Известно, что существование любого организма, в том числе и человека, невозможно без обмена веществами и энергией с окружающей средой. Организмы получают из него органические и неорганические соединения, используют их для функционирования и выделяют в окружающую среду продукты жизнедеятельности.

Обмен веществ и преобразование энергии в организме человека. Свойственные всем живым организмам потоки веществ и энергии связаны в первую очередь с обменом веществ.

Условием начала обмена веществ является поступление в организм пищи, воды и кислорода. В пищеварительном тракте такие сложные органические компоненты пищи, как белки, жиры, углеводы, расщепляются на более простые и переходят в кровь и лимфу, а затем с кровью попадают в клетки. В клетках происходит окончательное расщепление, окисление органических соединений до конечных продуктов и образование собственных веществ. Реакции синтеза (образования) веществ происходят с затратами энергии. Откуда же берется эта энергия? Она высвобождается в результате расщепления веществ, поступающих в клетку, и, кроме синтеза веществ, затрачивается на выполнение различных функций организма.

Единственным источником энергии для организма человека является окисление органических веществ, поступающих с пищей. При расщеплении продуктов питания до углекислого газа и воды высвобождается энергия. Жизнедеятельность человека обеспечивается способностью организма преобразовывать одни виды энергии в другие. Так, при расщеплении органических веществ энергия химических связей преобразуется в электрическую энергию (проведение нервных импульсов), механическую (сокращение мышц), тепловую (высвобождается во время работы). Неиспользованная энергия аккумулируется в специальных энергетических соединениях.

ОБМЕН ВЕЩЕСТВ — совокупность процессов химического преобразования веществ в организме: от поступления их из окружающей среды до выведения конечных продуктов распада наружу.

ПЛАСТИЧЕСКИЙ ОБМЕН — совокупность реакций синтеза свойственных организму человека органических веществ, которые сопровождаются поглощением энергии.

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ОБМЕН — совокупность реакций расщепления органических веществ, при которых высвобождается энергия.

Обмен веществ — жизненно важный процесс, происходящий в каждой клетке организма и выполняющий функции обеспечения ее строительным материалом и энергией. Он состоит из двух неразрывно связанных, но противоположных процессов — пластического и энергетического обменов.

При пластическом обмене осуществляется усвоение организмом веществ, поступающих из внешней среды. Из них образуются характерные для организма белки, жиры, углеводы. Они используются как строительный материал для образования клеток.

Высвобожденная при энергетическом обмене энергия обеспечивает все процессы жизнедеятельности клеток и организма в целом.

Процессы пластического и энергетического обменов тесно взаимосвязаны (ил. 18). Так, для процессов синтеза органических веществ используется энергия, высвобождаемая в ходе реакций энергетического обмена, и наоборот, для осуществления энергетического обмена необходимы определенные вещества, которые синтезируются в ходе реакций пластического обмена.

Ил. 18. Взаимосвязь пластического и энергетического обменов

Обмен веществ в организме человека меняется в зависимости от его состояния и выполняемой им работы: в состоянии покоя преобладают процессы биосинтеза, а в состоянии физической и умственной нагрузки — расщепление веществ. У детей обмен веществ происходит более интенсивно, а у пожилых людей — менее интенсивно.

Уровень обмена веществ регулируется нервным и гуморальным механизмами. С прекращением обмена веществ прекращается жизнь.

Обмен веществ отличает живой организм от неживого, органический мир — от неорганического.

Значение питания для обмена веществ. У каждого вида живых организмов выработался свой особый тип обмена веществ, определяемый характером питания.

Вспомните, что такое питание, каковы его особенности у гетеротрофных организмов и млекопитающих.