2.1. Обмен веществ как основа жизнедеятельности живых организмов

Живые организмы характеризуются рядом особенностей, отличающих их от неживых предметов. Для живых организмов характерна чрезвычайно сложная организация. Они построены из огромного количества разнообразных по качественному и количественному составу химических соединений, имеющих в большинстве своем чрезвычайно сложное химическое строение. Такие вещества, как правило, характеризуются нестабильностью, способны с самопроизвольному распаду. Поэтому важнейшей особенностью живых организмов является способность к постоянному самообновлению, как образующих его веществ, так и структурных компонентов. Это требует постоянных затрат энергии, которая поступает в организм в составе пищевых веществ и освобождается в ходе химических превращений.

Кроме непрерывного самообновления для живых организмов характерна способность к росту, развитию, движению, размножению – созданию себе подобных. Все эти особенности обеспечиваются обменом веществ.

Обмен веществ определяют как самосовершающийся, саморегулирующийся процесс обновления химических составных частей организма, под которыми понимаются составляющие его вещества. Необходимо подчеркнуть, что данное определение страдает ограниченностью и не охватывает всех сторон жизнедеятельности организма, в основе которых лежит обмен веществ. Обмен веществ в организме человека представляет собой комплекс химических, физиологических (питание, распределение по организму, выделение и др.) и даже физических процессов, включающих в себя:

- поступление веществ в организм (с продуктами питания, с дыханием – О₂),

- предварительную переработку поступивших веществ (пищеварение), в процессе которой сложные макромолекулы подвергаются гидролитическому расщеплению и распадаются на более простые соединения, обладающие, как правило, хорошей растворимостью в воде, что делает их более пригодными для усвоения и распределения по организму;

- усвоение продуктов пищеварения (поступление в кровь) и распределение их по организму (с кровотоком), в результате чего они могут попасть практически в каждую клетку организма,

- использование в клетках продуктов пищеварения для нужд организма – синтеза веществ, специфических для организма, взамен распадающихся (самообновление организма), или увеличения объема таких веществ (рост организма), использование для получения энергии и других целей;

- распад веществ, поступивших в организм и прошедших через разнообразные превращения на конечные продукты обмена веществ (СО₂, Н₂О, мочевину, мочевую кислоту и некоторые другие вещества) и устранение их из организма.

Процесс пищеварения, кроме дробления макромолекул, обеспечивает универсализацию многих веществ. Так, из огромного разнообразия белковых молекул образуется всего 20 видов аминокислот. Из различных сложных углеводов – два-три вида моносахаридов.

Нечто, похожее на обмен веществ, происходит в неживой природе (ржавление металла, разрушение камня и т. п.). Однако, в результате этих превращений исходное вещество, тело перестают существовать: из металла образуется оксид, из камня песок и т.п. Напротив, обмен веществ является непременным условием существования живого организма. Он обеспечивает ему постоянное обновление, рост, развитие, сохранение относительного постоянства внутренних параметров, приспособление к меняющимся условиям внешней среды и т.п.