Обмін речовин в клітині - студопедія
У будь-якій живій клітині постійно відбуваються складні хімічні і фізичні реакції. Вони необхідні для того, щоб забезпечити постійність внутрішнього середовища як в самій клітині, так і в багатоклітинних організмі, що знаходиться під впливом мінливих зовнішніх факторів. Підтримання сталості внутрішнього середовища біологічних систем отримало назву гомеостазу. Якщо гомеостаз не може бути досягнутий, то клітини і організм в цілому пошкоджуються або навіть гинуть. Для підтримки гомеостазу клітина здійснює складні і різноманітні реакції синтезу і розщеплення речовин, а також реакції перетворення енергії. Так, одержувані ззовні білки, жири, вуглеводи, вітаміни і мікроелементи використовуються клітинами для утворення необхідних їм хімічних сполук і клітинних структур. Вся сукупність реакцій біосинтезу речовин і їх подальшого складання в більші структури називається асиміляцією. або анаболизмом, або пластичним обміном. Прикладом такого роду процесів може служити утворення білка.
Поряд з процесами біосинтезу в клітинах (головним чином в процесі клітинного дихання) постійно відбуваються реакції розпаду запасених або отриманих ззовні органічних сполук. За участю ферментів такі сполуки розщеплюються на більш прості речовини. При цьому виділяється енергія, частина якої запасається в хімічних зв'язках молекули АТФ (аденозинтрифосфорної кислоти). Енергія в формі АТФ доступна для використання всіма структурами клітини. З метою синтезу АТФ найчастіше розщеплюється глюкоза, яка зберігається в тваринній клітині у вигляді полісахариду глікогену. Процес розщеплення йде в два етапи:
1. Гліколіз - анаеробне (бескислородное) дихання; проходить в гіалоплазме і приносить клітці невелику кількість енергії. При цьому глюкоза розщеплюється до молочної або піровиноградної кислоти.
2. Аеробне дихання, в ході якого запасається в 18 разів більше енергії, ніж під час гліколізу; здійснюється в мітохондріях. В результаті утворюється СО2 і Н2 О.
Сукупність реакцій розпаду речовин, що супроводжуються запасанием енергії, називається диссимиляцией. або катаболизмом, або енергетичним обміном.
Реакції асиміляції і дисиміляції - це дві сторони єдиного процесу обміну речовин і енергії в клітині, який називається метаболізмом. Асиміляція і дисиміляція строго збалансовані і скоординовані, і порушення цього балансу призводить до розвитку будь-яких захворювань як окремих клітин, так і цілого організму.
Реакції метаболізму в живій клітині протікають дуже швидко. Це обумовлюється участю в них ферментів. Ферменти - це речовини білкової природи. Кожен фермент може вибірково регулювати ту чи іншу хімічну реакцію, що протікає в клітці. Будучи біологічними каталізаторами, ферменти можуть збільшувати швидкості реакцій в мільйони разів, але самі в цих реакціях не змінюються. Активність ферментів дуже висока, і для забезпечення нормальної швидкості метаболічних процесів потрібна мала кількість молекул ферментів. Але оскільки ферменти діють вибірково, клітині необхідно дуже багато видів ферментів.