гликолизе). Остальная энергия (около \(60\) %) рассеивается в виде тепла.

 

C6h22O6 + h4PO4+ 2АДФ = C3h5O3+2АТФ +2h3O.


Получившаяся пировиноградная кислота при недостатке кислорода в клетках животных, а также клетках многих грибов и микроорганизмов, превращается в молочную кислоту C3H6O3.

 

HOOC−CO−Ch4пировиноградная кислота→НАД⋅H+H+лактатдегидрогеназаHOOC−CHOH−Ch4молочная кислота.

В мышцах человека при больших нагрузках и нехватке кислорода образуется молочная кислота и появляется боль. У нетренированных людей это происходит быстрее, чем у людей тренированных.


При недостатке кислорода в клетках растений, а также в клетках некоторых грибов (например, дрожжей), вместо гликолиза происходит спиртовое брожение: пировиноградная кислота распадается на этиловый спирт C2H5OH и углекислый газ CO2:

 

C6h22O6+2h4PO4+2АДФ=2C2H5OH+2CO2+2АТФ+2h3O.

Третий этап — кислородный

В результате гликолиза глюкоза распадается не до конечных продуктов (CO2 и h3O), а до богатых энергией соединений (молочная кислота, этиловый спирт) которые, окисляясь дальше, могут дать её в больших количествах. Поэтому у аэробных организмов после гликолиза (или спиртового брожения) следует третий, завершающий этап энергетического обмена — полное кислородное расщепление, или клеточное дыхание.

 

Этот этап происходит на кристах митохондрий.


Третий этап, так же как и гликолиз, является многостадийным и состоит из двух последовательных процессов — цикла Кребса и окислительного фосфорилирования.

Третий (кислородный) этап заключается в том, что при кислородном дыхании ПВК окисляется до окончательных продуктов — углекислого газа и воды, а энергия, выделяющаяся при окислении, запасается в виде  \(36\) молекул АТФ  (\(2\) молекулы в цикле Кребса и \(34\) молекулы в ходе окислительного фосфорилирования).

Этот этап можно представить себе в следующем виде:

 

2C3h5O3+6O2+36h4PO4+36АДФ=6CO2+42h3O+36АТФ.


Вспомним, что ещё две молекулы АТФ запасаются в ходе бескислородного расщепления каждой молекулы глюкозы (на втором, бескислородном, этапе). Таким образом, в результате полного расщепления одной молекулы глюкозы образуется \(38\) молекул АТФ.


Суммарная реакция энергетического обмена:

  

C6h22O6+6O2=6CO2+6h3O+38АТФ.

Для получения энергии в клетках, кроме глюкозы, могут быть использованы и другие вещества: липиды, белки. Однако ведущая роль в энергетическом обмене у большинства организмов принадлежит сахарам.

Источники:

Каменский А. А., Криксунов Е. А., Пасечник В. В. Биология. 9 класс // ДРОФА.
Каменский А. А., Криксунов Е. А., Пасечник В. В. Биология. Общая биология (базовый уровень) 10–11 класс // ДРОФА.

Лернер Г. И. Биология: Полный справочник для подготовки к ЕГЭ: АСТ, Астрель.

www.yaklass.ru

Обмен веществ и энергии в клетке . Видеоурок. Биология 9 Класс

Тема урока: «Обмен веществ – основа существования клетки». На нем мы рассмотрим такие понятия, как обмен веществ, диссимиляция, ассимиляция.

Обязательным условием существования любого организма является постоянный приток питательных веществ и постоянное выделение конечных продуктов химических реакций, происходящих в клетках. Клетка постоянно находится в движении – цитоплазма перемещается, увлекая за собой органоиды и включения, активно работают рибосомы и митохондрии, совершается множество химических превращений. Все живые организмы, существующие на Земле, представляют собой открытые системы, характеризующиеся способностью активно обмениваться с окружающей средой веществами и энергией. Из окружающей среды в клетку поступают различные вещества, а из клетки в окружающую среду удаляются ненужные продукты обмена – происходит обмен веществ, или метаболизм (Рис. 1).

Рис. 1. Обмен веществ клетки с окружающей средой (Источник)

Питательные вещества используются организмами в качестве источника атомов химических элементов (прежде всего атомов углерода), из которых строятся либо обновляются все структуры. В организм, кроме питательных веществ, поступают также вода, кислород, минеральные соли.

Поступившие в клетки органические вещества (или синтезированные в ходе фотосинтеза) расщепляются на строительные блоки – мономеры и направляются во все клетки организма (Рис. 2). Часть молекул этих веществ расходуется на синтез специфических органических веществ, присущих данному организму. В клетках синтезируются белки, липиды, углеводы, нуклеиновые кислоты и другие вещества, которые выполняют различные функции (строительную, каталитическую, регуляторную, защитную и так далее).

Другая часть низкомолекулярных органических соединений, поступивших в клетки, идет на образование АТФ, в молекулах которой заключена энергия, предназначенная непосредственно для выполнения работы.

Рис. 2. Распределение органических веществ (Источник)

Энергия необходима для синтеза всех специфических веществ организма, поддержания его высокоупорядоченной организации, активного транспорта веществ внутри клеток, из одних клеток в другие, из одной части организма в другую, для передачи нервных импульсов, передвижения организмов, поддержания постоянной температуры тела (у птиц и млекопитающих) и для других целей.

Обмен веществ (метаболизм) – совокупность биохимических реакций, протекающих в клетке и обеспечивающих процессы ее жизнедеятельности.

В ходе превращения веществ в клетках образуются конечные продукты обмена, которые могут быть токсичными для организма и выводятся из него (например, аммиак). Таким образом, все живые организмы постоянно потребляют из окружающей среды определенные вещества, преобразуют их и выделяют в среду конечные продукты.

В зависимости от общей направленности процессов выделяют катаболизм и анаболизм.

Анаболизм (ассимиляция) – совокупность химических процессов, направленных на образование и обновление структурных частей клеток, этот процесс имеет второе название – пластический обмен.

Фотосинтез: 6Н2О + 6СО2 → С6Н12О6 + 6СО2

Сюда можно отнести, например, фиксацию азота и биосинтез белка, синтез углеводов из углекислого газа и воды в ходе фотосинтеза, синтез полисахаридов, липидов, нуклеотидов, ДНК, РНК и других веществ. Анаболизм является созидательным этапом обмена веществ, он всегда осуществляется с потреблением энергии и с участием ферментов.

Катаболизм (диссимиляция) – совокупн

interneturok.ru

Катаболизм — Википедия

Катаболи́зм (от греч. καταβολή, «сбрасывание, разрушение»), также энергетический обмен, или диссимиляция — процесс метаболического распада (деградации) сложных веществ на более простые или окисления какого-либо вещества, обычно протекающий с освобождением энергии в виде тепла и в виде молекулы АТФ, универсального источника энергии всех биохимических процессов.[1] Катаболические реакции лежат в основе диссимиляции: утраты сложными веществами своей специфичности для данного организма в результате распада до простых.

Примерами катаболизма являются:

Интенсивность катаболических процессов и преобладание тех или иных катаболических процессов в качестве источников энергии в клетках регулируется гормонами. Например:

C6h22O6+6O2⟶6CO2+6h3O+Q{\displaystyle {\ce {{C6h22O6}+ 6 {O2}-> 6 {CO2}+ 6 {h3O}+ {Q}}}}
(точнее, увеличивая её анаболизм, индуцируя накопление глюкозы в виде гликогена в печени и мышечной ткани, уменьшая тем самым концентрацию глюкозы в крови и лимфе, опосредуя гипогликемию),
  • инсулин, напротив, ускоряет катаболизм глюкозы и тормозит катаболизм белков.

Катаболизм является противоположностью анаболизма — процессу синтеза или ресинтеза новых, более сложных, соединений из более простых, протекающему с расходованием, затратой энергии АТФ. Соотношение катаболических и анаболических процессов в клетке регулируется гормонами. Например, адреналин или глюкокортикоиды сдвигают баланс обмена веществ в клетке в сторону преобладания катаболизма, а инсулин, соматотропин, тестостерон — в сторону преобладания анаболизма.

Пластический и энергетический обмены[править | править код]

Питательные вещества — это любое вещество, пригодное для еды и питья живым организмам для пополнения запасов энергии и необходимых ингредиентов для нормального течения химических реакций обмена веществ: белков, жиров, углеводов, витаминов, минералов и микроэлементов.

Метаболизм — это совокупность всех химических реакций, происходящих в организме. Значение метаболизма состоит в создании необходимых организму веществ и обеспечении его энергией. Выделяют две составные части метаболизма — катаболизм и анаболизм.

Катаболизм (энергетический обмен) — процесс метаболического распада, разложения на более простые вещества (дифференциация) или окисления какого-либо вещества, обычно протекающий с высвобождением энергии в виде тепла и в виде АТФ.

Анаболизм (пластический обмен) — совокупность химических процессов, составляющих одну из сторон обмена веществ в организме, направленных на образование клеток и тканей. За счет анаболизма происходит рост, развитие и деление каждой клетки.

Обмен веществ между организмом и окружающей средой — необходимое условие существования живых существ, это один из основных признаков живого. Из внешней среды организм получает кислород, органические вещества, минеральные соли, воду. Во внешнюю среду отдаёт конечные продукты распада: углекислый газ, излишки воды, минеральных солей, мочевину, соли мочевой кислоты и некоторые другие вещества.

У человека в течение жизни почти все клетки организма сменяются несколько раз. Кровь за год полностью обновляется 3 раза, за сутки меняется 450 млрд эритроцитов, до 30 млрд лейкоцитов, 1/75 всех костных клеток скелета, до 50 % эпителиальных клеток желудка и кишечника.

Энергия, высвобождающаяся при распаде органических веществ, не сразу используется клеткой, а запасается ею в виде высокоэнергетических соединений, как правило, в виде АТФ. АТФ — нуклеотид, состоящий из аденина, рибозы и трёх остатков фосфорной кислоты, соединяющихся между собой макроэргическими связями.

В этих связях запасена энергия, которая высвобождается при их разрыве:

  • АТФ+Н2О -> АДФ+Н3РО4+Q1,
  • АДФ+Н2О->АМФ+Н3РО4+Q2,
  • АМФ+Н2О->аденин+рибоза+Н3РО4+Q3,

где АТФ-аденозинтрифосфорная кислота; АДФ-аденозиндифосфорная кислота; АМФ-аденонмонофосфорная кислота; Q1 = Q2 = 30,6 кДж.

Запас АТФ в клетке ограничен и пополняется благодаря процессу фосфорилирования. Фосфорилирование — присоединение остатка фосфорной кислоты к АДФ (АДФ+Ф->АТФ). В результате превращений эти вещества попадают в клетки. Здесь они расщепляются (глюкоза - до воды и углекислого газа). Высвобожденная энергия используется клетками для поддержания своей жизнедеятельности. Этот процесс называется энергетическим обменом. Пластический и энергетический обмены происходят одновременно и неразрывно связаны друг с другом, но не всегда являются уравновешенными. Чаще всего это связано с возрастом человека.

I этап, подготовительный[править | править код]

Сложные органические соединения распадаются на простые под действием пищеварительных ферментов, при этом выделяется только тепловая энергия.

  • Белки → аминокислоты
  • Жиры → глицерин и жирные кислоты
  • Крахмал → глюкоза

II этап, гликолиз (бескислородный)[править | править код]

Осуществляется в цитоплазме, с мембранами не связан. В нём участвуют ферменты; расщеплению подвергается глюкоза и происходит образование двух молекул пировиноградной кислоты CH3COCOOH. 60 % энергии рассеивается в виде тепла, а 40 % — используется для синтеза 2 молекул АТФ. Кислород не участвует.

C6h22O6⟶2Ch4COCOOH+2АТФ{\displaystyle {\ce {{C6h22O6}-> 2{Ch4COCOOH}+ 2 {АТФ}}}}

III этап, клеточное дыхание (кислородный)[править | править код]

Осуществляется в митохондриях, связан с матриксом митохондрий и внутренней мембраной. В нём участвуют ферменты, кислород. Расщеплению подвергается молочная кислота. СО2 выделяется из митохондрий в окружающую среду. Атом водорода включается в цепь реакций, конечный результат которых — синтез АТФ.

  • Биологический энциклопедический словарь / глав. ред. М. С. Гиляров. — М.: Советская энциклопедия, 1986. — С. 250.

ru.wikipedia.org

9.Обмен веществ в клетке - Общая биология - Каталог файлов по биологии

В  клетках  постоянно  осуществляются  обмен  веществ  (метаболизм)  —  многообразные  химические  превращения,  обеспечивающие  их  рост,  жизнедеятельность,  постоянный  контакт  и  обмен  с окружающей  средой.  Благодаря  обмену  веществ  белки,  жиры,  углеводы  и другие  вещества,  входящие  в состав клетки,  непрерывно расщепляются и синтезируются.  Реакции, составляющие эти  процессы,  происходят  с  помощью  специальных  ферментов  в  определенном  органоиде  клетки  и  характеризуются  высокой  организованностью и упорядоченностью.  Благодаря  этому в клетках достигается  относительное  постоянство состава,  образование,  разрушение  и  обновление  клеточных структур  и  межклеточного  вещества.

Обмен  веществ  неразрывно  связан  с  процессами  превращения энергии. В результате химических превращений потенциальная энергия  химических  связей  преобразуется  в другие  виды  энергии,  используемой  на синтез  новых соединений, для  поддержания  структуры и функции клеток и т.д. 

Обмен веществ складывается из двух взаимосвязанных,  одновременно  протекающих  в  организме  процессов  —  пластического  и  энергетического  обменов.

Пластический обмен (анаболизм, ассимиляция) — совокупность всех реакций  биологического синтеза.  Эти  вещества  идут  на построение  органоидов  клетки  и  создание  новых  клеток при делении.Пластический  обмен  всегда  сопровождается  поглощением  энергии.

Энергетический обмен  (катаболизм,  диссимиляция)  —  совокупность  реакций  расщепления  сложных  высокомолекулярных  органических веществ  —  белков,  нуклеиновых  кислот,  жиров,  углеводов  на  более  простые,  низкомолекулярные.  При  этом  выделяется энергия,  заключенная в химических связях крупных органических молекул. Освобожденная энергия запасается в форме богатых энергией  фосфатных  связей  АТФ.

Реакции  пластического  и  энергетического  обменов  взаимосвязаны и в своем единстве составляют обмен веществ и превращение энергии  в  каждой  клетке  и  в организме  в  целом.

Пластический обмен

Суть  пластического  обмена  заключается  в  том,  что  из  простых веществ,  поступающих  в  клетку  извне,  образуются  вещества  клетки.  Рассмотрим этот процесс на примере образования важнейших органических соединений  клетки  —  белков.

В синтезе белка — этом сложном, многоступенчатом  процессе —участвуют ДНК,  мРНК,  тРНК,  рибосомы,  АТФ  и  разнообразные ферменты.  Начальный  этап белкового синтеза —  образование  полипептидной  цепи  из  отдельных  аминокислот,  расположенных  в

строго  определенной  последовательности.  Главная  роль  в определении  порядка расположения аминокислот, т.е.  первичной структуры белка, принадлежит молекулам ДНК. Последовательность аминокислот в белках определена последовательностью  нуклеотидов  в молекуле  ДНК.  Участок ДНК,  характеризующийся  определенной последовательностью  нуклеотидов,  называется  геном.  Ген  —  это участок  ДНК,  являющийся  элементарной  частицей  генетической информации. Таким  образом,  синтез каждого определенного специфического  белка  определяется  геном.  Каждой  аминокислоте  в полипептидной  цепочке  соответствует  комбинация  из трех  нуклеотидов — триплет, или кодон.  Именно три нуклеотида определяют присоединение  к полипептидной  цепи одной аминокислоты.  Например,  участок ДНК  с  триплетом  ААЦ  соответствует  аминокислоте  лейцину,  триплет  ТТТ  —  лизину,  ТГА  —  треонину.  Данная корреляция  между  нуклеотидами  и  аминокислотами  называется генетическим кодом.  В состав белков входит 20 аминокислот и всего 4 нуклеотида. Только код, состоящий из трех последовательно расположенных  оснований,  мог  бы  обеспечить  задействование  всех 20 аминокислот в структурах белковых молекул.  Всего в генетическом  коде 64 разных триплета,  представляющих  возможные  сочетания  из  четырех  азотистых  оснований  по  три,  что  с  избытком  достаточно для кодирования 20 аминокислот. Каждый триплет шифрует  одну  аминокислоту,  но  большинство  аминокислот  кодируется более чем одним кодоном. В настоящее время код ДНК расшифрован полностью. Для каждой аминокислоты точно установлен состав кодирующих ее триплетов. Например, аминокислоте аргинин могут соответствовать такие триплеты нуклеотидов ДНК,  как ГЦА, гцг, гцт, гцц, тцт, тцц.

Синтез  белка  осуществляется  на  рибосомах,  а  информация  о структуре  белка зашифрована в ДНК,  расположенной  в ядре. Для того  чтобы  синтезировался  белок, информация  о  последовательности аминокислот в его первичной структуре  должна  быть  доставлена  к  рибосомам.  Этот процесс включает два этапа: транскрипцию и трансляцию.

Транскрипция (буквально —  переписывание)  протекает  как  реакция матричного  синтеза.  На цепи ДНК, как на матрице, по принципу комплементарности синтезируется  цепь  иРНК,  которая  по  своей нуклеотидной   последовательности точно  копирует  (комплементарна) полинуклеотидной  цепи  ДНК,  причем  тимину  в  ДНК соответствует урацил в  РНК.  Информационная  РНК — это  копия  не  всей  молекулы  ДНК,  а  только  части  ее  —  одного гена,  несущего  информацию  о  структуре  белка,  сборку  которого необходимо произвести.  Существуют специальные  механизмы  «узнавания»  начальной точки  синтеза,  выбора цепи ДНК,  с  которой считывается  информация,  а  также  механизмы  завершения  процесса,  в  которых  участвуют  специальные  кодоны.  Так образуется  матричная  РНК.  Молекула  мРНК,  несущая  ту  же  информацию, что и гены, выходит в цитоплазму. Перемещение РНК через  ядерную  оболочку  в  цитоплазму  происходит  благодаря  специальным  белкам,  которые образуют комплекс с молекулой  РНК.

В  цитоплазме  на  один  из  концов  молекулы  мРНК  нанизывается рибосома; аминокислоты в цитоплазме активизируются с помощью ферментов  и  присоединяются  опять  же  с  помощью  специальных ферментов к тРНК (специальному участку связывания с этой аминокислотой).  Для  каждой  аминокислоты  существует  своя  тРНК, один  из  участков  которой  (антикодон)  представляет  собой  триплет  нуклеотидов,  соответствующий  определенной  аминокислоте  и комплементарный строго определенному триплету иРНК.

Начинается  следующий  этап  биосинтеза  —  трансляция:  сборка полипептидных цепей на матрице иРНК. По мере сборки белковой молекулы рибосома перемещается по молекуле иРНК, причем  перемещается  не  плавно,  а  прерывисто,  триплет  за  триплетом.  По  мере  перемещения  рибосомы  по  молекуле  мРНК сюда же  с  помощью  тРНК доставляются  аминокислоты,  соответствующие  триплетам  мРНК.  К  каждому триплету,  на  котором  останавливается  в  своем  передвижении  по  нитевидной  молекуле  мРНК рибосома, строго комплементарно присоединяется тРНК. При этом аминокислота,  связанная с тРНК,  оказывается у активного центра рибосомы.  Здесь специальные ферменты  рибосомы  отщепляют аминокислоту от тРНК и присоединяют к предыдущей аминокислоте.  После установки первой аминокислоты рибосома передвигается  на один  триплет,  а тРНК,  оставив  аминокислоту,  мигрирует в цитоплазму за следующей аминокислотой. С помощью такого механизма шаг за шагом наращивается белковая цепь. Аминокислоты соединяются  в  ней  в  строгом  соответствии  с  расположением  кодирующих триплетов в цепи молекулы мРНК. Чем дальше продвинулась рибосома по  иРНК,  тем  больший  отрезок белковой  молекулы «собран».  Когда рибосома достигнет противоположного  конца иРНК,  синтез окончен.  Нитевидная молекула белка отделяется от рибосомы.  Молекула  мРНК  может  использоваться для  синтеза полипептидов  многократно,  как  и  рибосома.  На  одной  молекуле иРНК может размещаться несколько рибосом (полирибосома). Их число определяется длиной  мРНК.

Биосинтез белков — сложный многоступенчатый процесс, каждое  звено  которого  катализируется  определенными  ферментами  и снабжается  энергией  за  счет  молекул  АТФ.

Энергетический обмен

Процессом,  противоположным  синтезу,  является  диссимиляция — совокупность реакций расщепления.  В результате диссимиляции  освобождается  энергия,  заключенная  в  химических  связях пищевых  веществ.  Эта  энергия  используется  клеткой  для  осуществления различной работы, в том числе и ассимиляции.  При расщеплении пищевых веществ энергия выделяется поэтапно при участии  ряда ферментов.  В  энергетическом обмене обычно  выделяют три  этапа.

Первый этап — подготовительный.  На этом  этапе сложные высокомолекулярные  органические  соединения  расщепляются  ферментативно,  путем  гидролиза, до более простых соединений  —  мономеров, из которых они состоят: белки — до аминокислот, углеводы  —  до  моносахаридов  (глюкозы),  нуклеиновые  кислоты  —  до нуклеотидов  и  т.д.  На данном  этапе  выделяется  небольшое  количество  энергии,  которая  рассеивается  в  виде  теплоты.

Второй этап — бескислородный, или анаэробный. Он называется также  анаэробным  дыханием  (гликолизом)  или  брожением.  Гликолиз происходит в клетках животных.  Он характеризуется ступенчатостью,  участием  более десятка различных ферментов  и  образованием  большого  числа  промежуточных  продуктов.  Например,  в мышцах  в  результате  анаэробного  дыхания  шестиуглеродная  молекула  глюкозы  распадается  на  2  молекулы  пировиноградной кислоты  (С3Н403),  которые  затем  восстанавливаются  в  молочную кислоту (С3Н603).  В этом процессе принимают участие фосфорная кислота  и  АДФ.   Суммарное  выражение  процесса  следующее:

С6Н1 206+ 2Н3Р04+ 2АДФ -» 2С3Н603+ 2АТФ + 2Н20.

В ходе расщепления  выделяется около 200  кДж энергии.  Часть этой  энергии  (около  80  кДж)  расходуется  на  синтез  двух  молекул  АТФ,  благодаря  чему  40%  энергии  сохраняется  в  виде  химической  связи  в  молекуле  АТФ.  Оставшиеся  120  кДж  энергии (более  60 %)  рассеиваются  в  виде  теплоты.  Процесс  этот  малоэффективный.

При  спиртовом  брожении  из  одной  молекулы  глюкозы  в  результате  многоступенчатого  процесса  в  конечном  счете  образуются  две  молекулы  этилового  спирта,  две  молекулы С02

С6Н1206+ 2Н3Р04+ 2АДФ -> 2С2Н5ОН ++ 2С02+ 2АТФ + 2Н20.

В  этом  процессе  выход  энергии  (АТФ)  такой  же,  как  и  при гликолизе.  Процесс  брожения  —  источник  энергии  для  анаэробных  организмов.

Третий этап — кислородный, или аэробное дыхание, или кислородное расщепление.  На этой стадии энергетического обмена происходит  последующее  расщепление  образовавшихся  на  предыдущем  этапе  органических  веществ  путем  окисления  их  кислородом воздуха до  простых неорганических,  являющихся  конечными  продуктами  —  СО2и  Н20.  Кислородное дыхание  сопровождается  выделением  большого  количества  энергии  (около  2600  кДж)  и  аккумуляцией  ее  в  молекулах  АТФ.

В  суммарном  виде  уравнение  аэробного дыхания  выглядит так:

2С3Н603+ 602+ 36АДФ -» 6С02+ 6Н20 + 36АТФ + 36Н20.

Таким  образом,  при  окислении двух  молекул  молочной  кислоты  за  счет  выделившейся  энергии  образуется  36  энергоемких  молекул  АТФ.  Следовательно,  основную  роль  в  обеспечении  клеткиэнергией  играет  аэробное  дыхание.

 

 

www.xn--90aeobaarlnb3f3fe.xn--p1ai

характеристика, функции, этапы 🚩 Здоровье и медицина 🚩 Другое

Автор КакПросто!

Организм человека состоит из клеток - структурно-функциональных единиц, способных к делению и обмену с окружающей средой. Клетки находятся в межклеточном веществе, обеспечивающем дыхание, питание и механическую прочность.

Статьи по теме:

Инструкция

В состав клеток входят следующие химические соединения: органические (белки, углеводы, жиры и нуклеиновые кислоты), неорганические (вода, соли). Вода в клетках может составлять до 80%, она необходима для всех жизненных процессов и является хорошим растворителем. В ней происходит химическое взаимодействие веществ. Также вода способствует удалению продуктов распада, образующихся в результате протекающих реакций. Основными жизненными свойствами клетки являются: биосинтез, распад органических соединений, возбудимость, рост, размножение, обмен веществ.

Обмен веществ в клетке происходит следующим образом. Из окружающей среды в организм поступают питательные вещества, вода, кислород, витамины и минеральные соли. Они требуются для построения, обновления структурных элементов клеток, а также для образования энергии, которая обеспечивает жизненные процессы. Получаемые извне жиры, белки, углеводы, микроэлементы, витамины используются для синтеза необходимых клеткам веществ и для построения клеточных структур. Продукты распада удаляются через мембрану в тканевую жидкость.

Метаболизм представляет собой два процесса: ассимиляцию и диссимиляцию. Ассимиляцией называется совокупность реакций образования сложных органических молекул из более простых, протекающих с накоплением энергии. Диссимиляция – это совокупность реакций распада сложных органических веществ до более простых, она сопровождается выделением энергии. Диссимилляция и ассимиляция связаны между собой, поскольку синтез веществ не представляется возможным без затрат энергии, высвобождаемой при расщеплении сложных органических молекул. Нарушения баланса между этими процессами приводит к расстройству обмена веществ. Реакции обмена веществ в живой клетке проходят при умеренной температуре, малых колебаниях кислотности, нормальном давлении. В метаболизме принимают участие ферменты, играющие роль катализаторов. Активность ферментов очень высокая, поэтому для обеспечения нормальной скорости метаболизма требуется небольшое количество молекул этих веществ. Однако они действуют избирательно, в результате клетка нуждается во многих видах ферментов.

При распаде органических веществ выделяется энергия, часть которой теряется, а часть запасается клетками в виде молекул АТФ (аденозинтрифосфат). При необходимости энергия АТФ применяется для энергетических затрат клеток, в частности для процесса ассимиляции. Основным строительным материалом и единственным источником энергии для организма являются органические вещества пищи. Поскольку питательные вещества и отходы жизнедеятельности клетки поступают в кровь, метаболизм оказывает большое влияние на ее состояние и на весь организм в целом.

Совет полезен?

Статьи медицинского характера на Сайте предоставляются исключительно в качестве справочных материалов и не считаются достаточной консультацией, диагностикой или назначенным врачом методом лечения. Контент Сайта не заменяет профессиональную медицинскую консультацию, осмотр врача, диагностику или лечение. Информация на Сайте не предназначена для самостоятельной постановки диагноза, назначения медикаментозного или иного лечения. При любых обстоятельствах Администрация или авторы указанных материалов не несут ответственности за любые убытки, возникшие у Пользователей в результате использования таких материалов.

Похожие советы

www.kakprosto.ru

Обмен веществ и превращение энергии. Энергетический обмен

  • ГДЗ
  • 1 Класс
    • Окружающий мир
  • 2 Класс
    • Литература
    • Окружающий мир
  • 3 Класс
    • Окружающий мир
  • 4 Класс
    • Окружающий мир
  • 5 Класс
    • Биология
    • История
    • География
    • Литература
    • Обществознание
    • Человек и мир
    • Технология
    • Естествознание
  • 6 Класс
    • Биология
    • История
    • География
    • Литература
    • Обществознание
    • Технология
  • 7 Класс
    • Биология
    • История
    • ОБЖ
    • География
    • Литература
    • Обществознание
  • 8 Класс
    • Биология
    • История
    • География
    • Литература
    • Обществознание
  • 9 Класс
    • Биология
    • История
    • География
    • Литература
    • Обществознание
  • 10 Класс
    • Биология
    • История
    • География
    • Обществознание
  • 11 Класс
    • Английский язык
    • Немецкий язык

resheba.me

Кратко об обмене веществ

Хороший обмен веществ, плохой обмен веществ, стимулирование или ускорение обмена веществ и т.п. Данные понятия на слуху у каждого, при этом употребляем мы их чаще всего, не осознавая на самом деле, что же они значат, и трактуем их неправильно, поскольку обмен веществ – это далеко не процесс пищеварения, как все полагают.

Обмен веществ или по-другому метаболизм является основой всех жизненно важных процессов, протекающих в нашем теле. Под метаболизмом, грубо говоря, понимают все биохимические процессы, происходящие внутри клеток. Другими словами: то, из чего состоит наша пища, усваивается внутри клеток, т.е. распадается и используются для построения чего-то нового.

Наш организм заботится о себе сам, используя поступившие с пищей макро- и микроэлементы, витамины и минералы или прибегая к помощи уже имеющихся резервов. Все это необходимо для обеспечения надлежащей работы всех систем и органов и оптимального протекания всех процессов. При этом особую роль в обмене веществ играют гормоны и ферменты. Именно нервная и гормональная системы организма регулируют все обменные процессы. Влияют на метаболизм и факторы окружающей среды, к примеру, температура. При этом самым важным органом для всех обменных процессов является печень.

​Обмен веществ – это не процесс пищеварения

Чтобы должным образом выполнять все свои задачи, наш организм нуждается в энергии. Ее источниками являются такие макронутриенты, как углеводы, жиры и белки, которые поступают с продуктами питания.

Безусловно, процесс пищеварения в какой-то мере является предпосылкой для обмена веществ, поскольку именно в желудке и кишечнике питательные вещества расщепляются на составляющие: углеводы – до простых сахаров, белки или тот же протеин – до аминокислот, жиры – до жирных кислот и глицеридов. Происходит это в силу того, что кишечник в состоянии усваивать нутриенты только в расщепленной форме, которая способствует их последующему впитыванию в кишечнике и всасыванию в кровь.

Кровоток выступает в роли своеобразного распределителя питательных веществ во все клетки организма. Именно поэтому, когда речь заходит об обмене веществ, имеется в виду процесс, наступающий после пищеварения, всасывания в кровоток и попадания в клетки, т.е. процесс, происходящий внутри клетки.

Основные фигуранты обмена веществ: углеводы, белки, жиры, минералы

Существуют различные виды обмена веществ, в зависимости от того, что перерабатывается:

  • Углеводный обмен

    В процессе пищеварения сложные углеводы, поступающие с пищей, расщепляются до простых сахаров. Молекулы сахара попадают через кровь в клетки, где собственно и происходит углеводный обмен. Из простых сахаров наше тело получает энергию. В случае если, энергии достаточно, они накапливаются в печени и мышцах, соединяясь снова в полисахариды.

  • Белковый обмен

    В процессе расщепления белка получаются аминокислоты, которые также через кровь попадают в клетки. Там они служат либо источником «топлива», либо материалом для построения мышц, а также образования гормонов и ферментов. Именно поэтому самым популярным продуктом в спортивном питании является протеин.

  • Жировой обмен

    Жир используется в качестве источника энергии, а также как основной накопитель энергии. Кроме того, он участвует в образовании гормонов и сигнальных веществ, а то, в чем наше тело не нуждается, откладывается в жировых клетках на «черный день».

  • Обмен минералов

    В качестве примера можно привести обмен кальция и фосфора, участвующих в укреплении костной и зубной ткани. Кроме того, ионы кальция незаменимы при обеспечении работы мышц.

Анаболический и катаболический обмен веществ

В связке с обменом веществ часто используются понятия анаболизм и катаболизм, которые являются формами метаболизма.

  • Анаболизм

    Так называют процесс образования веществ в организме всех живых существ. В качестве примера можно привести углеводный обмен: часть простых сахаров, проникающих в клетки из кровотока, снова образуют в печени и мышцах полисахариды и накапливаются в них именно в такой форме.

    Часто под анаболизмом в узком смысле понимают белковый обмен на уровне мышечной ткани.

  • Катаболизм

    Под катаболизмом понимают расщепление сложных веществ до простых с целью производства энергии. Другими словами: накапливаемые питательные вещества, в случае острой необходимости, распадаются на составляющие и используются в качестве источника энергии.

    В условиях анаболзизма простые сахара соединяются до полисахаридов и накапливаются в печени и мышцах, а в условиях катаболизма они расщепляются до глюкозы и используются как топливо для мышц.

  • Нарушение обмена веществ

    Нарушение обмена веществ происходит тогда, когда усвоение некоторых веществ протекает не так как следует. Такие процессы провоцируют развитие различных заболеваний. К примеру, формирование сахарного диабета связано с нарушением углеводного обмена.

  • Обмен веществ в покое

    Человек нуждается в большом количестве энергии для поддержания оптимальной работы всех систем организма в любом состоянии, в первую очередь состояния покоя. Именно поэтому существует такое понятие, как обмен веществ в состоянии покоя, который генетически обусловлен. Не зря есть люди, у которых от рождения быстрый обмен веществ, что позволяет им питаться как угодно и при этом не переживать за лишние килограммы, поскольку хороший метаболизм позволяет им это делать. Таких людей можно назвать везунчиками, в отличие от тех, кто изначально страдает от того, что обмен веществ настолько медленный, что даже при условии правильного питания тяжело следить за своим весом. Таким образом, данный процесс различен от человека к человеку и варьируется от 800 до 4700 ккал, сжигаемых в состоянии покоя.

Что влияет на обмен веществ?

  • Половая принадлежность

    В основном у мужчин мышечной массы больше, чем жировых отложений, поэтому чаще всего у них более быстрый обмен веществ, чем у женщин.

  • Возраст

    Как известно, сухая мышечная масса всегда сжигает больше калорий, чем жировая ткань. Поскольку по мере взросления объем мышц сокращается, снижается и скорость сжигания калорий и соответственно замедляется метаболизм. Чтобы предупредить наступление таких процессов, необходи

sportivnoepitanie.ru

Обмен веществ(метаболизм)-что это и как его ускорить.

Обмен веществ (или метаболизм) является важнейшим условием качества нашей жизни.  Он  поддерживает иммунную систему, гормональный баланс и сообщает нам о сбоях, когда происходят нарушения. Благодаря ему происходит рост и обновление клеток, поддерживается жизнь и молодость нашего организма.  От качества обмена веществ будет зависеть здоровье и функциональность всех органов нашего тела.   Обмен веществ является прямым проводом между окружающей средой и телом, и все живые существа (люди, животные и растения ) зависят от него. Так что без него не было бы жизни.

Что такое обмен веществ(или метаболизм)?

Метаболизм — это обмен различными веществами в цикле каждого живого существа. Это превращение инородных веществ в энергию и питательные вещества для организма. Обмен веществ-сложный, универсальный и очень подверженный помехам процесс. Включает в себя все биологические и химические процессы, происходящие в организме.

Он, так сказать, участвует во всех операциях. Будь то для обеспечения энергии, для поддержания функций органов или для наращивания клеток организма. Даже наше здоровье зубов тесно связано с метаболизмом. Простейшая форма обмена веществ происходит у растений, там этот процесс называется фотосинтезом.

Функции И Задачи. Как работает обмен веществ?

В задачи метаболизма входит: усвоение, превращение и транспортировка питательных веществ, а также выведение из конечных продуктов. При этом делается различие между Kaтаболизмом и Aнаболизмом.

Катаболизм обозначает распад и расщепление питательных веществ на мельчайшие молекулы. Этот процесс высвобождает энергию и поэтому называется энергетическим обменом.

Aнаболизм относится к преобразованию, накоплению и хранению этих молекул в клетках организма.

Функции и задачи обмена веществ.

 Даже во сне или состоянии покоя организм потребляет энергию. Обмен веществ должен обеспечить жизненно важные функции. Такие как: дыхание, биение сердца или сохранение деятельности мозга. Этот минимальный уровень энергии называется базовым оборотом.

Средний основной обмен взрослого человека составляет около 2000 ккал в день. Если происходит недостаточное снабжение питательными веществами, возникает так называемый голодный метаболизм. При этом замедляются все обменные процессы, в результате чего снижается основной оборот.

Процесс начинается с усвоения питательных веществ. Простирается от их транспортировки до переработки и заканчивается их выведением из организма. Преобразование вещества в энергию, не относящуюся к телу, происходит с помощью различных белков. Эти белки также называются ферментами. Они направляют и ускоряют химические реакции в организме, но сами по себе не изменяются. Благодаря этому процессу обеспечивается не только рост и сохранение организма, но и функционирование внутренних органов. А также получение энергии для физической деятельности.

Метаболизм в основном контролируется нервной системой и гормонами. Но факторы окружающей среды, такие как температура, кислород, потребление пищи и количество физической активности, также влияют на него. Он-прямая связь между окружающей средой и человеческим телом. Именно поэтому он играет важнейшую роль в поддержании нашего здоровья, поскольку оказывает непосредственное влияние на все функции организма.

Процесс поглощения и выведения

Поглощение питательных веществ происходит через пищеварительный тракт. Пища, измельченная в желудке, направляется в кишечник. Там начинается расщепление и превращение их в мельчайшие составляющие. Таким образом, питательные вещества переносятся из кишечника в кровоток и транспортируются с его помощью во все клетки организма.

Преобразование в кишечнике происходит с помощью бактерий и белков. Эти белки называются ферментами. Пища в основном состоит из углеводов, белка, жира, минералов и микроэлементов. При преобразовании углевод разрушается до простого сахара, белок-до аминокислоты, а жир-до жирной кислоты и Глицерида. Теперь кишечник способен выпустить мельчайшие питательные вещества в кровоток и отправить их в путь. Этот процесс называется рассасыванием.

Транспортировка. После поглощения питательных веществ кровоток переносит их во все клетки организма, где они обмениваются, то есть метаболизируются. Основным органом для обмена веществ является печень. Она является самой большой железой в организме человека и, таким образом, выполняет большинство функций. Печень хранит жир и глюкозу, участвует в распаде и детоксикации загрязняющих веществ и отвечает за образование желчи.

Выделение. Под экскрецией понимается доставка конечных продуктов обмена через печень и почки. Эти вещества накапливаются в кишечнике ( стул) и мочевом пузыре (моча ) и в конечном итоге выводятся из организма в жидкой или твердой форме.

Нарушение обмена веществ

Заболевания и нарушения обмена веществ, а также возникающие симптомы и дискомфорт

Когда происходит изменение обмена веществ, возникает расстройство, также называемое аномалией. Причины нарушения обмена веществ могут быть очень разнообразными. Различают два вида:-1. врожденное расстройство, обусловленное генетической предрасположенностью и 2.-приобретенное.  Во втором случае возникает например, из-за неправильного питания, потребление никотина и алкоголя или приема лекарств. 

В результате чрезмерного или недостаточного производства различных веществ метаболизм выходит из своего естественного равновесия. Обменные процессы сдвигаются, и происходит дисфункция организма. При длительном нарушении обмена веществ иммунная система ослабляется, жизненные силы снижаются. Они очень разнообразны по ходу и по своей симптоматике. Определение причин зависит от очень подробного медицинского диагноза.

Жалобы

Частыми жалобами, например, диарея или запоры. Наиболее известными признаками острого нарушения обмена веществ являются весьма явные симптомы. Распространенными характеристиками для этого являются: Боли в животе, диарея, запоры, тошнота/рвота, общее истощение, головокружение и проблемы с кровообращением.

Наибольшая опасность возникает при поносе и рвоте. Тело высыхает быстрее обычного, что может стать опасным как для младенцев, так и для малышей. При длительном нарушении организм теряет ценные минералы и микроэлементы, так как они ему больше не доступны. Эта деградация может привести к значительным последствиям в мозге, костном каркасе, зубах и органах. Поэтому нарушение обмена веществ следует обязательно лечить. При врожденном нарушении обмена веществ симптомы сохраняются очень индивидуально. Они часто возникают сразу после рождения и заметны для пострадавших на протяжении всей жизни.

Болезни И Расстройства при нарушении обмена веществ

 Среди наиболее известных заболеваний при нарушенном метаболизме это-расстройство щитовидной железы и диабет.

Щитовидная железа

Очень распространенным метаболическим заболеванием является заболевание щитовидной железы. Орган, расположенный в горле, отвечает за гормональный баланс в нашем организме. Таким образом, в зависимости от расстройства может возникнуть либо перепроизводство, либо недопроизводство гормонов. Слишком много гормонов вырабатывается при сверхактивной щитовидной железе. Иммунная система пытается отбить избыток гормонов, что заметно из-за сильного потоотделения и потери веса. Другие типичные признаки сверхактивной щитовидной железы включают утолщение шеи, нервозность и тремор . С другой стороны, гипотиреоз с большей вероятностью производит дефицит гормонов, что может привести к усталости или депрессивному расстройству.

Диабет

Другим нередко встречающимся метаболическим заболеванием является диабет. При этом заболевании наблюдается хроническое нарушение сахарного обмена. Она может быть врожденным-это 1 тип или возникает из-за плохих привычек питания возникающее с возрастом- тип II. В последние годы диабет все чаще стал распространенным заболеванием, так как все больше людей заболевают им в основном из-за неправильного питания. Частный случай-гестационный диабет. Он впервые появляется у матери во время беременности и часто исчезает после родов.

Другие Заболевания

Другие распространенные метаболические заболевания включают:

Ацидоз; Синдром кушинга; Болезнь хранения железа; Ожирение; Подагра; Метаболический Синдром; Тиреоидит; Избыточный вес; Дефицит гормона роста; Сахарная болезнь.

Как ускорить обмен веществ?

Как повысить метаболизм? Многие люди интересуются этим вопросом только тогда, когда хотят снизить свой вес или из-за плохого здоровья. При этом форма диеты играет довольно второстепенную роль. Диеты часто включают риск недостаточного питания организма важными питательными веществами во время голодания. Это приводит к недоеданию и авитаминозу. После диеты, когда недостающие питательные вещества снова доступны, они метаболизируются в двойном-тройном количестве. Происходит эффект жожо. Гораздо важнее и эффективнее наладить здоровые отношения со своим организмом, в которых можно постоянно повышать обмен веществ. Для этого есть три основных правила:

1.Диетические изменения.

2.Физическая активность.

3.Изменение образа жизни.

Диетические изменения

Есть продукты, которые стимулируют обмен веществ, и те, которые замедляют его. Если вы хотите узнать об этом подробно, вы будете засыпаны противоречивой информацией и мнениями. Важно знать, что не количество потребления калорий решает наш вес, а соотношение питательных веществ друг к другу. Жиры, белки и углеводы должны приниматься в сбалансированном соотношении, чтобы обмен веществ был оптимальным. При этом важную роль играет и тип питательных веществ. Следует придерживаться принципом-чем естественнее питательные вещества, тем они здоровее и ценнее для организма. Кроме того, следует позаботиться о достаточном питье, начиная с 2-3 литров/день.

Физическая активность

Во время движения активные мышцы способствуют циркуляции лимфы. Питательные вещества, вода и кислород быстрее переносятся в клетки, а токсины так же быстро выводятся. Жир сжигается, превращается в энергию и, таким образом, не имеет возможности накапливаться в клетках. При этом не нужно мутировать в высокопроизводительного спортсмена. Здоровый и регулярный уровень упражнений в повседневной жизни также помогает очень хорошо. Езда на велосипеде, восхождение по лестнице, упражнения на растяжку и бег-хорошие способы активации мышц и поддержки метаболизма с ними. Как правило, упражнения никогда не может быть слишком много.

Изменение образа жизни

Двумя самыми неблагоприятными факторами для нашего метаболизма являются постоянный стресс и недостаток сна . И то, и другое постоянно приводит к гормональному дисбалансу в организме, тем самым нарушая обмен веществ. Происходит повышенное выделение кортизола. Кортизол-это антистрессовый гормон, который ставит наше тело в состояние тревоги во время стресса. В чрезвычайной ситуации он быстро срабатывает. Но если эта энергия не потребляется, инсулин накапливает ее в наших тканях в виде жира. Поскольку кортизол тесно связан со всеми обменными процессами в организме, стресс оказывает значительное влияние на наше благополучие. Если вы хотите положительно повлиять на обмен веществ вы должны  избегать стресса. Обратить внимание на регулярный и достаточный сон и иметь позитивное отношение к жизни.

Типы метаболизма

У каждого человека метаболизм отличается. Каждый человек, каждое живое существо генетически отличаются друг от друга. Мы помним-на обмен веществ влияют ферменты, которые генетически предопределены. Так что есть люди, у которых от природы быстрый обмен веществ, у других-вялый. Речь идет о высокой или низкой скорости обмена веществ. Точно так же люди могут иметь здоровый или больной метаболизм от рождения.

Здоровый метаболизм находится в равновесии, вы чувствуете себя в форме, любите двигаться и не имеете проблем с пищеварением или весом.

Больной метаболизм сжигает энергию медленнее, вы быстрее устаете, а также быстрее склонны к наращиванию жировых отложений. Оба варианта могут быть одинаково врожденными. Но-даже тот, у кого вялый обмен веществ, не обязательно должен стать толстым или больным. Здоровый образ жизни, правильное питание и активные физические упражнения также могут стимулировать медленный обмен веществ.

В медицине грубо различают три типа обмена веществ. Каждый тип отличается наращиванием мышц, наращиванием скелета, мышечной массой и склонностью накапливать жир.

Мезоморфный тип обладает атлетической фигурой. Быстро наращивает мышцы и имеет очень низкий процент жировых отложений, поэтому он часто имеет более чем среднюю силу тела.

Эктоморфный тип обладает стройной фигурой, чаще всего высокого роста и имеет длинные конечности. Он с трудом наращивает мышцы, но почти не прибавляет жира. Волосы выглядят довольно тонкими. У этого типа скорость обмена веществ высока.

Эндоморфный тип имеет более широкую, широкоплечую фигуру, часто тонкие волосы и короткие конечности. Он обычно мал ростом и склонен к избыточному весу. Его метаболизм медленный, поэтому он сжигает поглощенную пищу значительно медленнее и быстро накапливает жир. Благодаря его мягким мышцам весь его внешний вид выглядит довольно мягким и круглым.

Метаболизм-лечение

Что такое метаболический курс ?

Диета HCG-это вариант метаболического лечения.  Курс обмена веществ-это диетическая форма, которая должна позволить похудеть на 12 кг в течение 21 дня. По сравнению с другими диетами здесь нет недостатка питательных веществ. Поэтому предотвращается эффект жожо. Прежде чем принять решение об этом лечении, следует подробно узнать о плюсах и минусах этой диеты.

Курс лечения разделен на четыре этапа:

1. Этап зарядки длится два дня и является контрастной программой для фазы диеты. Здесь можно еще раз все съесть и выпить, после чего у кого-нибудь появится аппетит.

2. Этап диеты должна соблюдаться полностью с первого до последнего дня, ограничивая потребление калорий до 700 ккал в день.

3. Этап стабилизации длится еще 21 день и призвана вернуть метаболизм к нормальной диете, постепенно увеличивая потребление калорий.

4. Этап сохранения не ограничен по времени, поскольку он представляет собой новое и более здоровое питание.

У нас имеются группы в соц.сетях присоединяйтесь к нам!

Facebook

Instagram

Vk.com

infonewsru.ru

Сайт учителей биологии МБОУ Лицей № 2 города Воронежа

Обмен веществ между организмом и окружающей средой

Организм человека, как и все живые организмы, существует как открытая система. Организм выделяет такие вещества, как вода, углекислый газ, минеральные соли и др. Одновременно с этим происходит выделение энергии из организма: она рассеивается в пространстве в виде тепла. Организм — это устойчивая система, поэтому потеря вещества восполняется постоянным его поглощением из окружающей среды — в виде пищевых продуктов, воды, вдыхаемого кислорода. Таким образом, через тело человека постоянно идет поток вещества и заключенной в нём энергии. Этот непрерывный поток является одним из важнейших свойств живых организмов и называется обмен веществ и энергии, или метаболизм.

Питательные вещества, поступающие в организм, богаты энергией. Они преобразуются в организме в вещества, бедные энергией. Высвобождающаяся при этом энергия используется для нужд организма (для поддержания его активности, роста, развития и др.), а также рассеивается в виде тепловой энергии.

Обмен веществ и энергии непрерывно происходит и в пределах нашего организма. В разных органах обмен веществ идет с разной интенсивностью. Так, к концу месяца в печени не остается ни одного атома из тех, которые ее составляли вначале, все они заменяются на новые. Вот и подсчитайте, сколько раз печень обновлялась за прожитые вами годы. Эти процессы идут в каждой клетке, в клетку поступают питательные вещества, кислород, вода, минеральные соли, витамины. Часть этих веществ идет на рост и развитие, а часть органических веществ используется для биологического окисления и получения энергии для работы мышц, поддержания температуры тела, создания новых веществ, проведения нервных сигналов.

Белки, жиры и углеводы, которые мы получаем с растительной и животной пищей, не могут быть усвоены в том виде, в каком они к нам поступили. Если в кровь человека попадут чужеродные белковые или другие крупные молекулы, они или погубят организм, или будут уничтожены его иммунной системой. Вот почему в органах пищеварения пищевые белки, жиры и сложные углеводы распадаются на составные части, из которых могут быть созданы другие белки, жиры и углеводы, свойственные данному организму и никакому другому.

В кишечнике под действием ферментов белки распадаются на аминокислоты, жиры – на глицерин и жирные кислоты, а сложные углеводы – на глюкозу и другие простые сахара. Пищевые аминокислоты, глицерин и жирные кислоты, глюкоза всасываются ворсинками и транспортируются к клеткам.

Жизнедеятельность клеток осуществляется за счет энергии распада и окисления органических веществ. Для этого клеткам необходим кислород. Кровь доставляет его из органов дыхания, она же уносит продукты распада.

Переваривание пищи и доставка питательных веществ и кислорода к клеткам – это подготовительная, а удаление продуктов распада – заключительная стадия обмена. Основные же его стадии происходят в клетках.

Обмен веществ — это единый процесс, осуществляющийся на уровне целостного организма. Он складывается из процессов, происходящих в каждой отдельной клетке. Всё многообразие превращений веществ в организме происходит либо с освобождением энергии, либо с затратой энергии. Поэтому общий процесс метаболизма имеет две стороны, неразрывно связанные между собой:

  • пластический обмен, или анаболизм (греч. anabolē — подъём), или ассимиляция (лат. assimilatio — слияние, усвоение), — процессы синтеза веществ, которые требуют затрат энергии;
  • энергетический обмен, или катаболизм (греч. katabole — разрушение), или диссимиляция (лат. dissimilatio — разложение, отчуждение), — процессы расщепления веществ, которые протекают с выделением энергии.

Пластический обмен.  В переводе с греческого языка слово plastike означает "лепка из глины и других материалов". Этот образ был выбран биологами потому, что он довольно точно отражает существо дела. Поступающие в клетки питательные вещества можно сравнить с кирпичиками, из которых "лепятся" молекулы белков, жиров и углеводов, свойственные определенным клеткам человеческого тела. Они идут на строительство утраченных частей клеток, на создание новых клеток и межклеточного вещества. За счет пластического обмена происходят рост, деление и развитие каждой клетки и всего организма в целом.

Исходными веществами и источником энергии для реакций анаболизма в организме человека являются высокоэнергетические питательные вещества (белки, жиры, углеводы). В результате пластического обмена происходят постоянное самообновление, рост и развитие организма.

Энергетический обмен. Для создания новых веществ необходимо затрачивать энергию. Она добывается путем распада и окисления части органических веществ, поступающих в клетку.

Органические вещества создают растения, используя энергию солнечного света. Из воды и углекислого газа они получают глюкозу и выделяют кислород. Попав в клетки человеческого тела, глюкоза окисляется и распадается на воду и углекислый газ, а освободившаяся энергия используется для жизнедеятельности клетки: создания новых веществ, сокращения мышц, проведения нервного возбуждения. Примерно половина этой энергии превращается в тепловую и тратится на поддержание температуры тела. Чем больше человек тратит энергии, тем больше распадается органических веществ в его организме. Мы дышим более интенсивно, когда работаем, наш организм нуждается в большем количестве пищи, чтобы компенсировать свои энергетические траты и потерю органических веществ, подвергшихся биологическому окислению. Вот почему спортсмен после марафонского бега обычно теряет 2-3 кг массы тела.

Таким образом, процессы пластического и энергетического обмена веществ тесно взаимосвязаны и происходят одновременно. Это две стороны единого процесса обмена веществ и энергии в организме.

Различают подготовительную, клеточную и заключительную стадии обмена. На подготовительной стадии происходит переваривание пищи и доставка питательных веществ и кислорода к тканям и клеткам. На клеточной стадии в результате пластического обмена создаются новые клеточные белки, жиры и углеводы и структуры клетки и межклеточного вещества; в ходе энергетического обмена происходит аккумуляция энергии, которая потом используется для энергетических нужд организма (создание новых веществ, мышечное движение и др.). На заключительной стадии обмена продукты расщепления – углекислый газ, аммиак, мочевина, вода – попадают в кровь и выводятся из организма легкими и почками.

< Предыдущая страница "Заболевания органов пищеварения"

Следующая страница "Обмен белков" >

biolicey2vrn.ru


Смотрите также