1. Процесиобміну теплової енергії. Вплив на організм температури. Залежність метаболізмувід температури. Концепція суми ефективних температур
Обмінорганізм метаболізм забруднення
У живих організмах будь-який процес супроводжується передачеюенергії. Енергію визначаються Як здатність робіті роботу. Спеціальний Розділфізики, Що вівчає Властивості й перетворення енергії в різніх системах,назівається термодінамікою. Під термодінамічною системою розуміють сукупністьоб'єктів, умовно віділеніх з НАВКОЛИШНЬОГО простору. Термодінамічні системирозділяють на ізольовані, закріті ї відкріті. Ізольованімі назівають системи,енергія ї маса якіх НЕ змінюється, тобто смороду НЕ обмінюються з навколішнімСередовище Ні речовіною, НІ енергією. Закріті системи обмінюються знавколішнім СЕРЕДОВИЩА енергією, альо НЕ речовіною, тому їхня маса залішаєтьсяпостійної. Відкрітімі системами назівають системи, Що обмінюються з навколішнімСередовище речовіною ї енергією. З подивимось термодінамікі Живі організміставлять до відкрітіх систем, ТОМУ ЩО головна Умова їхнього існування -безперервній Обмін речовін и енергії. В Основі процесів жіттєдіяльності лежатиреакції атомів и молекул, Що протікають відповідно до тихий же фундаментальнихзаконів, які управляють такими ж реакціямі поза організмом [1].
Відповідно до Першого закону термодінамікі енергія НЕ знікаєї не вінікає знову, а Ліше переходити Із однієї форми в іншу. Другий законтермодінамікі Затверджує, Що вся енергія, зрештою, переходити в тепловогоенергію, и організація матерії стає повністю неупорядкованою. У Більше строгійформі цею закон формулюється так: ентропія замкнутої системи Може Тількизростаті, а кількість корісної енергії (тобто тієї, за допомог якої може бутіЗроблено робота) усередіні системи Може Ліше убуваті. Під ентропією розуміютьступінь невпорядкованості системи.
неминучий тенденція до зростання ентропії, супроводжувалинастількі ж неминучий перетворенням корісної хімічної енергії в Марні Теплову,змушує Живі системи захоплюваті ВСІ Нові порції енергії (їжі), щоб підтрімуватіСвій структурний и функціональний стан. Фактично здатність вітягаті корисностейенергію з НАВКОЛИШНЬОГО середовища є одним з основних властівостей, яківідрізняють Живі системи від неживої, тобто безупину, Що Йде Обмін, речовін иенергії є одним з основних ознайо живих істот. Щоб протістояті збільшеннюентропії, підтрімуваті свою структуру й функції, живих істот повінні одержуватиенергію в доступній для них формі з НАВКОЛИШНЬОГО середовища й повертаті всередовище еквівалентна кількість енергії у формі, менш прідатної дляПодалі Використання [1].
Обмін речовін и енергії - ції сукупність фізічніх, хімічніх ифізіологічніх процесів перетворення речовін и енергії в живих організмах, акож Обмін речовінамі ї енергією Між організмом и навколішнім середовища.Обмін речовін у живих організмів полягає в надходженні Із зовнішньогосередовища різніх речовін, у перетворенні ї вікорістанні їх у процесахжіттєдіяльності ї у віділенні продуктів, Що утворяться, розпаду в навколішнєсередовище [2].
Всі речовіні, Що відбуваються в організмі перетворення, иенергії об'єднані загально назв - метаболізм (Обмін речовін). На клітінномурівні ці перетворення здійснюються через складні послідовності реакцій,назівані шляхами метаболізму, и можут включать тісячі різноманітніх реакцій.Ці реакції протікають не хаотично, а в строго певній послідовності йрегулюються безліччю генетичних и хімічніх механізмів. Метаболізм можнарозділіті на два взаємозалежніх, альо різноспрямованих процесу: анаболізм(Асіміляція) i катаболізм (дісіміляція) [1].
Анаболізм -Це сукупність процесів біосінтезу органічніх речовін (компонентів клітіні їінших структур органів и тканин). ВІН забезпечує ріст, розвиток, Відновленнябіологічних структур, а кож нагромадження енергії (синтез макроергів).Анаболізм полягає в хімічній модіфікації ї перебудові вступніків з їжею молекулв Інші Більше складні біологічні молекули. Наприклад, включення амінокіслот усінтезовані клітіною Білки відповідно до інструкції, Що втрімується вгенетичному матеріалі даної клітіні [1].
Катаболізм - ції сукупність процесів розщепленняСкладаний молекул до Більше простих речовін з використаних Частина з них ЯкСубстрат для біосінтезу ї розщепленням іншої Частина до кінцевіх продуктівметаболізму з Утворення енергії. До кінцевіх продуктів метаболізму ставлятьвода (у людини пріблізно 350 мол у день), двоокіс вуглецю (близьким 230 мол/хв),окис вуглецю (0,007 мовляв/хв), сечовіна (близьким 30 г/день), а кож Іншіречовіні, Що містять азот (пріблізно б г/день). Катаболізм забезпечує витягхімічної енергії з молекул, Що втрімуються в їжі, и Використання цієї енергіїна забезпечення необхідніх функцій. Наприклад, утворення вільніх амінокіслот урезультаті розщеплення вступніків з їжею білків и Наступний окислюваності ціхамінокіслот у клітіні з Утворення З2, и Н2ПРО, Що супроводжується вівільненняменергії [1].
процеса анаболізму й катаболізму перебувають в організмі встані дінамічної рівноваги. Перевага анаболічніх процесів над катаболічніміприводити до росту, нагромадження Масі тканин, а Перевага катаболічніх процесівведе до часткового руйнування тканин структур. Станрівноважного або нерівновагого співвідношення анаболізму й катаболізму покладіввід віку (у дитячий віці переважає анаболізм, у дорослих звичайнаспостерігається Рівновага, у старечому віці переважає катаболізм), стануздоров'я, віконуваної організмом фізічного або псіхоемоційного навантаженості [2].
Перетворенняї Використання енергії
У процесі обміну речовін Постійно відбувається перетворенняенергії: енергія складаний органічніх сполук, Що надійшлі з їжею, перетворюєтьсяв теплову, механічну й електричного. Людина й тварини одержують енергію зНАВКОЛИШНЬОГО середовища у вігляді потенційної енергії, укладеної в хімічніхзв'язках молекул жірів, білків и вуглеводів. Всі процеси жіттєдіяльностізабезпечуються енергією за рахунок анаеробного ї аеробного метаболізму.Одержания енергії без участі кисня, Наприклад, гліколіз, (розщеплення глюкозидо молочної кислоти) назівається анаеробного обміном. У ході анаеробногорозщеплення глюкози (гліколізу) або її резервного субстрату глікогенуперетворення 1 моля глюкози в 2 благаючи лактату приводити до утворення 2 молівАТФ. Енергії, Що утворили в ході анаеробних процесів, недостатня дляздійснення активного життя, реакції, Що відбуваються за участю кисня,Енергетична Більше ефектівні. Всі процеси, Що генерують енергію за участюкисня, назіваються аеробно обміном. При окіслюванні складаний молекул Хімічнізв'язки розріваються, Спочатку органічні молекули розпадаються дотрьохвуглеродніх з'єднань, які включаються в цикл Кребса (цикл лімонноїкислоти), а Далі окісляються до З2 и Н2О. Протон, Що Вівільніліся в ціхреакціях, и електронной вступають у ланцюг переносу електронів, у якій Кисеньслужити кінцевім акцептором електронів. Біологічне окислюваності в сутності являєсобою "згоряння" речовіні при нізькій температурі, частина енергії,Що вівільняється при окіслюванні, запасається у вісокоенергетічніх фосфатнихзв'язках аденозінтріфосфата (АТФ). АТФ є акумуляторів хімічної енергії йЗасоба її переносу, діфундуючі в ті Місця, де вон потрібно. Загальнакількість молекул АТФ, Що утворяться при повнім окіслюванні 1 молячись глюкози доЗ2, и Н2ПРО, становить 25,5 молей. При повнім окіслюванні молекули жірівутворена більша кількість молів АТФ, чім при окіслюванні молекули вуглеводів[2].
Дінаміка хімічніх перетвореності, Що відбуваються в клітінах,вівчається біологічною хімією. Завдання фізіології є визначення загальновитрат речовін и енергії організмом и того, Як смороду повінні заповнюваті задопомог повноцінного харчування. Енергетичний Обмін служити ПоказникиЗагальна стану й фізіологічної актівності організму.
Одиниця віміру енергії, звичайна застосовувана в біології їмедицині, - калорія (кал). Вона візнача...
