Метаболизм (от греч. – превращение, изменение), обмен веществ и энергии – полный процесс превращения химических веществ в организме, обеспечивающих его рост, развитие, деятельность и жизнь в целом.
Обмен веществ представляет собой комплекс биохимических и энергетических процессов, обеспечивающих использование пищевых веществ для нужд организма и удовлетворения его потребностей в пластических (строительных) и энергетических веществах, и состоит из двух противоположных, одновременно протекающих процессов. Первый – анаболизм, пластический обмен или ассимиляция – объединяет реакции синтеза необходимых веществ, в первую очередь – макромолекул биополимеров, их усвоения и использования. Второй – катаболизм, энергетический обмен или диссимиляция – включает реакции расщепления веществ, их окисления и выведения из организма продуктов распада, и получения энергии в формах, удобных для использования (например, в виде молекул АТФ).
Белки, жиры, углеводы и другие высокомолекулярные соединения, поступившие в организм извне (пища) расщепляются на более простые низкомолекулярные вещества. Поступая в кровь и ткани, они подвергаются дальнейшим превращениям – анаэробному и аэробному окислению, окислительному фосфорилированию и др. В процессе этих превращений (наряду с полным окислением до СО2 и Н2О) происходит использование промежуточных продуктов для синтеза аминокислот и других важных метаболитов. Таким образом, окисление сочетает в себе элементы распада и синтеза и является связующим звеном в обмене белков, жиров, углеводов и других веществ.
В организме все молекулы равным образом участвуют в обмене веществ. В среднем у человека каждые 80 дней меняется половина всех тканевых белков, ферменты печени (в ней идут особенно интенсивные реакции) обновляются через 2–4 часа, а некоторые – даже через несколько десятков минут.
Обмен веществ обеспечивает присущее живому организму как системе динамическое равновесие, при котором взаимно уравновешиваются синтез и разрушение, размножение и гибель. В основе реакций обмена веществ лежат физико-химические взаимодействия между атомами и молекулами, подчиняющиеся единым для живой и неживой материи законам.
