В процессе распада и синтеза органических соединений образуются ядовитые продукты. Для их нейтрализации в организме проходят реакции разрушения и связывания, образования неядовитых веществ, не имеющих ни энергетического, ни пластического значения.

Изучением обмена веществ занимаются такие науки, как физиология человека и биохимия.

Организм человека из внешней среды получает продукты, содержащие углеводы (в виде полисахаридов), жиры (в виде эфиров жирных кислот и глицерина), а также белки – высокомолекулярные агрегаты, состоящие из соединения основных структурных единиц, аминокислот. Энергетический обмен заключается в разложении этих веществ и выработке энергии для внутриклеточных работ. Это происходит в 2 этапа. На первом этапе пищевые продукты разлагаются в желудочно-кишечном тракте по типу гидролиза. На втором этапе разрушаются внутримолекулярные связи в основных структурных единицах пищевых веществ. Глюкоза и жиры распадаются до углекислоты и воды; аминокислоты отщепляют группу NH_>2 и далее превращаются в углекислоту и воду; т. е. происходит расщепление молекул (десмолиз). Большое количество энергии освобождается для дальнейшей организации работ.

Десмолитические и синтетические процессы формируют новые высокомолекулярные соединения, которые откладываются «про запас» в протоплазме клеток. Депонированные вещества могут использоваться по мере необходимости (между приемами пищи, при голодании, повышенных физических или умственных нагрузках).

Совместные десмолитические и синтетические процессы интерпретируются как интермедиарный (промежуточный) тканевый обмен.

За счет углеводного обмена происходит освобождение энергии, необходимой для внутриклеточной работы. Белки и жиры как энергетический материал используются частично. Большая часть этих веществ превращается в углеводы, которые в виде глюкозы циркулируют в крови, а их излишки – в виде полисахарида, отложившегося в печени или в мышцах.

Это сложный процесс. Крахмал пищи в кишечнике разлагается до моносахарида глюкозы и всасывается в кровь, где подвергается обратному синтезу в полисахарид гликоген. По мере необходимости гликоген поступает в кровь, которая разносит его к местам потребления. Но этот процесс является не единственным источником глюкозы. Продукты гидролиза белков и жиров также могут частично превращаться в печени в гликоген.

Итак, углеводный обмен в организме человека проходит несколько этапов:

1) гидролитический распад полисахаридов пищи в системе пищеварения до стадии моносахаридов;

2) транспорт кровью в виде глюкозы;

3) гликогенобразовательный процесс в печени и мышцах (гликогенез);

4) образование гликогена в печени из белков и жиров (гликогенез);

5) гликогенолитический процесс в печени, освобождающий депонированный гликоген в глюкозу и направляющий ее в кровь (гликогенолиз);

6) процесс распада углеводов в тканях с освобождением энергии (гликолиз).

Регуляция углеводного обмена производится путем воздействия ферментов и гормонов на все его звенья. Этот процесс регулируется центральной нервной системой.

Жиры пищи всасываются в кишечнике лимфатическими сосудами в виде нейтрального жира. Затем они через грудной лимфатический проток направляются в кровь. В тканях жир окисляется до СO_>2 и Н_>2O, освобождая энергию для внутриклеточных процессов. У человека с избыточным весом «про запас» жир откладывается в подкожной жировой клетчатке и на брюшине. Эти жиры являются запасным пищевым продуктом (депо), они используются при голодании. Жир поступает в кровь, где превращается в гликоген, далее – в клетки и ткани, где подвергается энергетическому распаду.