Metabolizam u ljudskom tijelu. Organizam i okolina

Opskrba energijom za radne aktivnosti.

Energija potrebna čovjeku za život oslobađa se u njegovom tijelu tijekom redoks razgradnje ugljikohidrata, bjelančevina, masti i drugih organskih spojeva sadržanih u hrani.

Totalitet kemijske reakcije u ljudskom tijelu se zove metabolizam. Za karakterizaciju ukupnog energetskog metabolizma koriste se pojmovi bazalni metabolizam i metabolizam. različite vrste aktivnosti.

BX karakteriziran količinom potrošnje energije u stanju potpunog odmora mišića u standardnim uvjetima (na ugodnoj temperaturi okoline, 12 ... 16 sati nakon jela u ležećem položaju). Potrošnja energije za vitalne procese u ovim uvjetima za osobu težine 75 kg iznosi 87,5 W.

Razina potrošnje energije određuje se metodom neizravne kalorimetrije, odnosno kompletne plinske analize (uzima se u obzir količina utrošenog kisika i oslobođenog ugljičnog dioksida). S povećanjem težine rada značajno se povećava potrošnja kisika i količina potrošene energije.

Glavni parametri koji osiguravaju proces izmjene topline između osobe i okoliša su parametri mikroklime. U prirodnim uvjetima, temperatura okoline varira od - 88 do + 60 ° C; pokretljivost zraka - od 0 do 100 m / s; relativna vlažnost - od 10 do 100% I Atmosferski tlak- od 680 do 810 mm Hg. Umjetnost.

Jedan od važnih integralnih pokazatelja toplinskog stanja organizma je prosječna tjelesna temperatura reda veličine 36,5 0 C. Pri obavljanju umjerenih do teških poslova pri visokim temperaturama zraka tjelesna temperatura može porasti od nekoliko desetinki stupnja do 1...2 0 C. Najviša unutarnja temperatura organa može biti + 43°C, minimalna + 25°C. Temperatura koža igra glavnu ulogu u prijenosu topline. Prosječna temperatura kože ispod odjeće je 30...34°C. U nepovoljnim meteorološkim uvjetima na pojedinim dijelovima tijela može pasti i do 20°C, a ponekad i niže.

Normalno toplinsko blagostanje događa se kada ljudsku toplinu potpuno apsorbira okoliš. Ako se proizvodnja topline tijela ne može potpuno prenijeti na okolinu , temperatura raste unutarnji organi. U slučaju okoliš percipira više topline nego što osoba proizvodi , tijelo se hladi.

Toplinska vodljivost predstavlja prijenos topline uslijed nasumičnog (toplinskog) kretanja mikročestica (atoma, molekula ili elektrona) u izravnom međusobnom kontaktu. Konvekcija naziva se prijenos topline uslijed kretanja i miješanja makroskopskih volumena plina ili tekućine. Toplinsko zračenje - To je proces širenja elektromagnetskih oscilacija različitih valnih duljina, uzrokovan toplinskim kretanjem atoma ili molekula tijela koje zrači. U stvarnim uvjetima toplina se ne prenosi bilo kojom od gore navedenih metoda, već kombinacijom.

Tolerancija osobe na temperaturu ovisi o vlažnosti i brzini okolnog zraka. Što je veća relativna vlažnost zraka, manje znoja ispari u jedinici vremena i brže se tijelo pregrijava.

Zajedno s promjenama parametara mikroklime, mijenja se i toplinsko blagostanje osobe. Pozivaju se procesi regulacije stvaranja topline radi održavanja stalne temperature ljudskog tijela termoregulacija. Omogućuje vam održavanje konstantne temperature unutarnjih organa, blizu 36,5°C. Procesi regulacije topline provode se uglavnom na tri načina: biokemijski; promjenom intenziteta cirkulacije krvi i intenziteta znojenja.

Termoregulacija biokemijskim putem mijenja intenzitet oksidativnih procesa koji se odvijaju u tijelu. Na primjer, drhtanje mišića koje se javlja kada je tijelo jako ohlađeno povećava oslobađanje topline na 125...200 J/s.

Termoregulacija promjenom intenziteta cirkulacije krvi je sposobnost tijela da regulira opskrbu krvlju (što je u ovom slučaju rashladna tekućina) od unutarnjih organa do površine tijela sužavanjem ili širenjem krvnih žila.

Termoregulacija promjenom intenziteta znojenja uključuje promjenu procesa prijenosa topline uslijed isparavanja. Termoregulacija tijela provodi se istovremeno svim sredstvima.

Organizam – biološki sustav biosfere

Svako živo biće je tijelo, razlikuju se od nežive prirode skupom određenih svojstava svojstvenih samo živoj tvari - stanična organizacija i metabolizma.

Sa suvremenog gledišta, tijelo je samoorganizirajući energetski informacijski sustav koji svladava entropiju (vidi odjeljak 9.2) održavajući stanje nestabilne ravnoteže.

Proučavanje odnosa i interakcije u sustavu “organizam-okoliš” dovelo je do spoznaje da živi organizmi koji nastanjuju naš planet ne postoje sami za sebe. Potpuno su ovisni o okolini i pod njezinim su stalnim utjecajem. Svaki organizam uspješno preživljava i razmnožava se u specifičnom staništu koje karakterizira relativno uzak raspon temperatura, padalina, stanja tla itd.

Dakle, dio prirode koji okružuje žive organizme i izravno ili neizravno djeluje na njih jest njihov stanište. Iz njega organizmi dobivaju sve što im je potrebno za život i u njega izlučuju produkte metabolizma. Stanište svakog organizma sastoji se od mnogih elemenata anorganske i organske prirode i elemenata koje je unio čovjek i njegova proizvodne djelatnosti. Štoviše, neki elementi mogu biti djelomično ili potpuno ravnodušni prema tijelu, drugi su potrebni, a treći imaju negativan učinak.

Životni uvjeti, ili uvjeti postojanja, skup je elemenata okoliša potrebnih organizmu, s kojima je u neraskidivom jedinstvu i bez kojih ne može postojati.

Homeostaza - samoobnavljanje i održavanje postojanosti unutarnje okruženje tijelo.

Žive organizme karakteriziraju kretanje, reaktivnost, rast, razvoj, razmnožavanje i nasljeđe te prilagodba. Tijekom metabolizma, odn metabolizam, u tijelu se odvija niz kemijskih reakcija (na primjer, tijekom disanja ili fotosinteze).

Organizmi poput bakterija sposobni su stvarati organski spojevi zbog anorganskih komponenti – spojeva dušika ili sumpora. Ovaj proces se zove kemosinteza.

Metabolizam u tijelu odvija se samo uz sudjelovanje posebnih makromolekularnih proteinskih tvari - enzima, djelujući kao katalizatori. Enzimi pomažu regulirati metaboličke procese u tijelu vitamini i hormoni. Zajedno provode cjelokupnu kemijsku koordinaciju metaboličkog procesa. Metabolički procesi odvijaju se tijekom cijelog puta individualnog razvoja organizma - ontogeneze.

Ontogeneza - skup uzastopnih morfoloških, fizioloških i biokemijskih transformacija kroz koje prolazi organizam tijekom cijelog životnog razdoblja.

Stanište organizma- skup stalno promjenjivih uvjeta njegovog života. Kopnena biota savladala je tri glavna staništa: , i tlo zajedno s stijene pripovršinski dio litosfere.

Metabolizam i energija je skup procesa pretvorbe tvari i energije koji se odvijaju u živim organizmima te izmjena tvari i energije između organizma i okoliša. Metabolizam tvari i energije osnova je života i jedan je od najvažnijih znakova žive tvari po kojem se živo razlikuje od neživog. Tijekom metaboličkog procesa tvari koje ulaze u tijelo kemijskim se promjenama pretvaraju u vlastite tvari tkiva ili u konačne produkte koji se izlučuju iz tijela. Tijekom tih kemijskih transformacija energija se oslobađa i apsorbira.

Metabolizam ili metabolizam je visoko integriran i ciljani proces u koji su uključeni mnogi enzimski sustavi, a koji je osiguran najsloženijom regulacijom na različite razine.

U svim organizmima (i kod ljudi) stanični metabolizam obavlja 4 glavne specifične funkcije.

1. Izvlačenje energije iz okoliša i njezino pretvaranje u energiju visokoenergetskih spojeva u količinama dovoljnim za zadovoljenje svih energetskih potreba stanice i cijelog organizma.

2. Stvaranje iz egzogenih tvari (ili proizvodnja u gotovom obliku) međuspojeva koji su prekursori makromolekularnih komponenti u stanici.

3. Sinteza proteina, nukleinskih kiselina, ugljikohidrata, lipida i drugih staničnih komponenti iz ovih prekursora.

4. Sinteza i razgradnja posebnih biomolekula - stvaranje i razgradnja, koje su povezane s obavljanjem različitih specifičnih funkcija određene stanice.

Sa stajališta termodinamike, živi organizmi su otvoreni sustavi, budući da izmjenjuju i energiju i materiju s okolinom, a istovremeno transformiraju oboje. Kada se promatra kroz određeno vremensko razdoblje, ne dolazi do određenih promjena u kemijskom sastavu tijela. Ali to ne znači to kemijske tvari, komponente tijela ne prolaze nikakve promjene. Naprotiv, stalno se i dosta intenzivno ažuriraju. To je zato što je brzina prijenosa tvari i energije iz okoline u tijelo točno uravnotežena brzinom prijenosa iz tijela u okolinu.

Utjecaj različitih stanja na metabolizam u ljudskom tijelu

Intenzitet metabolizma procjenjuje se ukupnim utroškom energije, a može varirati ovisno o mnogim uvjetima, a prvenstveno o fizičkom radu. Međutim, čak ni u stanju potpunog mirovanja metabolizam i energija ne staju, a za osiguranje kontinuiranog rada unutarnjih organa, održavanje tonusa mišića i sl., troši se određena količina energije.

Kod mladih muškaraca bazalni metabolizam iznosi 1300–1600 kilokalorija dnevno. U žena je bazalni metabolizam 6-8% niži nego u muškaraca. S godinama (počevši od 5 godina), bazalni metabolizam se stalno smanjuje. S povećanjem tjelesne temperature za 1 stupanj, vrijednost bazalnog metabolizma raste za 13%. Povećanje brzine metabolizma također se opaža kada se temperatura okoline spusti ispod zone udobnosti. To je proces prilagodbe povezan s potrebom održavanja stalne tjelesne temperature.

Glavni utjecaj na količinu metabolizma i energije ima fizički rad. Metabolizam tijekom intenzivne tjelesne aktivnosti u smislu potrošnje energije može biti 10 puta veći od glavnog metabolizma, au vrlo kratkim razdobljima (primjerice kratkotrajno plivanje) čak 100 puta.

Intermedijarni metabolizam u ljudskom tijelu

Skup kemijskih pretvorbi tvari koje se događaju u tijelu od trenutka kada probavljene tvari iz hrane uđu u krv pa sve do oslobađanja konačnih produkata metabolizma iz tijela naziva se intermedijarni metabolizam (metabolizam). Intermedijarni metabolizam može se podijeliti u dva procesa: katabolizam (disimilacija) i anabolizam (asimilacija). Katabolizam- ovo je enzimska razgradnja relativno velikih organskih molekula, koja se provodi u višim organizmima, obično oksidativnim putem. Katabolizam je popraćen oslobađanjem energije sadržane u složenim strukturama velikih organskih molekula i njezinim skladištenjem u obliku fosfatnih veza ATP-a. Anabolizam je enzimatska sinteza iz jednostavnijih spojeva velikih molekularnih staničnih komponenti, kao što su polisaharidi, nukleinske kiseline, proteini, lipidi, kao i neki od njihovih prekursora. Anabolički procesi se javljaju uz potrošnju energije. Katabolizam i anabolizam događaju se istovremeno u stanicama i međusobno su neraskidivo povezani. U biti, ne treba ih promatrati kao dva odvojena procesa, već kao dvije strane jednoga opći proces– metabolizam, u kojem je pretvorba tvari usko isprepletena s pretvorbom energije.

Detaljnije ispitivanje metaboličkih putova pokazuje da je razgradnja osnovnih hranjivih tvari u stanici niz sekvencijalnih enzimskih reakcija koje čine tri glavne faze katabolizma. U prvoj fazi, velike organske molekule se razgrađuju na svoje sastavne specifične strukturne blokove. Tako se polisaharidi razgrađuju na heksoze ili pentoze, proteini na aminokiseline, nukleinske kiseline na nukleotide, lipidi na masne kiseline, glicerol i druge tvari. Sve te reakcije odvijaju se uglavnom hidrolitički i količina energije koja se oslobađa u ovoj fazi je vrlo mala - manja od 1%. U drugoj fazi katabolizma nastaju još jednostavnije molekule, a broj njihovih tipova značajno se smanjuje. Vrlo je važno da se u drugoj fazi formiraju proizvodi koji su zajednički za razmjenu različite tvari. Ovi proizvodi predstavljaju ključne spojeve koji djeluju kao ključne stanice koje povezuju različite metaboličke putove. Produkti nastali u drugoj fazi katabolizma ulaze u treću fazu katabolizma, koja je poznata kao terminalna oksidacija. Tijekom ove faze, svi proizvodi se na kraju oksidiraju u ugljični monoksid i vodu. Gotovo sva energija oslobađa se u drugoj i trećoj fazi katabolizma.

Proces anabolizma također prolazi kroz tri faze. Polazni materijali za njega su isti proizvodi koji prolaze kroz transformacije u trećoj fazi katabolizma. Odnosno, treća faza katabolizma je ujedno i prva početna faza anabolizma. Reakcije koje se odvijaju u ovoj fazi imaju dvostruku funkciju. S jedne strane, oni sudjeluju u završnim fazama katabolizma, as druge strane, također služe za anaboličke procese, opskrbljujući prekursorskim tvarima za sljedeće faze anabolizma. U ovoj fazi, na primjer, počinje sinteza proteina.

Kataboličke i anaboličke reakcije događaju se istovremeno, ali u različite dijelove Stanice. Na primjer, oksidacija masnih kiselina provodi se korištenjem skupa enzima lokaliziranih u mitohondrijima, dok je sinteza masnih kiselina katalizirana drugim enzimskim sustavom lokaliziranim u citosolu. Zbog različite lokalizacije katabolički i anabolički procesi u stanici mogu se odvijati istovremeno.

Regulacija metabolizma i energije

Stanični metabolizam karakterizira visoka stabilnost i istovremeno značajna varijabilnost. Oba ova svojstva osiguravaju stalnu prilagodbu stanica i organizama promjenjivim okolišnim i unutarnjim uvjetima. Dakle, brzina katabolizma u stanici određuje potrebu stanice za energijom u bilo kojem trenutku. Na isti način, brzina biosinteze staničnih komponenti određena je potrebama u ovom trenutku. Stanica, na primjer, sintetizira aminokiseline točno onom brzinom koja je dovoljna da osigura stvaranje minimalne količine proteina koja joj je potrebna. Takva ekonomičnost i fleksibilnost metabolizma moguća je samo ako postoje dovoljno suptilni i osjetljivi mehanizmi za njegovu regulaciju. Regulacija metabolizma odvija se na različitim razinama postupno rastuće složenosti.

Najjednostavniji tip regulacije utječe na sve glavne parametre koji utječu na brzinu enzimskih reakcija. Na primjer, prevladavanje kiselog ili alkalnog okruženja u tkivima (pH okruženje). Nakupljanje produkata kisele reakcije može pomaknuti pH okoliš izvan optimalnog stanja za određeni enzim i tako inhibirati proces.

Sljedeća razina regulacije složenih metaboličkih procesa odnosi se na koncentraciju potrebnih tvari u stanici. Ako je koncentracija bilo koje potrebne tvari u stanici na dovoljnoj razini, tada se sinteza te tvari zaustavlja do trenutka kada koncentracija padne ispod određene razine. Dakle, određeni kemijski sastav Stanice.

Treća razina regulacije je genetska kontrola, koja određuje brzinu sinteze enzima, koja može jako varirati. Regulacija na razini gena može dovesti do povećanja ili smanjenja koncentracije pojedinih enzima, do promjene vrste enzima; može doći do indukcije ili potiskivanja cijele skupine enzima istovremeno. Genetska regulacija vrlo je specifična, isplativa i pruža dovoljno mogućnosti za kontrolu metabolizma. Međutim, velika većina aktivacije gena je spor proces. Tipično, vrijeme potrebno da induktor ili represor zamjetno utječu na koncentracije enzima mjeri se u satima. Stoga ovaj oblik regulacije nije prikladan za hitne slučajeve.

Kod viših životinja i ljudi postoje još dvije razine, dva mehanizma za regulaciju metabolizma i energije, koji se razlikuju po tome što povezuju metabolizam koji se odvija u različitim organima i tkivima, te ga tako usmjeravaju i prilagođavaju za obavljanje funkcija svojstvenih nepojedincu. stanice, ali i cijelo tijelo u cjelini. Takav mehanizam je, prije svega, endokrini sustav. Hormoni koje proizvode endokrine žlijezde služe za poticanje ili suzbijanje određenih metaboličkih procesa u drugim tkivima ili organima. Na primjer, kada gušterača počne proizvoditi manje inzulina, manje glukoze ulazi u stanice, a to zauzvrat dovodi do promjena u nizu procesa uključenih u metabolizam.

Najviše najviša razina regulacija, njen najsavršeniji oblik je živčana regulacija. Živčani sustav, posebice njegovi središnji dijelovi, obavlja najviše integrativne funkcije u tijelu. Primajući signale iz okoline i unutarnjih organa, središnji živčani sustav ih pretvara i šalje impulse tim organima za promjenu brzine metabolizma u kojoj je trenutno potrebno izvršiti specifična funkcija. Živčani sustav najčešće svoju regulatornu ulogu obavlja preko endokrinih žlijezda, povećavajući ili potiskujući dotok hormona u krv. Utjecaj emocija na metabolizam dobro je poznat, na primjer, povećanje metaboličkih i energetskih razina kod sportaša prije utrke. U svim slučajevima, regulatorne mjere živčani sustav na metabolizam i energiju vrlo je koristan i uvijek usmjeren na što učinkovitiju prilagodbu tijela promjenjivim uvjetima.

Iz navedenog možemo zaključiti da je za održavanje normalnog metabolizma u tijelu neophodan niz mjera.

1. Potpuni dnevni odmor

3. Uravnotežena prehrana

4. Mjere za čišćenje tijela.

Dodatni članci s korisnim informacijama

Osnovne informacije o metabolizmu minerala u ljudi

Minerali su jedan od glavnih sastojaka hrane potrebno za osobu dnevno. Neravnoteža minerala može potaknuti razvoj velika količina kronična bolest.

Mogući poremećaji u ljudskom metabolizmu

Čovjeku je važna kvalitetna svakodnevna prehrana, ali treba uzeti u obzir da za tijelo nije važno što jedete, već je važno što na kraju dolazi u svaku stanicu.

Za normalno funkcioniranje tijelo treba plastični i energetski materijal. Ove tvari ulaze u tijelo s hranom. Ali samo mineralne soli, vodu i vitamine čovjek apsorbira u obliku u kojem se nalaze u hrani. Bjelančevine, masti i ugljikohidrati ulaze u organizam u obliku složenih kompleksa, a da bi se apsorbirali i probavili potrebna je složena fizikalna i kemijska obrada hrane. U tom slučaju komponente hrane moraju izgubiti svoju specifičnost vrste, inače će ih imunološki sustav prihvatiti kao strane tvari. Probavni sustav služi u te svrhe.

Digestija

Probava je skup fizičkih, kemijskih i fizioloških procesa koji omogućuju preradu i transformaciju prehrambeni proizvodi u jednostavne kemijske spojeve koje tjelesne stanice mogu apsorbirati. Ti se procesi odvijaju određenim slijedom u svim dijelovima probavnog trakta (usna šupljina, ždrijelo, jednjak, želudac, tanko i debelo crijevo uz sudjelovanje jetre i žučnog mjehura, gušterača), što osiguravaju regulatorni mehanizmi. razne razine. Sekvencijalni lanac procesa koji vodi do razgradnje hranjivih tvari u monomere koji se mogu apsorbirati naziva se probavni transporter. Ovisno o podrijetlu hidrolitičkih enzima, probava se dijeli na 3 vrste: intrinzičnu, simbiontsku i autolitičku. Pravilnu probavu provode enzimi koje sintetiziraju žlijezde ljudi ili životinja. Simbiontska probava događa se pod utjecajem enzima koje sintetiziraju simbionti makroorganizama (mikroorganizama) probavnog trakta. Tako se prehrambena vlakna probavljaju u debelom crijevu. Autolitička probava se odvija pod utjecajem enzima sadržanih u konzumiranoj hrani. Majčino mlijeko sadrži enzime potrebne za njegovo sirenje. Ovisno o mjestu odvijanja procesa hidrolize hranjivim tvarima razlikovati unutarstaničnu i izvanstaničnu probavu. Unutarstanična probava je proces hidrolize tvari unutar stanice pomoću staničnih (lizosomskih) enzima. Tvari ulaze u stanicu putem fagocitoze i pinocitoze. Unutarstanična probava karakteristična je za protozoe. Kod ljudi se intracelularna probava odvija u leukocitima i stanicama limforetikulo-histiocitnog sustava. Kod viših životinja i ljudi probava se odvija izvanstanično.

Izvanstaničnu probavu dijelimo na udaljenu (šupljinsku) i kontaktnu (parijetalnu ili membransku). Daljinska (šupljinska) probava provodi se uz pomoć enzima probavnih izlučevina u šupljinama gastrointestinalnog trakta na udaljenosti od mjesta nastanka tih enzima. Kontaktna (parijetalna ili membranska) probava (A. M. Ugolev) odvija se u tankom crijevu u zoni glikokaliksa, na površini mikrovila uz sudjelovanje enzima fiksiranih na stanična membrana a završava apsorpcijom – transportom hranjivih tvari kroz enterocit u krv ili limfu.

Fiziologija bubrega

U procesu životne aktivnosti u ljudskom organizmu nastaju značajne količine metaboličkih produkata koje stanice više ne koriste i moraju se ukloniti iz organizma. Osim toga, tijelo se mora osloboditi toksičnih i stranih tvari, viška vode, soli i lijekova. Ponekad procesima izlučivanja prethodi neutralizacija otrovnih tvari, na primjer u jetri. Tako se tvari kao što su fenol, indol, skatol, u kombinaciji s glukuronskom i sumpornom kiselinom, pretvaraju u manje štetne tvari. Organi koji obavljaju funkciju izlučivanja nazivaju se ekskretorni ili ekskretorni. Tu spadaju bubrezi, pluća, koža, jetra i gastrointestinalni trakt. Glavna svrha organa za izlučivanje je održavanje stalnog unutarnjeg okruženja tijela. Organi za izlučivanje funkcionalno su međusobno povezani. Promjena funkcionalnog stanja jednog od tih organa mijenja aktivnost drugog. Na primjer, kada se višak tekućine izlučuje kroz kožu pri visokim temperaturama, volumen diureze se smanjuje. Kršenje procesa izlučivanja neizbježno dovodi do pojave patoloških promjena u homeostazi, do i uključujući smrt organizma.

Pluća i gornji dišni putevi

Iz tijela se uklanjaju pluća i gornji dišni putevi ugljični dioksid i vodu. Osim toga, većina aromatičnih tvari oslobađa se kroz pluća, kao što su pare etera i kloroforma tijekom anestezije, fuzelna ulja tijekom intoksikacije alkoholom. Kada je funkcija izlučivanja bubrega oštećena, urea se počinje oslobađati kroz sluznicu gornjeg dišnog trakta, koja se raspada, određujući odgovarajući miris amonijaka iz usta. Sluznica gornjeg dišnog trakta sposobna je oslobađati jod iz krvi.

Jetra i gastrointestinalni trakt uklanjaju iz tijela sa žučom niz krajnjih produkata metabolizma hemoglobina i drugih porfirina u obliku žučnih pigmenata, te krajnje produkte metabolizma kolesterola u obliku žučnih kiselina. U sklopu žuči izlučuju se i iz organizma. lijekovi(antibiotici), bromsulfalein, fenolrot, manitol, inulin itd. Gastrointestinalni trakt izlučuje produkte razgradnje hranjivih tvari, vodu, tvari primljene s probavnim sokovima i žuči, soli. teški metali, neki lijekovi i otrovne tvari (morfij, kinin, salicilati, živa, jod), kao i boje za dijagnosticiranje želučanih bolesti (metilensko plavo ili kongorot).

Koža svoju funkciju izlučivanja obavlja zahvaljujući radu žlijezda znojnica i manjim dijelom žlijezda lojnica. Znojne žlijezde uklanjaju vodu, ureu, mokraćnu kiselinu, kreatinin, mliječnu kiselinu, soli alkalnih metala, posebno natrij, organske tvari, hlapljive masne kiseline, elemente u tragovima, pepsinogen, amilazu i alkalnu fosfatazu. Uloga znojnih žlijezda u uklanjanju produkata metabolizma bjelančevina raste kod bolesti bubrega, osobito kod akutnog zatajenja bubrega. Izlučivanjem žlijezda lojnica iz organizma se oslobađaju slobodne masne i neosapunjive kiseline, produkti metabolizma spolnih hormona.

Fiziologija krvi

Krv, limfa, tkivo, spinalna, pleuralna, zglobna i druge tekućine čine unutarnju okolinu tijela. Unutarnje okruženje odlikuje se relativnom postojanošću svog sastava i fizička i kemijska svojstva, čime se stvaraju optimalni uvjeti za normalno funkcioniranje tjelesnih stanica. Koncept postojanosti unutarnjeg okoliša tijela prvi je prije više od 100 godina formulirao fiziolog Claude Bernard. Došao je do zaključka da je "stalnost unutarnje okoline organizma uvjet za neovisno postojanje", odnosno život bez oštrih fluktuacija. vanjsko okruženje. Godine 1929. Walter Cannon skovao je pojam homeostaza. Trenutno se pod homeostazom podrazumijeva i dinamička postojanost unutarnjeg okruženja tijela i regulatorni mehanizmi koji osiguravaju ovo stanje. glavna uloga u održavanju homeostaze pripada krvi. Godine 1939. G. F. Lang stvorio je ideju o krvnom sustavu, u koju je uključio perifernu krv koja cirkulira kroz krvne žile, hematopoetske i hematopoetske organe, kao i regulatorni neurohumoralni aparat.

Metabolizam i energija

U živim organizmima svaki proces prati prijenos energije. Energija se definira kao sposobnost obavljanja rada. Posebna grana fizike koja proučava svojstva i transformacije energije u raznih sustava, naziva se termodinamika. Pod termodinamičkim sustavom podrazumijeva se skup objekata uvjetno izoliranih od okolnog prostora.

Termodinamički sustavi dijele se na izolirane, zatvorene i otvorene. Izolirani sustavi su oni čija se energija i masa ne mijenjaju, odnosno ne razmjenjuju ni tvar ni energiju s okolinom. Zatvoreni sustavi s okolinom razmjenjuju energiju, ali ne i materiju, pa njihova masa ostaje konstantna.

Otvoreni sustavi su sustavi koji izmjenjuju materiju i energiju s okolinom. Sa stajališta termodinamike, živi organizmi pripadaju otvorenim sustavima, budući da je glavni uvjet njihovog postojanja kontinuirana izmjena tvari i energije. Procesi života temelje se na reakcijama atoma i molekula, koje se odvijaju u skladu s istim temeljnim zakonima koji upravljaju istim reakcijama izvan tijela.

Prema prvom zakonu termodinamike energija ne nestaje niti se ponovno pojavljuje, već samo prelazi iz jednog oblika u drugi.

Drugi zakon termodinamike kaže da se sva energija na kraju pretvara u toplinsku energiju, a organizacija materije postaje potpuno nesređena. U strožem obliku, ovaj zakon je formuliran na sljedeći način: entropija zatvorenog sustava može samo rasti, a količina korisna energija(tj. onaj uz pomoć kojeg se može raditi) unutar sustava može se samo smanjivati. Entropija se odnosi na stupanj neuređenosti sustava.

Neizbježna tendencija povećanja entropije, popraćena jednako tako neizbježnom transformacijom korisne kemijske energije u beskorisnu toplinsku energiju, tjera žive sustave da zarobljavaju sve više i više porcija energije (hrane) kako bi održali svoje strukturno i funkcionalno stanje. Naime, sposobnost izvlačenja korisne energije iz okoliša jedno je od glavnih svojstava koja razlikuju žive sustave od neživih, odnosno kontinuirani metabolizam tvari i energije jedno je od glavnih obilježja živih bića. Kako bi se suprotstavila povećanju entropije i održala svoju strukturu i funkcije, živa bića moraju dobiti energiju u obliku koji im je dostupan iz okoline i vratiti ekvivalentnu količinu energije u okolinu u obliku manje pogodnom za daljnju upotrebu.

Metabolizam i energija je skup fizičkih, kemijskih i fizioloških procesa pretvorbe tvari i energije u živim organizmima, kao i izmjena tvari i energije između tijela i okoliša. Metabolizam u živim organizmima sastoji se od unosa različitih tvari iz vanjskog okoliša, njihove pretvorbe i korištenja u životnim procesima te otpuštanja nastalih produkata raspadanja u okoliš.

Sve transformacije materije i energije koje se događaju u tijelu objedinjene su zajedničkim nazivom - metabolizam (metabolizam). Na staničnoj razini te se transformacije odvijaju kroz složene sekvence reakcija koje se nazivaju metabolički putovi i mogu uključivati ​​tisuće različitih reakcija. Te se reakcije ne odvijaju kaotično, već u strogo određenom slijedu i regulirane su mnogim genetskim i kemijskim mehanizmima. Metabolizam se može podijeliti na dva međusobno povezana, ali višesmjerna procesa: anabolizam (asimilacija) i katabolizam (disimilacija).

Anabolizam je skup procesa biosinteze organskih tvari (komponenti stanica i drugih struktura organa i tkiva). Osigurava rast, razvoj, obnavljanje bioloških struktura, kao i akumulaciju energije (sinteza makroerga). Anabolizam se sastoji od kemijske modifikacije i preraspodjele molekula dobivenih hranom u druge složenije biološke molekule. Na primjer, uključivanje aminokiselina u proteine ​​koje sintetizira stanica u skladu s uputama sadržanim u genetskom materijalu određene stanice.

Katabolizam je skup procesa razgradnje složenih molekula na jednostavnije tvari, korištenjem nekih od njih kao supstrata za biosintezu i razgradnjom drugog dijela na konačne metaboličke produkte uz stvaranje energije. Krajnji produkti metabolizma su voda (oko 350 ml dnevno kod ljudi), ugljični dioksid (oko 230 ml/min), ugljikov monoksid (0,007 ml/min), urea (oko 30 g/dan), kao i druge tvari koje sadrže dušik (oko 6 g/dan).

Katabolizam izvlači kemijsku energiju iz molekula sadržanih u hrani i koristi tu energiju za osiguravanje potrebnih funkcija. Na primjer, stvaranje slobodnih aminokiselina kao rezultat razgradnje proteina dobivenih hranom i naknadne oksidacije tih aminokiselina u stanici uz stvaranje CO2 i H2O, što je popraćeno oslobađanjem energije.

Procesi anabolizma i katabolizma u tijelu su u stanju dinamičke ravnoteže. Prevlast anaboličkih procesa nad kataboličkim dovodi do rasta i nakupljanja tkivne mase, a prevlast kataboličkih procesa dovodi do djelomičnog razaranja tkivnih struktura. Stanje ravnoteže ili neravnoteže omjera anabolizma i katabolizma ovisi o dobi (anabolizam prevladava u djetinjstvu, ravnoteža se obično opaža kod odraslih, katabolizam prevladava u starijoj dobi), zdravstvenom stanju, fizičkom ili psiho-emocionalnom stresu koji tijelo izvodi.