35. Ассимиляция и диссимиляция - две стороны единого процесса обмена веществ

Связь живой природы с неживой. Молекулы белков, жиров, углеводов и нуклеиновых кислот, характерных для живых организмов, как вы знаете, имеют очень сложное строение. Но все образующие их элементы входят и в состав различных веществ неживой природы (рис. 102). Это понятно, ведь органические соединения строятся из неорганических в зеленых растениях под действием энергии Солнца. Животные и человек используют органические соединения, образованные растениями.

Рис. 102

Значит, все бесконечное разнообразие органических соединений, из которых состоит тело любого организма, строится из неорганических веществ неживой природы. Конечные продукты распада и окисления органических соединений - вода, углекислый газ, аммиак - являются неорганическими веществами. Эти и многие другие данные науки свидетельствуют о единстве живой и неживой природы.

В течение всей жизни организм получает вещества из окружающей среды и отдает в нее продукты жизнедеятельности.

Обмен веществ между организмом и окружающей средой. Изменения веществ в организме обусловливают все жизненные процессы, протекающие в нашем теле. Белки, жиры и углеводы поступают в него с пищей и расщепляются в органах пищеварения. Продукты расщепления приносятся кровью к клеткам и усваиваются ими. Кислород, проникший из воздуха через легкие в кровь, принимает участие в процессах окисления, совершающихся в клетках. Эти процессы связаны с превращением энергии.

Образующиеся углекислый газ, вода, мочевина и другие вещества удаляются из организма через легкие, почки, кожу. Энергия после цепи превращений в нашем теле переходит в энергию движения молекул. Избыток тепла организм отдает в окружающую среду.

Таким образом, между организмом и окружающей его средой непрерывно происходит обмен веществ и энергии. С его прекращением прекращается и жизнь. В этой цепи сложнейших превращений вещества и энергии в организме различают две стороны: ассимиляцию и диссимиляцию.

Две стороны процесса обмена веществ. Ассимиляция - это образование в клетках организма свойственных ему веществ из других, которые поступают в него из внешней среды. При ассимиляции организм не только усваивает органические соединения, но и накапливает находящуюся в них энергию.

Диссимиляция противоположна ассимиляции. Диссимиляция - это распад и окисление органических соединений в клетках организма с освобождением энергии, которую они используют в процессе жизнедеятельности.

Именно при диссимиляции происходят превращения энергии и перенос ее к участкам клеток, где она расходуется. Диссимиляция обусловливает различные виды деятельности наших органов, в том числе и процессы ассимиляции.

Процессы ассимиляции и диссимиляции неотделимы один от другого. В самом деле, непрерывный распад и окисление органических соединений возможны лишь тогда, когда количество этих веществ в клетках все время пополняется. Значит, диссимиляция не может происходить без ассимиляции. Ассимиляция без диссимиляции тоже невозможна. Так, при образовании белков в клетке между молекулами аминокислот возникают химические связи. На образование этих связей расходуется значительная часть энергии, освобождающейся в клетке при диссимиляции.

Таким образом, ассимиляция и диссимиляция - это две противоположные друг другу, но неразрывно связанные между собой стороны единого процесса - обмена веществ и энергии в живом организме.

Определение количества энергии, расходуемой организмом. Во время деятельности организма, например при физической работе, в нем происходит ряд сложных превращений энергии. В результате он нагревается. Но наше тело постоянно отдает избыток тепла в окружающую среду через всю поверхность кожи. Этим свойством организма пользуются для того, чтобы узнать, сколько энергии человек затрачивает в сутки.

Испытуемого помещают в специальную камеру с двойными стенками из теплоизолирующего материала, устроенную по принципу калориметра (рис. 103). Чтобы человек в камере мог нормально дышать, в нее подают воздух, а углекислый газ улавливают специальными поглотителями. В верхней части камеры находится система извитых труб, через которые протекает вода. Температура воды, поступающей в эту систему и вытекающей из нее, измеряется термометрами. Зная общее количество воды, прошедшей через трубы в течение суток, и разность температур поступившей и удалившейся из них воды, нетрудно определить суточный расход энергии человеческого организма, выраженный в тех или иных единицах измерения, например килоджоулях.

Рис. 103

■ Обмен веществ и энергии. Ассимиляция. Диссимиляция.

? 1. Почему ассимиляцию и диссимиляцию считают двумя сторонами единого процесса? 2. Как определяют суточный расход энергии в организме ?

! 1. На чашку весов сажают белую мышь, накрывают ее металлической сеткой и уравновешивают весы. Животное бегает по чашке, карабкается по сетке и затрачивает на эту работу много энергии. Уже через 20 - 30 мин после начала опыта можно заметить, что равновесие нарушилось: чашка с мышью поднялась, стала легче. Постарайтесь найти объяснение результатам этого опыта. Подумайте, как его нужно видоизменить, чтобы показать, что он не противоречит закону сохранения массы. 2. Какая сторона обмена веществ преобладает у растущего организма - ассимиляция или диссимиляция - и чем это доказывается ? 3. С какой из сторон обмена веществ связано в основном поступление кислорода из атмосферного воздуха в организм - с ассимиляцией или диссимиляцией? 4. Почему при энергичной физической работе нам становится жарко?