Загальна характеристика процесів обміну речовин та перетворення енергії

У процесі життєдіяльності клітини органічні і неорганічні речовини, з яких вони складаються, безперервно розщеплюються і синтезуються. Відносна рівновага складу досягається завдяки урівноваженню цих процесів.

При великій кількості реакцій обміну, які відбуваються у клітині, розрізняють пластичний і енергетичний обмін.

Пластичний обмін (асиміляція або конструктивний обмін) - сукупність усіх процесів синтезу складних органічних речовин. Ці речовини йдуть на побудову органоїдів клітини, на створення нових клітин при поділу. Пластичний обмін завжди супроводжується поглинанням енергії.

Енергетичний обмін (дисиміляція) - сукупність реакцій розщеплення, перехід речовин, енергетично більш багатих, у речовини, бідних енергією. Енергія вивільняється у реакціях розкладання, коли складні речовини розпадаються на більш прості, високомолекулярні на низькомолекулярні: крохмаль до глюкози, потім до вуглекислого газу і води, білки - у суміш амінокислот, нуклеїнові кислоти - у суміш нуклеотидів. Вивільнена енергія і утворені речовини використовуються у ході пластичного обміну. Для реакцій обміну властива організованість і впорядкованість. Кожна з них каталізується за допомогою спеціального ферменту у певному органоїді клітини. Ферменти у більшості випадків розкладаються мономолекулярними шарами на мембранах, розташовуються у тому порядку, у якому виконують каталіз. Просторова впорядкованість ферментів забезпечує необхідну послідовність реакцій. Таким чином створюється велика активна поверхня, свого роду ферментативний конвеєр, де швидко і ефективно протікають хімічні реакції.

Реакції пластичного і енергетичного обміну доповнюють один одного і у протилежній єдності складають обмін речовин і енергії у кожній клітині організму. Обмін може відбуватись, якщо організм отримує потрібні йому речовини з зовнішнього середовища і виводить у навколишнє середовище.

Продукти обміну, тобто обмін речовин, як форма існування живого можлива лише за умов нерозривного зв’язку організму з середовищем. Зв’язок організму з навколишнім середовищем з фізико-хімічної точки зору представляє собою відкриту систему, де біохімічні процеси йдуть поступово. Вихідні речовини надходять з навколишнього середовища, а речовини синтезовані (продукти) також безперервно виносяться назовні. Рівновага, яка встановлюється між швидкістю і концентрацією продуктів різноспрямованих реакцій у організмі, є умовним, тому що надходження і виділення речовин не припиняється. Безперервний зв’язок з навколишнім середовищем і дозволяє розглянути живий організм як відкриту систему.