Википедия понимает метаболизм так:
“Метаболизм, или обмен веществ — это химические реакции, которые возникают в живом организме для поддержания. Эти процессы позволяют организмам расти и размножаться, сохранять свои структуры и отвечать на воздействия окружающей среды.”
Примерно так же пишут о метаболизме пишут все. Особенно разговор о метаболизме распространен среди пытающихся либо похудеть, либо улучшить свою фигуру путем увеличения мышц, либо, как говорят, поправиться.
Ученые считают, что метаболизм – это набор химических реакций. Но можно ли отождествлять химическую реакцию с обменом веществ? Химические реакции бывают такими:
1. Реакция соединения
2. Реакция разложения
3. Реакция замещения
4. Реакция обмена
Вот что в реакциях соединения или разложения и чем обменялось? Если в реакциях замещения или обмена видно, что один элемент одного из соединений перешел к другому соединению, а элемент второго элемента попал на первый элемент, то это как-то похоже на обмен.
А если два элемента образовали водородную связь (это тоже химическая реакция), то чем они обменялись? Ничем. Они просто слиплись, как магниты.
А в ковалентной связи, чем обмениваются химические элементы? Ничем. Они просто захватывают на какое-то время чужую территорию и в случае распада покидают ее, оставаясь при своих интересах.
И только при ионной связи атомы обмениваются электроном. Сюда можно внести хотя бы условно металлическую связь.
По этой причине называть химические реакции обменом веществ или метаболизмом не совсем верно. Не однозначные эти понятия.
Метаболизмом или обменом веществ лучше было бы назвать процесс поглощения и процесс выделения. И вот в рамках этих процессов и осуществляются химические реакции и другие действия. Когда вы посылаете в рот ложку борща, то пока борщ не соединится со слюной никаких химических реакций не происходит, кроме тех, которые происходили бы и без вас. А как только борщ соединился со слюной, тут и начались химические реакции. Получается, что химическая реакция является следствием обмена.
Дальше химические реакции следуют вдоль всего кишечно-желудочного тракта с различной интенсивностью. Такой большой кусок обменного процесса веществ между природой и человеком – это кусок большого обменного цикла. Продукты нашей жизнедеятельности и, в конце концов, сами попадают во внешний мир, в большей части в землю. А в земле некие живые существа и не живые элементы рассортировывают наши продукты жизнедеятельности и нас самих на более мелкие безличные элементы, которые когда-то поглотит растущая в огороде капуста и свеколка. Как говорил Воланд: “Там, где пролилась кровь, уже давно выросла виноградная лоза”. И наш, может быть далекий потомок, поднесет ко рту ложку борща, в котором будет некая частичка и нас. Так замкнется большой жизненный цикл.
Среди этого большого цикла есть и другие более мелкие циклы. В желудке происходит обмен между пищей и кровью. Из крови и других органов организма в желудок поступают различные химические элементы. Они совершают соответствующие химические реакции с пищей, так чтобы получились нужные элементы для жизни клеток из которых с состоит наш организм. Так происходит во всем кишечно-желудочным тракте. Что-то требуемое в организме из КЖТ поступает в кровь, а из крови обратно поступают, как некие нужные для переработки пищи элементы, так и не нужные элементы, которые надо выделить в внешнюю среду. Это метаболизм, можно сказать, на уровне органов.
Следующий уровень метаболизма – это клеточный уровень. На этом уровне происходит обмен элементов клетки с элементами крови или лимфы. Этот уровень метаболизма практически является самим главным для организма и очень плохо изученным. Если КЖТ мы можем как-то ремонтировать, что-то вырезать, что-то заменять, напрямую воздействовать лекарствами и тому подобное, то делать это на клеточном уровне несколько сложнее. И эта сложность возникает из-за того, что мы плохо представляем – как же происходит обмен вещества через мембрану клетки.
Через мембрану в клетку должны как минимум поступать: сахара множества типов, азотистые основания, фосфаты, аминокислоты, различные ферменты, вода, соли и множество других элементов, о которых может быть еще не знают и ученые. С другой стороны, и из клетки во внешнюю среду должно выводится много разных веществ. Ну, например, тот же углекислый газ, белки или их фрагменты и различный мусор, на который пока мало обращают внимания ученые.
В этих случаях мало химических реакций, надо перетаскивать сахар или аминокислоту через мембрану, да еще и против повышенного давления в клетке. Ученые придумали, что как в клетке, так и вне ее действует так называемый натриево-калиевый насос. Он при помощи ионов и перетаскивает, что требуется через эту границу. Для этого в некоторых местах мембраны образованы проходы для различных элементов. Правда возникает тогда вопрос: а как же в клетке в этом случае поддерживается осмотическое давление? Чуть проколи воздушный шарик и из него сейчас же выйдет наполнитель. Если в мембране есть проход, например, для аминокислоты, то вода или кислород сразу же уйдут из клетки. Открытых проходов не должно быть в мембране.
Можно предположить, что внутренняя часть клетки заряжена положительно, а внешняя отрицательно и молекула, цепляясь за анион или катион, будет втянута противоположным потенциалом в клетку или вытащена из клетки. А потом почему только одна молекула может взаимодействовать с этим анионом или катионом? Так же за них надо цепляться и воде, и сахару и всем другим, что должно попасть в клетку. Не перегрузиться ли наш тягач?
И второе, если тянущий ион будет той же полярности, что и внутренней клетки, то его клетка просто не впустит в себя. Если в клетку будут поступать ионы противоположной полярности заряду клетки, то внешний и внутренний потенциалы будут выравниваться и не понятно, до какой степени.
Устойчивым процесс метаболизма будет только в том случае, если силы, осуществляющие обмен веществ, будут постоянными и независящими от своих действий.
Такими силами в клетке являются гравитационные силы. Многие ученые считают, что гравитационные силы – это силы искривления пространства-времени согласно общей теории относительности Эйнштейна, а другие полагают, что силы гравитации создаются частицами, которые называются гравитонами. Одно мучает сторонников гравитона: как это летящая частица ударяет в некое тело и может потянуть это тело на себя. Ведь жизненный опыт показывает, что если тело ударяет другое тело, то ударяющее тело передает свой импульс ударяемому в том же направлении, в каком движется само.
Увы, даже в макромире есть примеры, когда ударяющее тело заставляет ударяемое тело двигаться против своего движения. В метаболизме клетки – это главная действующая сила, именно она затаскивает в клетку требуемые вещества вопреки осмосу и потенциалу.
Просто о гравитации я расскажу в следующей статье или об этом можно прочесть в статье "Гравитация".