ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Вводные представления из "Химические основы жизни" Под обменом веществ и энергии понимают всю совокупность химических превращений веществ и энергии, обеспечивающих развитие, жизнедеятельность и самовоспроизведение живых организмов, их связь с окружающей средой и адаптацию к изменениям внешних условий. Такое расширенное определение обмена веществ позволяет наиболее четко представить, какую роль играет взаимосвязанная совокупность биохимических превращений в создании общебиологической картины живого мира. [c.311] Обмен веществ и энергии в биосистемах направлен на их самосохранение и самовоспроизведение и существует в неразрывном диалектическом единстве. В обмене веществ вьщеляют внешний обмен, включающий внеклеточное превращение веществ на путях их поступления в организм и вьщеления из него, и промежуточный обмен, происходящий внутри клеток. Собственно, под метаболизмом (от греч. metabole — перемена, превращение), как правило, понимают промежуточный обмен, т. е. превращение определенных химических веществ внутри биологических клеток с момента их поступления до образования конечных продуктов (например, метаболизм аминокислот, метаболизм углеводов и т.д.). Но подобное разграничение не является абсолютным, поэтому зачастую под метаболизмом понимают как внешний, так и промежуточный обмен веществ. [c.311] Вещества, служащие субстратами метаболизма, претерпевают в организме ряд ферментативных биохимических превращений. Последовательность биохимических реакций, направленных на модификацию того или иного субстрата до конечного продукта in vivo, называют метаболическим путем или — в случае замкнутых процессов — циклом. Промежуточные продукты метаболического пути или цикла называют метаболитами. Даже в таком простом организме, как бактериальная клетка Е. oli, насчитывается несколько тысяч типов различных взаимосвязанных химических реакций. Упорядочение этих реакций может на первый взгляд показаться недостижимым. Однако при более глубоком анализе оказывается, что, несмотря на большое количество отдельных реакций, формирующих метаболизм организма в целом, число типов таких реакций относительно мало. Например, in ww двойная связь в основном образуется в результате реакции дегидратации. [c.311] Метаболические пути принято разделять на главные и специфические. Главные метаболические пути являются обпдими для распада и синтеза молекул жизненно необходимых соединений и во многом схожи у большинства представителей живого мира. Специфические метаболические пути характерны для синтеза и распада индивидуальных мономеров, специфических биомолекул и т. д. [c.311] Различают две тесно взаимосвязанные стороны обмена веществ и энергии анаболизм и катаболизм (рис. 10.1). [c.311] Анаболические превращения (от греч. anabole — подъем) направлены на образование и обновление структурно-функциональных компонентов клетки, т. е. на синтез сложных биомолекул (коферменты, гормоны, белки, нуклеиновые кислоты и др.) из более простых. Это восстановительные, эндергонические процессы, протекающие с увеличением свободной энергии. [c.312] Катаболические превращения (от греч. katabole — сбрасывание, разрушение) направлены на расщепление сложных молекул (как поступивших с пищей, так и уже входящих в состав клеток) до простых компонентов (на конечных стадиях — преимущественно до диоксида углерода и воды). Это окислительные, экзергонические процессы, сопровождающиеся понижением свободной энергии. [c.312] Если бы ЭТИ пути совпадали или отличались лишь направлением процесса, то в обмене возникали бы бесполезные, так называемые футильные циклы. Образование таких циклов является причиной ряда заболеваний, при которых происходит бесполезный круговорот метаболитов вследствие реакций, протекающих в патологическом режиме. [c.313] Важнейшая черта биохимической формы движения материи заключается в саморегуляции совокупности биохимических превращений, образующих механизм, который обладает свойством обратной связи (положительной или отрицательной). Необходимо отметить, что каждая из биохимических реакций данного механизма в отдельности не обладает способностью к саморегулированию. [c.313] Вернуться к основной статье