Непрерывное обновление

Клетки живого организма имеют и общие функциональные особенности. Прежде всего, они обладают способностью к использованию и превращению энергии. Кроме того, в живой клетке из более простых веществ происходит синтез (образование) сложных молекул.

Микроскоп Р. Гука (60-е годы XVII в.).

Срезы пробки под микроскопом Гука (первое изображение клетки).

К таким крупным молекулам (биополимерам) относятся молекулы белка. Синтез белка происходит только в клетке и регулируется находящимися в ней двумя очень сложными, изученными лишь в последнее время веществами. Это дезоксирибонуклеиновая (ДНК) и рибонуклеиновая (РНК) кислоты. ДНК в основном находится в ядре клетки, а РНК содержится и в ядре, и в особых включениях цитоплазмы, называемых рибосомамы,.

Рисунки растительных клеток, сделанные выдающимся голландским биологом XVII в. А. Левенгуком.

В зависимости от клетки, где они образовались, белки отличаются друг от друга размерами и формой молекул, химическими и физическими свойствами. Но все они построены по одному и тому же принципу, объединяющему их в один класс. Молекулы белка состоят из простых молекул аминокислот, соединенных в определенном порядке в длинные цепочки. Вот этот-то порядок присоединения и распределения аминокислот в молекуле белка зависит от ДНК и РНК. ДНК служит как бы программой, по которой определяются порядок и количество присоединяемых аминокислот, а РНК — основой для построения белковой молекулы. Кроме того, РНК отвечает еще за доставку аминокислот к непрерывно растущей цепочке белковой молекулы. Растет эта цепочка очень быстро. Молекула белка, состоящая из 150—200 аминокислот, строится за 1,5—2 мин.

Электронный микроскоп.

В состав клетки входят также жировые вещества, углеводы, вода и растворенные в ней минеральные соли. Соотношения всех этих веществ в клетке по сравнению с общим ее весом в среднем примерно такие: вода составляет 80—85%, белки — 7—10%, жировые вещества — 1—2%, углеводы — 1—2%, минеральные соли — 1—1,5%. Все эти вещества активно участвуют в жизненных процессах клетки.

Гладкие мышечные клетки.

В нашем организме в результате образования новых и разрушения старых клеток непрерывно происходит обновление тканей. Процесс усвоения веществ, поступающих в организм извне, и образование из них живого вещества клеток называется ассимиляцией, процесс распада, разрушения веществ и связанного с ним освобождения энергии — диссимиляцией. Они едины и неразрывны, но в течение жизни меняется их соотношение и интенсивность. В детстве и юности, когда идет усиленный рост организма, преобладает ассимиляция, а в старости, наоборот, распад — диссимиляция.

Жировые клетки.

Интенсивность этих процессов зависит от состояния организма. Так, во время работы или тяжелой физической нагрузки обмен веществ усиливается, а в покое он ослабевает. Ослабевает обмен веществ и при понижении температуры тела. Ученые заметили это, когда стали изучать животных, впадающих в зимнюю спячку, — сурков, хомяков, сусликов, ежей и др. Зимой, когда трудно раздобыть пищу, эти животные перестают есть, температура их тела значительно снижается. При этом резко замедляется дыхание и сердцебиение, падает уровень всех других жизненно важных физиологических процессов, направленных на поддержание обмена веществ.

Клетки кожи.

Обмен веществ значительно замедляется и у человека, если искусственно понизить температуру его тела. Это свойство в последние годы широко используется при операциях на сердце и крупных сосудах.

Костная ткань.

Мы пока рассматривали только одну сторону обмена веществ — обновление и построение клеток. Но человек живет, двигается, занимается умственным и физическим трудом, и вся его деятельность неразрывно связана с расходом энергии. Даже если он находится в полном покое, происходит затрата энергии на работу сердца, дыхательных мышц, внутренних органов и т. п. Следовательно, другая сторона обмена веществ — это освобождение энергии и ее использование.

перейти к началу страницы