Действие анропогенных стрессоров на обмен веществ

Обмен веществ каждой живой клетки подчиняется определенным принципам, поддержание которых является важным условием осуществления сложных метаболических функций.

ОБМЕН ВЕЩЕСТВ или метаболизм, совокупность протекающих в живых организмах химических превращений, обеспечивающих их рост, жизнедеятельность, воспроизведение, контакт и обмен с окружающей средой. Благодаря обмену веществ происходит расщепление и синтез 3молекул, входящих в состав клеток, образование, разрушение и обновление клеточных структур и межклеточного вещества. Обмен веществ неотделим от процессов превращения энергии: потенциальная энергия химических связей сложных органических молекул в результате химических превращений переходит в другие виды энергии, используемой на синтез новых соединений. Все реакции обмена веществ и превращения энергии протекают при участии биологических катализаторов — ферментов. Для каждого вида характерен особый, генетически закреплённый тип обмена веществ, обусловленный условиями его существования.

Обмен веществ складывается из двух взаимосвязанных, одновременно протекающих в организме процессов — ассимиляции (превращение веществ, поступающих из внешней среды в организм) и диссимиляции (окислительно-восстановительный процесс разрушения органических в-в, входящих в состав живых тел), или анаболизма и катаболизма. В ходе катаболических превращений происходит расщепление крупных органических молекул до простых соединений с одновременным выделением энергии, которая запасается, главным образом, в молекуле аденозинтрифосфорной к-ты (АТФ).

В ходе анаболических превращений происходит биосинтез сложных молекул. Автотрофные организмы (зелёные растения и нек-рые бактерии) могут осуществлять синтез органических соединений из СО₂ с использованием энергии солнечного света (фотосинтез) или энергии окисления неорганического вещества. Гетеротрофы синтезируют органические соединения только за счёт энергии и продуктов, образующихся в результате катаболизма.

Каждая клетка синтезирует характерные для неё белки, жиры, углеводы и др. соединения. Как правило, синтез включает восстановительные этапы и сопровождается потреблением энергии.

Кроме того, различные обменные реакции приурочены к определённым участкам клетки. Вся ферментативная система гликолиза находится в растворимой фракции цитоплазмы. В митохондриях сосредоточены процессы, связанные с биологическим окислением, в лизосомах — гидролитические ферменты, процессы биосинтеза белка осуществляются в рибосомах, а биосинтеза липидов — в эндоплазматической сети и т. д.

В процессе эволюции организмы выработали регуляторные системы, обеспечивающие согласованность реакций, что позволяет им приспособиться к изменениям условий окружающей среды. Для всех организмов существуют в основном одинаковые системы регуляции, действующие на уровне клеточного обмена веществ. В этом случае интенсивность биохимических р-ий может регулироваться воздействием либо на активность фермента путём его ингибирования (замедление р-ии) или активирования, либо на количество феоментов. Большую роль в регуляции играет строгий порядок расположения ферментов в клеточных структурах, а также избирательная проницаемость биологических мембран.

Высокоразвитые организмы обладают дополнительными регуляторными механизмами — нервными и гормональными.

Так как регуляция метаболизма осуществляется при помощи многочисленных ферментов, то некоторые — наиболее чувствительные — из них могут оказаться важными для индикации метаболических нарушений.

Знание механизма действия стрессора может иметь решающее значение для биоиндикации.

Реакции, обусловленные стрессорами, относятся к различным системным уровням обмена веществ. При этом затрагиваются:

— организация, структура и состав биомембран (например, изменяется проницаемость);

— концентрация макромолекул (например, изменяется количество ферментов);

— активность макромолекул (например, ферментативная);

— продуцирование веществ с защитными функциями (например, пролина);

— образуются новые метаболические системы или изменяется ход биохимических реакций;

— изменяется структура клеток.

Дата добавления: 2014-12-09; просмотров: 138; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!