Энциклопедический словарь
юного биолога

       

Обмен веществ

Обмен веществ (метаболизм) — это совокупность химических реакций т. е. всех превращений веществ и энергии в организмах. В живых клетках, величины которых варьируют от 1 до 1000 мкм3 и более, происходит 1—2 тыс. различных химических превращений. Они взаимосогласованы и осуществляются при температуре живого организма благодаря ферментам, строение, а следовательно, и свойства которых закодированы в структуре ДНК. Для каждого вида организмов и типа клеток характерен свой, генетически обусловленный тип обмена веществ.

Обычно обмен веществ разделяют на процессы разрушения веществ (катаболизм) и процессы синтеза биоорганических соединений (анаболизм). В реакциях расщепления выделяется энергия, запасаемая в макро- эргических соединениях, которую организм использует для различных целей, в том числе и для синтеза разнообразных веществ. Кроме того, в процессах катаболизма образуются промежуточные соединения, которые клетка использует как «строительный материал» для образования других веществ.

Схема первичного метаболизма:
Фн — неорганический фосфат; СО2 — углекислый газ; Н — атом водорода; О2 — кислород.

Часто говорят об обмене белков, углеводов, жиров (см. Липиды). Совокупность химических реакций, общую для всех организмов, обеспечивающую расщепление и синтез данных соединений, называют первичным обменом веществ. Энергетический стержень первичного обмена — гликолиз. У организмов-фотосинтетиков поглощение и первич- ное использование энергии света происходит в хлоропластах (см. Фотосинтез, Пластиды); ферменты, гидролизующие макромолекулы (см. Биополимеры), сосредоточены в лизосо- мах.

В клетках всех тканей многоклеточных организмов кроме первичного метаболизма происходят связанные с ним специфические для этой ткани и данного вида организма процессы превращения веществ, совокупность которых называется вторичным обменом.

Регуляция метаболизма в нормальных и в экстремальных условиях существования организма представляет собой комплекс взаимосвязанных процессов: синтеза, распада и изменения активности ферментов, проницаемости мембран и др. У человека и животных осуществляется еще и гормональная регуляция обмена веществ (см. Гормоны), координируемая центральной нервной системой. Такая регуляция позволяет организму быстрее и тоньше приспосабливаться к изменяющимся условиям внешней среды.

Интенсивность и направленность обмена веществ зависит от цикличности внешних условий и имеет определенную периодичность (см. Биологические ритмы). Изменяется обмен веществ и в онтогенезе, что особенно заметно при смене стадий развития насекомых.

Любое заболевание сопровождается изменениями обмена веществ. На этом явлении основаны очень чувствительные биохимические методы диагностики ряда болезней.

Генетически обусловленные нарушения метаболизма — причина многих наследственных болезней. Одни удается компенсировать специальной диетой, другие пока еще не поддаются лечению. Здесь большие надежды медицина возлагает на генную инженерию.

Рейтинг@Mail.ru