Регуляция обмена веществ

На обмен веществпостоянно оказывают воздействие различные факторы внешней и внутренней среды. Большая часть из них эффективно используется организмами для своего роста и развития. Это происходит благодаря функционированию механизмов регуляцииобмена веществ. Наиболее простым из них, способствующим сохранению внутренней среды организма (поддерживанию гомеостаза), является механизм восстановления в химической системе равновесия в соответствии с законом действующих масс. Благодаря этому значения рН в буферных жидкостях организма устойчивы к случайным воздействиям. Предотвращение накопления в организме невыводимых продуктовобмена веществтакже осуществляется благодаря восстановлению равновесия в замыкающих участках циклических путейобмена веществ.

Изменение какого-либо одного фактора внешней среды - температуры воздуха, влажности, атмосферного давления, а тем более, одновременное изменение нескольких факторов, вызывают реакцию определенных систем организма его внутренней среды организма. В результате воздействия на человека высоких температур окружающей среды происходит нарушение терморегуляции, водно-солевого обмена, ослабление активности органов пищеварения. Увеличивается основной обмен. Эти нарушения проявляются повышением температуры тела, увеличением частоты дыхания и сердечных сокращений, увеличением массы тела.

Организмы - это реальные носители жизни, самостоятельные «ячейки» обмена веществ. Они потребляют из окружающей среды необходимые вещества и выделяют в нее ненужные им - продукты обмена, которые, в свою очередь, могут быть использованы другими организмами. И не только продукты обмены, но и сами организмы, как в жизни, так и после смерти, тоже становятся пищей для других живых существ.

Все эти процессы обмена протекают в сложной, динамичной обстановке естественной среды обитания, так как находятся под постоянным воздействием комплекса факторов. Совокупность этих факторов составляют условия жизни организма. Приспособления к постоянно меняющимся - в течение суток, года, жизни - условиям жизни, или факторам среды, называются адаптациями. Адаптации проявляются на всех уровнях биологического спектра - от биохимии клеток и поведения отдельных организмов до строения и функционирования сообществ и экологических систем. Все адаптации выработаны исторически и в результате их сформировались специфические для каждой географической зоны сообщества растений и животных. Одной из главных задач экологии является изучение адаптаций организмов и экосистем к условиям жизни, или экологическим факторам.

Нарушения обмена веществ

Различают нарушения обмена веществ, вызываемые прямым влиянием на него неблагоприятных факторов (недостаток или несбалансированность органических и минеральных субстратовобмена веществ, избыточности или недостатка внешних физических воздействий - температуры, света, звука и др.), и нарушения, вызываемые изменениями в наследственном аппарате организма. В соответствии с этим заболеванияобмена веществу людей подразделяют на болезни недостаточности и врожденные болезни. например, к болезням недостаточности относятся алиментарная дистрофия при голодании или недостатке в пище незаменимых аминокислот, авитаминозы (цинга - при недостатке аскорбиновой кислоты, рахит - при недостатке витамина D). К болезням недостаточности более чувствительны организмы в стадии роста и развития

Особенности протекания химических реакций в живых организмах

Подавляющее большинство реакций происходит при влиянии ферментов в качестве катализаторов. Ферменты - вещества белковой природы обладающие каталитической активностью к определенным реакциям, они во многие тысячи раз ускоряют протекание химических реакций. Именно благодаря их наличию и возможна жизнь. Многие из происходящих в организме реакций удается воспроизвести в лабораторных условиях с аналогичной скоростью только при высоких температурах и давлениях (которые в организме недостижимы), а в организме они протекают при нормальных условиях. Ферменты присутствуют практически во всех живых организмах (в вирусах их нет, но это очень особая форма жизни). Именно через механизм выработки определенных ферментов (которые ускоряют определенные виды реакций) и реализуется генетическая информация заложенная в хромосомах (ферменты это белки и соответственно они закодированы в генах), во многом это и обусловливает различия в обмене веществ (а как следствие и в остальных различиях между собой) живых организмов.

Кроме того, источником энергии для многих реакций является АТФ (аденозинтрифосфорная кислота), вырабатываемая в митохондриях.