Определение обмена веществ и энергии в клетке

Совокупность химических реакций, которые происходят в организме, называется метаболизмом. Процесс считается основой жизнедеятельности и относится к критериям живого. Ученые доказали, что физиологические явления происходят за счет обмена веществ и энергии в клетке. Вещества, поступающие в организм, превращаются в личные компоненты тканей либо в конечные продукты, которые выводятся наружу.

Оглавление:

• Описание процесса
• Этапы явления
• Функции реакции
• Составные компоненты
• Принципы классификации

Описание процесса

Химические реакции, которые протекают в организме, носят ферментативный характер. У человека происходит нервно-гуморальная регуляция метаболизма. Для его определения рассматриваются схемы пластического и энергетического обменов:

• пластический обмен = анаболизму (биохимический процесс, при котором происходит формирование новых молекулярных соединений) = ассимиляция (явление может составлять совокупность процессов биосинтеза органических веществ, тканей и клеточных компонентов);
• энергетический обмен = катаболизм (метаболический распад сложных компонентов на более простые либо окисление любого вещества, которое протекает с освобождением тепловой энергии или молекулы АТФ).

При энергетическом обмене распадаются вещества, освобождается энергия, а при пластическом компоненты синтезируются, энергия поглощается. Процессы считаются противоположными и непрерывно происходящими между окружающей средой и организмом.

Если преобладает анаболическое явление, происходит рост, накопление массы тела. Когда преобладает катаболический процесс, наблюдается частичное разрушение тканей, уменьшение массы тела. Для энергетического катаболизма характерно преобразование химической энергии при расщеплении соединений в механическую, тепловую, электрическую энергию.

Этапы явления

Кратко о метаболизме: это сложная цепь превращений компонентов в организме начиная с их поступления из внешней среды и заканчивая удалением продуктов распада. Энергетический обменный процесс начинается с поступления воды и пищи. Запасы белков в клетке образуются в результате воздействия ферментов.

Предварительно продукты расщепляются до более простых компонентов, которые всасываются в кишечнике. По крови они могут идти к клеткам тела. Таким способом обеспечивается химическое превращение продуктов питания. Значение реакции для существования и деятельности организма:

• построение личных клеток;
• составление основы тканей.

Вывод наружу кала и мочи — общие признаки горючего явления. Сам процесс протекает в 3 этапа. На первой стадии осуществляется расщепление углеводов, жиров и белков. Реакция является интенсивной и сопровождается ферментированием.

Характеристика 2 стадии — транспорт компонентов кровью к клеткам и тканям. На последнем этапе выводятся конечные продукты метаболизма различными способами, в том числе и через легкие в виде углекислого газа. Основными видами метаболизма считаются:

• белковый;
• углеводный;
• жировой;
• водно-солевой.

Функции реакции

Чтобы организм функционировал в норме, требуется энергия. Она является строительным материалом для восстановления и роста организма. Перечень микроэлементов, необходимых тканям:

• нуклеиновые кислоты;
• липиды и углеводы;
• белки.

Важным компонентом реакции является кровь. Она не только омывает клетки, но и осуществляет обмен веществ за счет их транспортировки по всему организму. Дополнительно кровеносная система участвует в выводе продуктов метаболизма. Для оценки степени интенсивности реакции учитывается общий расход энергии.

Понятие может складываться из разных факторов и условий, включая физическую работу. В покое реакция продолжается, так как необходимо обеспечивать непрерывное функционирование внутренних органов. Значения показателей у молодых людей:

• у мужчин — в пределах 1300−1600 кКал в сутки;
• у женщин — 1100−1400 кКал.

Ученые выявили несколько факторов, которые влияют на скорость реакции. Интенсивная физическая нагрузка способствует увеличению расхода энергии примерно в 10 раз в отличие от средних затрат. В короткий период показатель может доходить до 100 раз. Другие факторы:

1. Возраст. С 5 лет размер основного метаболизма снижается.
2. Температура. При повышении температуры тела на 1 градус величина обмена веществ повышается на 13%. Снижение температуры внешней среды характерно для повышения интенсивности реакции. Процесс считается адаптационным, так как он связан с поддержкой постоянной температуры тела.

Составные компоненты

Некоторые компоненты, необходимые для построения сложных веществ, человек синтезирует самостоятельно. Отдельная группа состоит из незаменимых компонентов. Из существующих 20 аминокислот, которые входят в состав белков, организм образовывает только 12. Оставшиеся 8 поступают с пищей.

Список аминокислот, незаменимых для людей:

• валин;
• лейцин;
• метионин;
• треонин;
• триптофан.

Клетки не образуют больше 1 двойной связи в жирных кислотах. Поэтому полиненасыщенные компоненты должны поступать в организм с пищей. В незначительных количествах потребуются витамины. Они способствуют образованию ферментов. При их нехватке диагностируется гиповитаминоз.

Принципы классификации

Живые организмы делятся на 8 главных групп с учетом используемого ресурса: источник энергии или углерода, донор электронов. Чтобы описать паразитический организм, используются энергоресурсы хозяйственной клетки. Восстановителями живых организмов являются неорганические и органические компоненты.

Источниками углерода считаются:

• углекислый газ;
• органические вещества.

В некоторых случаях вышеперечисленные компоненты используются для реакций, в которых участвуют биологические молекулы. К примеру, растения восстанавливают нитраты.

К гетеротрофным по азоту относятся организмы, не восстанавливающие окисленные формы азота. Они используют в качестве источника органические соединения. Чтобы сформулировать название типа обмена веществ, учитываются составные элементы.