Обмен веществ (метаболизм) и энергии – это совокупность процессов превращения веществ и энергии в живых организмах, а также обмен веществами и энергией между организмом и внешней средой. Обмен веществ протекает в три этапа:
- поступление веществ во внутреннюю среду организма;
- преобразование веществ в организме;
- удаление продуктов обмена во внешнюю среду.
Первый этап включает в себя механическую и химическую обработку пищи, всасывание продуктов гидролиза, поступление в организм О2, транспорт веществ кровью.
Второй этап представляет собой совокупность двух разнонаправленных процессов – анаболизма и катаболизма. Анаболизм – это совокупность процессов синтеза высокомолекулярных соединений из низкомолекулярных (например, белков из аминокислот). Анаболизм протекает с затратой энергии.
Катаболизм – совокупность процессов расщепления сложных молекул (пищевых веществ) до конечных продуктов (воды, СО2, аммиака), протекающих с выделением энергии. Энергия, запасённая в молекулах АТФ, используется как для анаболизма, так и для обеспечения процессов жизнедеятельности: поддержания температуры тела, работы мышц, транспорта веществ и т.д.
В организме взрослого здорового человека реакции анаболизма и катаболизма находятся в состоянии динамического равновесия.
Пластический обмен связан с самообновлением клеточных структур путём их расщепления и ресинтеза, энергетический обмен связан с доставкой энергии, необходимой для анаболизма, а также функционирования организма в целом. Пластические и энергетические потребности организма обеспечиваются извлечением пластического материала и энергии из химических веществ, поступающих с пищей.
Необходимо также, чтобы из организма выводились конечные продукты метаболизма, что осуществляется на третьем этапе обмена веществ.