Обмен веществ и энергии - совокупность процессов превращения веществ и энергии в живых организмах, а также обмен веществами и энергией между организмом и внешней средой. Эти процессы лежат в основе жизнедеятельности организма и могут быть представлены как непрерывный цикл, состоящий из трех этапов:
• поступления веществ в пищеварительный тракт и в дальнейшем в различные ткани и клетки организма;
• использования полученных веществ тканями и клетками;
• удаления продуктов обмена в окружающую среду.
Первый этап включает физическую обработку пищи в пищеварительном тракте, всасывание продуктов расщепления, гидролиза и других веществ (воды, витаминов, минеральных солей) в кровь, поступление их в клетки.
Второй этап представляет собой совокупность двух процессов - анаболизма и катаболизма.
Анаболические реакции обеспечивают синтез, обновление структурных компонентов тканей, накопление ими энергии, необходимой для роста, развития и поддержания функциональных резервов. Наряду с понятием «анаболизм» существует более широкое понятие - «ассимиляция», которое включает как процессы поступления веществ в организм, так и анаболические реакции.
Катаболические реакции (диссимиляция) - совокупность внутриклеточных процессов расщепления сложных молекул до конечных продуктов: воды, углекислого газа и аммиака с высвобождением энергии, необходимой для жизнедеятельности клетки и организма в целом. Напомним, что аммиак удаляется из организма в виде азотсодержащих метаболитов.
Анаболизм и катаболизм в целом обеспечивают самообновление структур в ходе взаимосвязанных биохимических превращений, прежде всего за счет циклического рефосфорирования АТФ и восстановления НАДФ.
Анаболические и катаболические реакции в организме взрослого здорового человека находятся в состоянии динамического равновесия. Физические нагрузки, психоэмоциональные стрессорные реакции, а также старческий возраст характеризуются преобладанием катаболических реакций. Для процессов роста, развития организма, состояния беременности, восстановительных реакций, переедания свойственно относительное преобладание анаболических реакций. Нарушения равновесия между анаболическими и катаболическими реакциями могут быть следствием определенных заболеваний, причем чаще отмечается преобладание катаболизма над анаболизмом.
Третий этап обмена веществ и энергии - удаление во внешнюю среду метаболитов (углекислого газа, воды, азотистых продуктов питания).