В обміні речовин (метаболізмі) і енергії виділяють два взаємо-мосвязанних, але різноспрямовані процеси:
1. Анаболизм, основу якого складають процеси асиміляції,
2. Катаболізм, в основі якого лежать процеси дисиміляції.
Анаболізму - це сукупність процесів біосинтезу органічних речовин, компонентів клітини і інших структур органів і тканин. Анаболизм забезпечує зростання, розвиток, оновлення біологічних структур, а також безперервний ресинтез макроергів і накопичення енергетичних субстратів.
Катаболізм - це сукупність процесів розщеплення складних молекул, компонентів клітин, органів і тканин до простих речовин, з використанням частини з них у якості попередників Біосини-теза, і до кінцевих продуктів розпаду з утворенням макроергічес-ких і відновлених сполук. Взаємний зв'язок основних функ-нальних елементів метаболізму представлена на рис. 10.1.
На схемі видно, що взаємозв'язок процесів катаболізму і ана-болізма ґрунтується на єдності біохімічних перетворень, що забезпечують енергією всі процеси життєдіяльності і по-стояла оновлення тканин організму. Рушійною силою жізнеде-ності служить катаболізм. Сполучення анаболічних і катаболічних процесів можуть здійснювати різні речовини, але головну роль грають АТФ, НАДФ-Н. На відміну від інших посеред-ників метаболічних перетворень АТФ циклічно рефосфорилюється, а НАДФ-Н - відновлюється.
Забезпечення енергією процесів життєдіяльності осуществля-ється за рахунок анаеробного та аеробного катаболізму надходять в організм з їжею білків, жирів і вуглеводів.
В ході анаеробного зброджування глюкози (гліколізу) або її резервного субстрату гли-Когена (глікогенолізу) перетворення 1 моля глюкози в 2 благаючи лактату призводить до утворення 2 молей АТФ. Енергії, що утворюється в ході анаеробного обміну, недостатньо для здійснення про-процесів життєдіяльності тварин організмів. За рахунок анаероб-ного гліколізу можуть задовольнятися лише обмежені коротко- тимчасові енергетичні потреби клітини. Відомо, напри-заходів, що зрілий еритроцит ссавців повністю задовольняє свої енергетичні потреби за рахунок гліколізу.
В організмі тварин і людини в процесі аеробного обміну майже всі органічні речовини, в тому числі продукти анаероб-ного обміну, повністю розпадаються до СО2 і Н2 О. Загальна кіль-кість молекул АТФ, що утворюються при повному окисленні 1 моля глюкози до СО2 і Н2 Про , становить 25,5 молей. При повному окисленні молекули жирів утворюється більша кількість молей АТФ, ніж при окисленні молекули вуглеводів. Так при повному окисленні 1 моля пальмітинової кислоти утворюється 91,8 молей АТФ. Кіль-кість молей АТФ, що утворюються при повному окисленні аміно-кислот і вуглеводів, приблизно однаково. АТФ відіграє в організмі роль внутрішньої «енергетичної валюти», переносника і аку-тора хімічної енергії.
Основним джерелом енергії відновлення для реакції біо-синтезу жирних кислот, холестерину, амінокислот, стероїдних гір-монов, попередників синтезу нуклеотидів і нуклеїнових кислот є НАДФ-Н. Освіта цієї речовини здійснюється в цитоплазмі клітини в процесі фосфоглюконатного шляху катабо-лизма глюкози. При такому розщепленні 1 моля глюкози утворюється 12 молей НАДФ-Н.
Процеси анаболізму і катаболізму знаходяться в організмі в стані динамічної рівноваги або превалювання одного з них. Переважання анаболічних процесів над катаболічних призводить до зростання, накопичення маси тканин, а переважання катаболічних процесів веде до часткового руйнування тканинних структур, виділення енергії. Стан рівноважного або нерав-новесного співвідношення анаболізму і катаболізму залежить від воз-раста (переважання анаболізму в дитячому віці, рівновагу у дорослих, переважання катаболізму в старечому віці), скла-яния здоров'я, виконуваної організмом фізичної або псіхоемо-циональной навантаження.