Составление схемы «Взаимосвязь процессов анаболизма и катаболизма»

Регуляция метаболических путей, осуществляется на трех уровнях:

Первый тип регуляции — по типу обратной связи, за счет ингибирования аллостерического фермента (каталитическая активность может меняться под действием определенных веществ) конечным продуктом данного процесса.

Второй тип:

Гормональная регуляция обеспечивается гормонами различных желез внутренней секреции, которые через кровь оказывают тормозящее или стимулирующее воздействие на определенные виды метаболической активности.

Третий тип регуляции связан с изменением концентрации конкретных ферментов в клетке, которая определяется соотношением скоростей его синтеза и распада.

Энергия в процессе метаболизма от катаболических путей передается к анаболическим при помощи АТФ.

Составление конспекта «Понятие о промежуточном, внешнем пластическом и функциональном обменах»

биохимия химический клетка анаболизм катаболизм План конспекта:

Обмен веществ в организме (определение и краткая характеристика).

Внешний и промежуточный обмен (определение и краткая характеристика).

Пластический обмен (определение и краткая характеристика).

Функциональный обмен (определение и краткая характеристика).

Энергетический обмен (определение и краткая характеристика).

Биохимическая характеристика обмена веществ, основные разновидности обмена веществ.

Организм человека, как и все живые организмы, существует как открытая энергетическая система. Это значит, что организм постоянно теряет вещество в виде достаточно простых химических соединений. Одновременно с этим происходит выведение энергии из организма. Но организм — это устойчивая энергетическая система, поэтому потеря вещества и энергии восполняется постоянным их поглощением из окружающей среды. Таким образом, через организм человека постоянно идет поток вещества и заключенной в нем энергии. Этот непрерывный поток является одним из важнейших свойств живых организмов и называется обмен веществ и энергии, или метаболизм. Вещество, поступающее в организм, заключает в себе химическую энергию (энергия внутримолекулярных химических связей). Эта энергия преобразуется в организме в химическую энергию других соединений, а также в тепловую, механическую и электрическую. Электрической энергии в организме вырабатывается немного, но она важна для деятельности нервной и мышечной систем.

Обмен веществ, представляет собой сложнейшую цепь процессов, заключающихся в усвоении веществ из окружающей среды, их химических превращениях в организме и выделении в окружающую среду конечных продуктов этих превращений. В процессе обмена веществ в организм из окружающей среды поступают продукты питания и кислород сложные молекулы белков, липидов, углеводов и некоторых других веществ распадаются на более мелкие молекулы, лучше растворимые в воде и более легко распределяемые по организму.

Ассимиляция заключается в усвоении веществ окружающей среды и превращении их в вещества организма.

Под диссимиляцией понимается, распад веществ организма на конечные продукты и устранения их из организма.

Различные этапы ассимиляции и диссимиляции могут быть представлены одними и теми же химическими реакциями. Так, гидролитическое расщепление белков на аминокислоты происходит как в процессе ассимиляции (при пищеварении в желудочно-кишечном тракте), так и в процессе диссимиляции (при разрушении тканевых белков организма).

Скорость обменных процессов в различных органах и тканях различна. Наиболее высока она в активно функционирующих тканях нервных, мозга, печени и других внутренних органов, крови, мышц. На соотношение ассимиляции и диссимиляции, на общую интенсивность обменных процессов существенное влияние оказывают мышечная активность, температура окружающей среды и самого организма (например, при заболевании), качественный и количественный состав пищи и многие другие факторы. Многочисленные факторы внешней среды оказывают воздействие на отдельные стороны обменных процессов. Так, пребывание на солнце усиливает реакции, обеспечивающие синтез и накопление в кожных покровах пигментов, предохраняющих организм от ультрафиолетовых лучей. Эта же особенность обмена веществ лежит в основе повышения функциональных возможностей организма, совершенствование физических качеств в процессе спортивной тренировки.

В организме человека, метаболизм выполняет следующие функции:

• 1) извлечение энергии из окружающей среды путем распада поступивших в клетку органических соединений с образованием высокоэнергетических соединений (прежде всего АТФ) в количестве, достаточном для обеспечения всех энергетических потребностей клетки;
• 2) использование энергии для синтеза собственных соединений, являющихся предшественниками макромолекулярных компонентов клетки; для совершения различных видов работы (осмотической, электрической, механической);
• 3) использование пищевых компонентов как сырья для синтеза структурных компонентов (белков, нуклеиновых кислот, углеводов, липидов) и других биомолекул со специальным назначением (гормонов, медиаторов, ферментов), а также их распад и обновление;
• 4) преобразование «отходов», ненужных клетке соединений, токсинов в нетоксичные формы, которые могут быть удалены из организма с мочой, калом, потом и др.;
• 5) образование и выделение тепла, т. е. терморегуляция. В обмене веществ, принято выделять пластический, функциональный обмен, обмен с внешней средой и промежуточный обмен.

Под обменом с внешней средой понимается поступление в организм продуктов питания, кислорода и выделение в окружающую среду конечных продуктов обмена.

Под промежуточным обменом понимается комплекс химических реакций, происходящих в организме с поступившими химическими соединениями. Промежуточный обмен (внутриклеточный метаболизм) включает два типа реакций: катаболизм и анаболизм.

Общий процесс метаболизма имеет две стороны, неразрывно связанные между собой: анаболизм (ассимиляция, пластический обмен) — это совокупность реакций синтеза, протекающих в клетках. При этом из более простых веществ синтезируются более сложные вещества. Реакции анаболизма идут с затратой энергии. Основным источником энергии для реакций анаболизма является АТФ. Примером таких реакций является биосинтез белка, протекающий во всех клетках. Исходными веществами для анаболизма являются питательные вещества, поступающие в организм с пищей и образующиеся в результате процесса пищеварения. В результате анаболических реакций происходит постоянное самообновление, рост и развитие организма. Кроме этого, реакции анаболизма являются поставщиками органических соединений для процессов катаболизма.

Катаболизм (диссимиляция, энергетический обмен) — это совокупность реакций расщепления и распада более сложных органических веществ до более простых, вплоть до углекислого газа и воды. Эти реакции идут с освобождением энергии, примерно половина которой превращается в тепловую и тратится на поддержание температуры тела, а вторая половина энергии запасается в виде макроэргических связей в молекулах АТФ, которая используется в реакциях синтеза.

Под пластическим обменом понимают сумму химических реакций, приводящих к синтезу специфических для организма веществ: структурных веществ, ферментов, гормонов, различных секретов, запасных источников энергии. При пластическом обмене все вещества синтезируются, а АТФ — распадается.

Функциональный обмен — это комплекс реакций, обеспечивающих функциональную энергию клетки, органа, ткани (например, реакции, обеспечивающие мышечное сокращение, работу сердца, легкого, печени, почек). Функциональный обмен связан в основном с процессами преобразования энергии.

Энергетический обмен — это комплекс химических реакций, в процессе которых, за счет энергии, освобождающейся при распаде углеводов, жиров, продуктов белкового обмена, происходит новообразование (ресинтез) молекул АТФ, распавшихся в процессе энергетического обеспечения функциональной и пластической деятельности клеток. При энергетическом обмене все вещества распадаются, а АТФ — синтезируется.

Адаптационные изменения обмена веществ — основа приспособляемости живых организмов.