Какие процессы свойственны метаболизму – Какие процессы свойственны метаболизму? — Универ soloBY

Что такое метаболические процессы. Какие процессы свойственны метаболизму. Условия «голодания» по тому или иному простому веществу активизируют процессы расщепления сложных веществ, из которых его можно получить

Обмен веществ — процесс достаточно сложный. Характеризуется он осуществлением превращения в организме химических компонентов. Этот процесс способствует деятельности, росту, развитию и жизни организма в целом. Энгельс, характеризуя говорил о том, что это главный жизненный признак, и отмечал, что с прекращением процесса остановится и жизнь. При превращении химических компонентов образуется энергия, необходимая для обеспечения жизнедеятельности.

Обмен веществ, как известно, состоит из двух противоположных процессов, протекающих в одно время.

Диссимиляция (катаболизм) включает реакции, обусловленные распадом продуктов, их окислением и последующим выведением компонентов распада. Ассимиляция (анаболизм) подразумевает все реакции, которые связаны с синтезом нужных организму элементов, их усвоением и применением для развития, роста, жизнедеятельности.

Обмен веществ — комплекс энергетических и биохимических процессов, который обеспечивает применение пищевых компонентов для нужд организма, удовлетворяет его потребности в энергетических и пластических продуктах.

В пищеварительной системе вещества и прочие высокомолекулярные соединения) расщепляются на более простые соединения (низкомолекулярные). Последние после проникновения в кровь и ткани подвергаются последующим превращениям: окислительному фосфолированию, аэробному окислению и прочим.

Необходимо отметить, что в каждом живом организме протекают различные биохимические процессы. При этом в неживых телах не происходит замещение атомов и молекул, их составляющих.

При проведении исследований с внедрением меченых атомов в организм животных было установлено, что обменные процессы во всех клетках и тканях происходят непрерывно. При этом не выявлено каких-либо ограничений между «энергетическими» и «строительными» молекулами. Их движение в равной степени составляет основной обмен веществ.

Установлено, что в среднем у человека половина всех белков ткани изменяется каждые восемьдесят суток. Ферменты печени (для этого органа характерно наличие наиболее интенсивных реакций) обновляются каждые два или четыре часа. Есть некоторые элементы, обновление которых происходит через каждые несколько десятков минут.

Обеспечивают динамическое равновесие живому организму как системе. При этом процессы синтеза и разрушения, гибели и размножения сбалансированы. Неправильный обмен веществ сопровождается нарушением баланса. Это, в свою очередь, приводит к расстройству деятельности систем и органов.

Основу реакций обмена веществ составляют взаимодействия молекул и атомов на физико-химическом уровне. Эта взаимосвязь подчинена единым законам для неживой и живой материи.

Обменные процессы неразрывно связаны с обменом энергией. считаются открытыми системами (с энергетической точки зрения). В зависимости от среды, окружающей организм, внутри него (организма) происходит формирование энергии. Таким образом, существование обеспечивается при условии непрерывного поступления энергии извне.

Для человека и животных первичным энергетическим источником является излучение Солнца. Благодаря его воздействию происходит и образование пищи.

Пища имеет разнообразный и сложный состав. Больше всего в ней основных питательных компонентов — макронутриентов. К ним относят углеводы, жиры, белки. В пище присутствуют также и минеральные компоненты (макроэлементы). К ним относят кальций и прочие. Присутствуют в пище и микроэлементы: селен, марганец, йод, цинк, кобальт, медь и прочие. Вместе с витаминами микроэлементы относятся к классу микронутриентов.

Метаболизму ученые уже давно дали точное определение. Что такое обмен веществ? Это комплекс сложных химических реакций, происходящих в организме человека или другого живого существа и влияющих на его жизнеспособность, поддержание жизненных сил, рост, развитие и размножение, а также на защиту от негативного воздействия окружающей среды. Обмен веществ является обязательным условием для нормального существования живого организма.

Регулярное поступление питательных веществ в клетки, а также постоянное выведение конечных продуктов распада, появляющихся в результате различных химических процессов, — основа биохимического и энергетического обмена. Изучает суть этих явлений и результат их воздействия на живой организм такая наука, как биология. Что такое обмен веществ, каково влияние скорости биохимических и энергетических процессов на изменение форм и структуры тела, питание и образ жизни, а также приспосабливаемость к различным условиям существования человека? Это все категории биологических исследований.

Основные виды обмена веществ

Рассмотрим подробнее сам процесс и его определение. Что такое обмен веществ? Это процесс, который способствует переработке поступающих извне питательных элементов (белков, жиров, углеводов, витаминов, воды и минеральных веществ), в результате чего в организме человека создаются собственные белки, углеводы и жиры. При этом продукты распада (расщепления), иначе говоря, отходы выводятся с помощью выделительной системы во внешнюю среду. Биологи обозначили несколько основных видов обменных процессов.

Это — белковый, липидный (жировой), углеводный, солевой и водный обмены. Разнообразные ферменты, которые участвуют в процессах преобразования различных нутриентов, одновременно являются необходимым компонентом пищеварения. Они структурируют наше питание. Обмен веществ при этом ферментами регулируется в нужном направлении.

Два важнейших взаимосвязанных этапа процесса обмена веществ

Каким образом происходят биохимические превращения внутри тела? За счет чего колеблется уровень обмена веществ? У здорового человека обменные процессы в организме протекают интенсивно и быстро.

Технология данных химических реакций включает два параллельных, взаимосвязанных, непрерывных этапа: диссимиляцию и ассимиляцию.

Анаболизм (ассимиляция) — это процесс, связанный с образованием необходимых соединений, в ходе синтеза которых поглощается энергия.

Катаболизм (диссимиляция) — это процесс, который, напротив, способствует расщеплению различных веществ и, как следствие, высвобождению энергии. Главным катализатором (ускорителем) данного окислительного процесса по праву считается кислород.

Факторы, влияющие на основной обмен веществ

Давая определение тому, что такое обмен веществ, ученые выделили необходимый минимум затрат питательных компонентов и энергии для поддержания жизнедеятельности организма в идеальных комфортных условиях, когда человек находится в состоянии покоя. На интенсивность обменных процессов могут влиять:

• генетическая память, или наследственность;
• возраст человека (п

sro34.ru

Метаболический процесс: понятие, значение. Метаболизм

Многих людей, которые следят за своим здоровьем и фигурой, интересует метаболический процесс и его особенности. Это не случайно, ведь его нормальное функционирование способствует хорошему и крепкому здоровью. Нередко также излишний вес и бессонница связаны именно с проблемами в метаболическом процессе. Благодаря нашей статье, вы можете выяснить, что такое метаболизм и как его восстановить.

Метаболический процесс: что это такое? Факторы, связанные с ним

На сегодняшний день, говоря о снижении веса, врачи нередко упоминают термин «метаболизм». Что это такое простым языком? Как именно этот процесс связан с похудением?

Говоря простым языком, метаболизм — это обмен веществ, который проходит в теле абсолютно каждого живого существа. Под метаболическим процессом также подразумевают скорость, с которой организм преобразует пищу в энергию. Каждую секунду в нашем теле происходит больше тысячи химических процессов. Их совокупность — это метаболический процесс. Стоит отметить, что у мужчин обмен веществ происходит гораздо быстрее, чем у женщин. Скорость данного процесса напрямую связана не только с гендерной принадлежностью, но и с телосложением того или иного человека. Именно по этой причине у людей, которые имеют лишний вес, обмен веществ замедлен. Еще одни важные факторы, которые влияют на метаболический процесс, — это наследственность и общий гормональный фон организма. В случае если вы заметили, что обмен веществ в вашем теле стал происходить значительно медленнее, причиной этого может быть диета, стресс, физические нагрузки или принятие лекарственных препаратов.

Три разновидности обмена веществ

Вещество и энергия тесно связаны между собой. Именно они являются важными составляющими метаболического процесса. Существует три разновидности обмена веществ:

• базовый;
• активный;
• пищеварительный.

Базовый метаболизм — это та энергия, которую организм расходует на поддержание и нормальное функционирование жизненно важных органов. Именно он обеспечивает работу сердца, легких, почек, пищеварительного тракта, печени и коры головного мозга.

Активный обмен веществ — это энергия, которая необходима для физической активности. Стоит отметить, что чем больше двигается человек, тем быстрее в его организме происходит метаболический процесс.

Пищеварительный метаболизм — это энергия, которая необходима организму для переваривания полученной пищи. Жирные и жареные блюда расщепляются гораздо дольше, чем полезные продукты. Именно по этой причине тем, кто желает снизить вес, но любит побаловать себя выпечкой, газированными напитками и многой другой вредной пищей, необходимо в срочном порядке пересмотреть свой рацион.

Конечные продукты метаболизма

С течением времени конечные продукты обмена веществ и органы, которые отвечают за метаболизм, существенно изменились. Выделительные процессы напрямую связаны с метаболическими. У млекопитающих в теле находится почка третьего типа — метанефрос. Именно она и участвует в образовании конечных продуктов.

Благодаря метаболизму образуются конечные продукты — вода, мочевина и углекислый газ. Все они в дальнейшем выходят из тела естественным путем. Органы обмена веществ, которые участвуют в процессе выведения из организма конечных продуктов:

• почки;
• печень;
• кожа;
• легкие.

Обмен белков в организме

Белок — это один из самых важных компонентов в нашем организме. Он участвует в формировании клеток, тканей, мышц, ферментов, гормонов и многих других важных составляющих нашего тела. Попавшие в организм белки расщепляются в кишечнике. Именно там они превращаются в аминокислоты и транспортируются в печень. За этот важный для человека процесс отвечает метаболизм. Стоит обратить внимание на то, что при употреблении большого количества белков возможно протеиновое отравление. Всемирная организация здравоохранения рекомендует употреблять не более чем 75 грамм на 1 килограмм массы тела в сутки.

Углеводы

Биологические процессы в организме играют важную роль в самочувствии человека. Метаболизм участвует в распаде не только белков, но и углеводов. Благодаря этому в организме образуются фруктоза, глюкоза и лактоза. Как правило, углеводы попадают в тело человека в виде крахмала и гликогена. При длительном углеводном голодании глюкоза попадает в кровь.

Углеводы — это основной источник энергии. При их недостатке у человека существенно снижается работоспособность и ухудшается самочувствие. Именно углеводы являются важным компонентом для нормального функционирования нервной системы. В случае если человек заметил у себя такие признаки, как слабость, головная боль, падение температуры и судороги, то ему необходимо в первую очередь обратить внимание на свой суточный рацион. Именно недостаток углеводов — частая причина плохого самочувствия.

Метаболический синдром

Метаболический синдром — это комплекс нарушений, которые наблюдаются у людей с избыточным весом. Как следствие плохого обмена веществ и ожирения, у человека может развиваться невосприимчивость инсулина. Такое заболевание может быть наследственным или приобретенным. Стоит отметить, что наряду с метаболическим синдромом происходят также и другие изменения в тканях и системах организма. При метаболическом синдроме у пациента может также наблюдаться внутреннее ожирение. Это может стать причиной развития сердечно-сосудистых заболеваний, диабета и атеросклероза. Главной причиной синдрома является нарушение обмена веществ. Наиболее подвержены ему те люди, которые употребляют фастфуд или едят на ходу. Нередко метаболический синдром встречается и у тех, кто ведет малоподвижный образ жизни. Ученые подтвердили, что избыточный вес напрямую связан с высокой смертностью от всех разновидностей рака.

Для того чтобы диагностировать метаболический синдром, нужно обращать внимание на уровень глюкозы в крови. Самым первым признаком является наличие жировой прослойки в области живота. Достаточно часто метаболический синдром связан с артериальным давлением. У людей, которые имеют проблемы с обменом веществ, оно беспричинно повышается.

Для того чтобы избавиться от метаболического синдрома, необходимо в первую очередь похудеть. Для этого потребуется как можно больше двигаться и пересмотреть свой рацион питания. Специалисты рекомендуют пациентам, которые жалуются на метаболический синдром, регулярно посещать массажный кабинет и бассейн. Данные процедуры позволяют существенно улучшить обмен веществ. Необходимо также помнить, что употребление алкоголя и курение снижают метаболический процесс. В борьбе с заболеванием от вредных привычек потребуется отказаться.

Главной причиной метаболического синдрома является неправильный рацион. В первую очередь необходимо отказаться от простых углеводов и заменить их сложными. Для этого отдавайте предпочтение кашам, а не мучному и сладкому. При борьбе с метаболическим синдромом пищу необходимо недосаливать. Важно включить в свой рацион овощи и фрукты. Они богаты витаминами и микроэлементами.

Гастрит: общая информация

Нередко нарушение метаболических процессов является причиной возникновения гастрита. При таком заболевании у пациента наблюдается воспаление слизистого слоя желудка. На сегодняшний день гастрит встречается как у взрослых, так и у детей. Первым симптомом является замедление обмена веществ. Как следствие, у пациента наблюдается упадок сил и недостаток энергии. При гастрите у человека может быть тяжесть в желудке, изжога, рвота, вздутие и метеоризм.

При гастрите пациенту противопоказана:

• жирная пища;
• алкоголь;
• острое;
• газированные напитки.

При первых симптомах гастрита необходимо в срочном порядке обращаться к лечащему врачу. Он не только посоветует диету, которая улучшит метаболические процессы в организме, но и назначит курс лекарственных препаратов.

Хронический панкреатит

Хронический панкреатит — это заболевание, причиной которого является нарушение обмена веществ. При таком заболевании наблюдается воспаление поджелудочной железы. Наиболее часто панкреатит встречается у женщин среднего и пожилого возраста. У больного панкреатитом наблюдаются следующие симптомы:

• тошнота;
• снижение аппетита;
• боли в области желудка;
• тошнота.

При панкреатите необходимо изменить свой рацион и включить в него полезные продукты. Нежелательно употреблять жирную и жареную пищу. Необходимо отдавать предпочтение продуктам, приготовленным на пару или в духовом шкафу. При диагностировании гастрита пациент должен полностью отказаться от вредных привычек.

Синдром раздраженного кишечника. Общая информация о заболевании

Синдром раздраженного кишечника — это совокупность расстройств метаболического процесса, которые продолжаются на протяжении 3 месяцев и более. Симптомами такого заболевания являются боли в желудке, метеоризм и нарушение стула. Как правило, синдром раздраженного кишечника наиболее часто встречается у молодых людей в возрасте 25-40 лет. К причинам возникновения заболевания относят нарушение питания, неактивный образ жизни и изменение общего гормонального фона.

При лечении синдрома раздраженного кишечника врач-гастроэнтеролог назначит больному целый ряд исследований и диету. Придерживаясь всех рекомендаций, пациент сможет быстро и безболезненно избавиться от заболевания.

Как ускорить метаболизм?

При борьбе с лишним весом в первую очередь мы стимулируем метаболические процессы. Однако далеко не каждый знает, как это делать правильно. Все необходимые рекомендации вы можете найти в нашей статье. Известно, что обмен веществ происходит наиболее быстро у тех людей, чей возраст колеблется от 11 до 25 лет. Многие специалисты утверждают, что скорость метаболизма напрямую зависит от темперамента человека. Изменение обмена веществ может быть связано с наличием инфекций в организме.

Для нормализации или ускорения метаболических процессов в первую очередь необходимо как можно больше двигаться. Для улучшения метаболизма рекомендовано комбинировать силовые и кардиотренировки. Рекомендованы также пешие вечерние прогулки. Это не случайно, ведь именно после этого обменные процессы продолжаются даже во сне.

Для восстановления обменных процессов многие специалисты рекомендуют раз в неделю посещать сауну и баню. Благодаря этому, вы помимо ускорения метаболизма, улучшите кровообращение. Если у вас нет возможности посещать баню и сауну, то вы можете проводить лечебные процедуры в ванной. Для этого необходимо использовать воду, температура которой составляет более 38 градусов.

Для ускорения метаболизма важно пересмотреть свой рацион. Необходимо ежедневно употреблять не менее двух литров воды. В рационе должны присутствовать только полезные и сбалансированные продукты.

Подведем итоги

Многих интересует метаболизм. Что это такое простым языком, и как его ускорить, вы можете узнать из нашей статьи. Нередко именно замедленный обмен веществ становится причиной не только лишнего веса, но и целого ряда заболеваний. При первых признаках отклонения от нормы обязательно обратитесь к врачу. Будьте здоровы!

fb.ru

Что такое метаболизм в организме?

Наверное, каждый слышал такое понятие, как скорость метаболизма. Какое значение имеет этот процесс? Что такое метаболизм в организме? Предлагаем вам узнать это.

Расшифровка понятия

Слово «метаболизм» в буквальном переводе означает «превращение». Это понятие обозначает процесс преобразования поступающих извне химических элементов в целях обеспечения роста и развития организма (для поддержания процессов жизнедеятельности). Необходимой подпиткой являются кислород, питательные вещества, вода.

Метаболизм (другое название этого процесса — обмен веществ) состоит из 2-х процессов (они противоположны друг другу). Анаболизм характеризуется синтезом необходимых организму элементов. Также он отвечает за их усвоение и рациональное использование. Катаболизм характеризуется распадом веществ. Также данный процесс отвечает за окисление и очищение от образовавшихся продуктов распада.

Как происходит процесс метаболизма?

Поступившие в организм высокомолекулярные соединения расщепляются на простейшие вещества. Они в свою очередь поступают ткани и в кровь, где происходит дальнейшее преобразование, в частности, за счет аэробного окисления. Продукты, образовавшиеся за счет окисления, используются организмом для синтеза важных метаболитов (аминокислот и пр.).

Исследования показывают, что процесс метаболизма протекает непрерывно – на протяжении 80-ти дней половина тканевых белков полностью меняется, а ферменты печени обновляются с интервалом в несколько минут или часов.

Скорость метаболизма

Обмен веществ может быть быстрым, нормальным и медленным. Люди с быстрым метаболизмом не имеют проблем с лишним весом, поскольку энергия в их организме расходуется максимально полно (не остается излишков, которые можно отложить про запас). Люди с быстрым обменом веществ обычно имеют худощавое телосложение, они подвижны и активны.

При нормальном метаболизме энергия тратится организмом рационально. Если человек не увлекается жирной пищей и сладостями, то проблем с лишним весом не возникает.

Замедленный метаболизм свойственен полным людям – обменные процессы протекают недостаточно быстро, остаются излишки, которые откладываются про запас.

Известно, что под действием определенных факторов метаболизм может нарушаться – к причинам обменных сбоев относят приверженность вредным привычкам, наследственность, нарушение работы эндокринной системы, нерациональное питание, плохую экологию, стрессы.

Как привести в норму обмен веществ?

Нарушение обменных процессов приводит к развитию ряда проблем, в том числе и ожирения. Чтобы наладить метаболизм необходимо пересмотреть план питания, урезать долю животных жиров и сладостей, увеличить норму потребления растительной пищи, богатой клетчаткой. В рационе должны присутствовать полиненасыщенные жирные кислоты. Рекомендуется дробное питание и обильный жидкий рацион (вода необходима для правильного протекания обменных процессов).

Второй пункт программы по восстановлению обмена веществ – полноценный отдых. Соматотропин (гормон, оказывающий влияние на метаболизм), вырабатывается во сне.

Следующий пункт программы – физические нагрузки (они ускоряют обмен веществ). Особое значение имеют аэробные нагрузки и дыхательная гимнастика – кислород играет важную роль в метаболизме.

Что такое метаболизм в организме? Можно сделать вывод, что этот процесс является основой нашей жизни — он поддерживает равновесие между синтезом и распадом. Скорость обмена веществ отражается на нашей фигуре.

updiet.info

Основные особенности метаболических процессов — Мегаобучалка

Обмен веществ (метаболизм) клетки складывается в из двух потоков реакций — катаболических и анаболических.

Катаболические пути — это процессы деградации, диссимиляции. К ним относятся различные реакции расщепления (гидролиз, фосфоролиз) и окисления. Крупные органические молекулы расщепляются до простых веществ с выделением содержащейся в них свободной химической энергии. Энергия запасается организмом в форме АТФ и в других соединениях, а затем используется на процессы жизнедеятельности.

Анаболические пути — процессы синтеза, ассимиляции. При этом из простых молекул строятся сложные органические соединения. Такие пути часто включают в себя восстановительные реакции и осуществляются с затратой энергии.

Из-за разной локализации ферментов катаболизма и анаболизма такие противоположные метаболические процессы протекают в клетке одновременно. Их связывают центральные, или амфиболические, процессы (рис. 2).

 

Рис. 2. Связь катаболических и анаболических путей: Фн — ортофосфорная кислота, ФФН — пирофосфорная кислота.

 

Связь между анаболизмом и катаболизмом проявляется на трех уровнях.

1. Уровнь источников углерода: продукты катаболизма могут быть исходными субстратами анаболических реакций.

2. Энергетический уровне: в процессе катаболизма образуются АТФ и другие высокоэнергетические соединения; анаболические процессы протекают с их потреблением.

3. Уровнь восстановительных эквивалентов: реакции катаболизма являются в основном окислительными; процессы анаболизма, наоборот, потребляют восстановительные эквиваленты.

Основные биохимические реакции, их последовательность сходна у всех живых форм. Возникли на ранних этапах эволюции, и к моменту, когда началось видообразование, достигли совершенства. Сходны центральные метаболические пути.

В процессе метаболизма осуществляются четыре специфические функции.

1. Извлечение энергии из окружающей среды (в форме энергии органических веществ или в форме энергии солнечного света).

2. Превращение экзогенных веществ в «строительные блоки», т. е. в предшественники биополимеров.

3. Сборка белков, нуклеиновых кислот, липидов, полисахаридов и других клеточных компонентов из этих строительных блоков.

4. Разрушение «устаревших» биомолекул, уже выполнивших в клетке свои функции.

С химической точки зрения, метаболизм представляет собой совокупность огромного числа разнообразных реакций: окисления, восстановления, расщепления, объединения молекул, межмолекулярного переноса групп и т. д. Специфичным для обмена веществ живого организма является скоординированность отдельных реакций во времени и пространстве. Протоплазма клетки обладает сложной внутренней организацией, структурой. Биохимические процессы локализованы в определенных участках клетки, органеллах, мембранных образованиях. Синтез белка происходит в рибосомах, получение энергии в легко используемой форме — в митохондриях, анаэробная фаза дыхания, гликолиз — в цитоплазме, фотосинтез растений — в хлоропластах и т. д. Мембраны делят клетку на отделы, отсеки, компартменты (от англ. compartment), поэтому разнообразные биохимические реакции, зачастую противоположного характера, идут в клетке одновременно, не мешая друг другу, вследствие пространственного разделения — компартментализации. В этом и выражается пространственная скоординированность биохимических реакций.

В клетке отдельные биохимические реакции протекают в строго определенной временной последовательности, образуя длинные цепи взаимосвязанных реакций. Например, гликолиз углеводов протекает в 11 реакций, строго следующих одна за другой, при этом каждая предыдущая создает условия для осуществления следующей. Эта пространственная и временная скоординированность, гармоничность биохимических реакций направлены на достижение одной цели: самовозобновление, самосохранение данной живой системы — организма, клетки. Это характерно для любого живого организма, даже микроскопического.

Поглощая питательные вещества из внешней среды, живые организмы получают энергию, и строительный материал; конечные продукты обмена веществ выводятся в среду. Такие системы, в которых непрерывно происходит поступление и удаление веществ и обмен со энергией средой, называются открытыми системами. Их характерная особенность заключается в отсутствии равновесия с внешней средой.

При термодинамическом равновесии системы все параметры постоянны во времени, нет никаких стационарных потоков за счет действия внешних источников. Энтропия термодинамического равновесия максимальна, свободная энергия равна нулю. В отличие от термодинамического равновесия в биосистемах существует стационарное состояние, при котором скорость переноса вещества и энергии из среды в систему точно соответствует скорости переноса вещества и энергии из системы. Один из ведущих специалистов в области биоэнергетики А. Ленинджер называл живую клетку «неравновесной открытой системой, машиной для извлечения из внешней среды свободной энергии; в результате чего происходит возрастание энтропии среды». В живой клетке как открытой системы в стационарном состоянии отражается важнейшее свойство всего живого — постоянный обмен веществ с окружающей средой.

Живой организм как открытая стационарная система хорошо объясняет явление гомеостаза — постоянства состава внутренней среды организма, устойчивость и стабильность биохимических параметров.

Живая клетка не только потребляет вещества, но и экскретирует продукты распада, является открытой системой. Между поступлением питательных веществ в организм и выделением отработанных продуктов существует сложная, часто разветвленная система промежуточных реакций. Если скорости образования и распада промежуточных продуктов равны, устанавливается стационарное состояние. Но в окружающей среде содержание некоторых питательных веществ может резко увеличиться или уменьшиться, вследствие этого изменится скорость их поступления в клетку. Под влияием различных факторов может увеличиваться или уменьшаться скорость той или иной промежуточной реакции, скорость выведения веществ из клетки. В связи с этим значительно изменяются стационарные концентрации компонентов системы.

Как в живой клетке, так и в организме есть многочисленные чувствительные механизмы, которые «выявляют» сдвиги концентраций и компенсируют их, возвращая к норме. При изменении условий стационарного состояния в открытой системе развиваются процессы, направленные на сохранение свойств системы, — динамическая стабилизация стационарного состояния. В большинстве случаев эти механизмы функционируют по принципу обратной связи. При снижении содержания глюкозы в крови (например, вследствие голодания) происходит возбуждение определенного центра в головном мозгу, в результате чего начинает действовать сложный гормонально-ферментативный механизм расщепления запасного углевода гликогена в печени до глюкозы, которая поступает в кровь. Как только ее содержание в крови поднимается до нормы, соответствующий центр головного мозга перестает возбуждаться, механизм расщепления гликогена выключается. Это один из многочисленных примеров функционирования живого организма как саморегулирующейся системы.

Таким образом, относительное постоянство биохимических параметров живого организма не статическое, пассивное, а активное, динамическое. В организм непрерывно поступают вещества из среды, они ассимилируются, из них образуются вещества самого организма, вместе с тем постепенно «стареют» молекулы ранее имевшихся в организме соединений, идут реакции катаболизма, диссимиляции, продукты расщепления удаляются. Эти реакции находятся под контролем генетического аппарата организма, поэтому вновь образующиеся в нем вещества соответствуют признакам наследственности.

За короткое время внешние признаки организма могут не измениться, а его вещества существенно обновятся. Методом меченых атомов установлено, что половина всех белков обновляется за 80 дней, а полное обновление воды происходит за 30 дней. Виднейший английский исследователь и прогрессивный общественный деятель Дж. Бернал писал: «Молекулы в нашем теле и во всяком организме находятся в состоянии непрерывного восстановления, и атомы протекают через него почти непрерывным потоком. Вероятно, что никто из нас не сохранил больше чем несколько атомов, с которыми мы начали свою жизнь и что, будучи взрослыми, мы меняем большую часть материала нашего тела всего за несколько месяцев». Коротко эту мысль так выразил Гераклит: «Наши тела текут как ручьи, вещество в них возобновляется как вода в потоке». В постоянном обновлении веществ живого организма проявляется диалектический закон отрицания: новое отрицает старое, затем оно само становится старым и тоже отрицается новым.

Особенностью всех биохимических реакций является их большая скорость, обусловленная присутствием ферментов — биологических катализаторов. Те же реакции вне организма при участии химических катализаторов обладают скоростью на несколько порядков меньше: Ферменты как катализаторы значительно более совершенны, чем химические катализаторы.

Для метаболических процессов характерны ступенчатость и сопряженность. Многие реакции в клетке идут через ряд промежуточных этапов, ступеней. Например, окисление углеводов (клетчатка, крахмал и т. д.) в процессе сгорания вне организма протекает одноэтапно — присоединяется кислород и сразу образуются конечные продукты окисления углекислый газ и вода.

В живом организме окисление углеводов в процессе дыхания до С0₂ и Н₂0 происходит ступенчато, более чем через 20 промежуточных реакций. Часто проявляется сопряженность отдельных реакций, взаимозависимость друг от друга. Так, многие реакции биосинтеза, являясь энергопотребляющими, сопряжены обычно с экзэргоническими, в процессе которых свободная энергия выделяется в легко используемой форме. Сопряженность хорошо выражена и в многоэтапных цепных процессах, где продукты каждой предыдущей реакции являются исходными соединениями для последующей.

В жидкокристаллическом состоянии вещество единовременно имеет свойства и жидкости (способность течь, образовывать капли), и твердого тела (строгая упорядоченность кристаллической структуры). Вместе с тем у жидких кристаллов есть свойства, характерные только для них: способность образовывать монокристаллы во внешнем электромагнитном поле, крайне большая оптическая активность и др.. Для понимания биохимических явлений очень важна чрезвычайная чувствительность жидких кристаллов ко многим внешним воздействиям. Жидкие кристаллы, для которых характерна одно- или двумерная упорядоченность, способны к самоорганизации, спонтанному образованию упорядоченной структуры и ее воспроизведению. Что представляет большой интерес при исследовании и объяснении структурообразования в живых клетках.

Ни одна из перечисленных особенностей метаболических процессов не может являеться единственным фактором, придающим системе свойство живого. Жизнь как самая сложная форма движения материи может быть понята и объяснена с позиций совокупного рассмотрения всех особенностей этой формы существования белковых тел с ее постоянным обменом веществ с окружающей средой.

megaobuchalka.ru