Живой организм (мы будем вести далее речь лишь об организме человека) — макромолекулярная система, осуществляющая обмен веществ, энергии и самовоспроизведение. Минимальная структурная единица этой системы — клетка, в которой обнаружены шесть обязательных надмолекулярных образований или органелл (субклеточных — с позиций морфологии и надмолекулярных — с позиций химии):
- мембрана, отграничивающая клетку от окружения и разделяющая ее внутреннее пространство на функционально различающиеся отсеки, где происходят разнообразные биохимические процессы;
- митохондрии — образования, высвобождающие и запасающие энергию химических связей; это так называемые «энергетические станции» клеток;
- ядро, где локализованы молекулы-носители генетической информации; именно здесь записана информация о том, какого спортивного «потолка» вы можете достигнуть;
- рибосомы, где генетическая информация реализуется путем синтеза биологически активных молекул в согласии с «инструкцией», доставляемой сюда из ядра;
- лизосомы, переваривающие сложные питательные вещества и посторонние частицы;
- аппарат Гольджи, участвующий в биогенезе мембран и лизосом, в синтезе гликолипидов и фосфолипидов.
Благодаря разработке методов выделения субклеточных структур стало возможным изучение их химического состава. Оказалось, что все многообразие молекул, обнаруживаемых в этих частицах из разных по происхождению клеток, можно свести к небольшому числу классов:
1) макромолекулы (белки, углеводы, липиды);
2) низкомолекулярные биологически активные органические соединения;
3) минеральные вещества.
Живой организм осуществляет следующие функции:
1. Извлечение из внешней среды и превращение в приемлемые для организма формы химических соединений — материала для возобновления структур. Эта функция реализуется через прием пищевых продуктов, воды, и через дыхание.
2. Химическое преобразование оказавшихся во внутренней среде соединений (расщепление и синтез, трансформация) и выведение во внешнюю среду продуктов, которые более не используются (конечные продукты).
3. Высвобождение энергии, заключенной в поступающих извне соединениях, ее запасание в приемлемой для организма форме и использование в процессах жизнедеятельности.
Реализуются эти функции в общем виде следующим образом:
1. Источниками материалов для возобновления структур и энергообеспечения служат пищевые продукты, в составе которых организм получает углеводы (карбогидраты), липиды (жиры), белки (протеины), некоторые биологически активные соединения (например, витамины) и минеральные вещества. Белки, углеводы и липиды в усваиваемые формы преобразуются в пищеварительном тракте при участии активных компонентов, которые выделяются соответствующими железами желудка, кишечника, поджелудочной железы и поступают с желчью. Преобразование макромолекул заключается в их деполимеризации, т. е. в разрушении полимеров до мономеров (белков — до аминокислот, углеводов — до простых сахаров, липидов — до свободных жирных кислот и глицерола). Низкомолекулярные биологически активные и минеральные вещества всасываются во внутреннюю среду преимущественно без какой-либо предварительной химической трансформации.
