Maddələr və enerji mübadiləsi

Hər bir orqanizm böyümə, inkişaf, istilik,hərəkət,kimi həyati fəaliyyətlərini davam etdirmək üçün xarici mühitdən daim qida maddələri, enerji almaq məcburiyyətindədir. Qidalanmanın başlıca bioloji və fızioloji mahiyyəti orqanizmdə maddələr və enerji mübadiləsini təmin etməkdən ibarətdir. Maddələr mübadiləsi orqanzm ilə onu əhatə edən xarici mühit arasında daim baş verən təbii ümumi proses olub, xarici mühitdən orqanizmə həyat üçün zəruri olan bir sıra maddələrin daxil olması, onların istifadəsi və bu zaman əmələ gələn artıq və tullantı məhsulların orqanizmdən xaric edilməsi kimi mürəkkəb qapalı (tsiklik) dövr edən prosesləri əhatə edir. Maddələr mübadiləsi orqanizmin həyat fəaliyyəti və daxili mühitinin nisbi kimyəvi sabitliyini qoruyub saxlamaq üçün zəruri şərtdir. Bu proseslər sayəsində orqanizmdə lazım olan tikinti materialları və həyat fəaliyyəti üçün zəruri olan enerji əmələ gəlir.

                                Maddələr mübadiləsi(metobolizm)

 Maddələr mübadiləsi və ya metabolizm bir-birilə sıx əlaqədə olan,  bir birinin ardınca baş verən, bir birininə əks olan və biri digərindən asılı olan 2 prosesdən ibarətdir.

1.Asimliyasiya (anabolizm)(plastik mübadilə) (qidalı maddələrin sintezi prosesi )
2.Dissimilyasiya (katabolizm)(energetik mübadilə)(hüceyrədə gedən parçalanma proseslərinin cəmi)

Assimilyasiya və dissimilyasiya prosesləri birlikdə maddələr mübadiləsi adlanır. 
Adətən orqanizmdə dissimilyasiya və assimilyasiya prosesləri taraz vəziyyətdə olurlar. Bəzən dissimilyasiya assimilyasiyaya üstün gəlir (intensiv əmək zamanı, xörək qəbul olunmayan vaxt). 
Bəzən isə assimilyasiya dissimilyasiyaya üstün gəlir (uşaqlarda, hamilə qadınlarda). 

1.Assimilyasiya və ya anabolizm zamanı, orqanizmdə lazım olan qida maddələrinin mənimsənilir, yeni maddələrin sintez olunur və onlardan böyümə və inkişaf üçün istifadə olunur.Bu zaman amin turşularından zülalların, sadə şəkərlərdən(monosaxarid) mürəkkəb şəkərlərin(polisaxaridlərə), yağ turşuları və qliserindən yağların, nukleotidlərdən nuklein turşularının sintezini, müxtəlif sintetik çevrilmələri, qurucu, bərpa və yeniləşmə prosesləri həyata keçirilir.Hüceyrədə baş verən bütün biosintez reaksiyalarının cəmi asimilyasiya-plastik mübadilə adlanır.Sintez olunmuş maddələr hüceyrənin müxtəlif orqanoidlərinin,sekretlərinin ,fermentlərinin,ehtiyat qida maddələrinin qurulmasına sərf olunur.Bütün bu proseslər zamanı enerji udulur.

2.Dissimilyasiya və ya katabolizm isə üzvi maddələrin parçalanması, oksidləşməsi, onlardan enerjinin alınması, tullantı məhsullarının orqanizmdən kənar edilməsi kimi prosesləri əhatə edir.Bu zaman qida maddələrinin (zülal, yağ, şəkər) əvvəlcə öz tərkib hissələrinə (aminturşulara, monosaxaridlərə, yağ turşuları və qliserinə), onlar isə, öz növbəsində son məhsullara (H2O, CO2 , NH3 , N2 ) qədər parçalanması,enerji yaranması və tullantı şlaklardan və zərərli (toksiki) maddələrdən azad olması kimi prsoesləri əhatə edir 

Enerjinin yaranması və sərfi
Dissimilyasiya zamanı zülallar, yağlar və karbohidratlar oksidləşərək enerji yaradırlar.  
Əsas bioloji enerji hüceyrədə  mitoxondrilərdə, az miqdarda isə qeyri-oksidləşmə (qlikoliz) yolu ilə sitoplazmada əmələ gəlir.
Orqanizmdə enerji sərfı vahidi kimi- kalori və ya coul qəbul olunub.( adətən kilokalori və ya kilocoul ilə ifadə edilir. )
Bütün qida maddələri müəyyən enerji ehtiyatlarına malikdir.Onlar oksidləşən zamanı müəyyən miqdarda enerji ayrılır.
Məsələn;

• Zülal 1 q parçalandıqda-17,6kC enerji ayrılır
• Karbohidrat 1q parçalandıqda -17,6kC enerji ayrılır
• Yağ 1qr parçalandıqda -38,9 kC enerji ayrılır

Orqanizmdə ayrılan enerjinin miqdarı, onda baş verən kimyəvi çevrilmələrdən, yəni maddələr mübadiləsindən və orqanizmin enerjiyə olan tələbatlarından asılıdır. 
Bu enerji sərf olunur: 

• intensiv istilik əmələgəlmə prosesinə; 
• fıziki və əqli əməyə
• mübadilə prosesinin saxlanılmasına(anobolizmə) 
• böyümə.inkişaf,hərəkət və s. sərf olunur. 
• ATF şəklində saxlanılır.

Mənfı temperaturada hər bir adam 15 kkal enerji itirir, fıziki işə isə 20-30% enerji sərf olunur.

Hüceyrə tənəffüsü
Hüceyrənin mitoxondirilərinin kristlərində üzvi maddələrin fermentlərin iştirakı ilə parçalanmasına hüceyrə tənəffüsü deyilir.Hüceyrədə bu tənəffüsü 2 formada həyata keçirilir:

1.Oksigenli(aerob)tənəffüs(qida maddələrini oksigen+fermentlər parçalayır)
2.Oksigensiz(anaerob)tənəffüs(qida maddələrini yalnız fermentlər parçalayır,oksigen iştirak etmir.)

Hüceyrənin enerji mənbəyi
Hüceyrədə əsas enerji mənbəyi ATF dir.Beləki üzvi maddələrin parçalanmasından alınan enerjinin bir hissəsi hüceyrədə ATF şəklində saxlanılır və lazım olan zaman istifadə olunur. ATF hüceyrədə daim əmələ gəlir və sərf olunur.ATF malekulu hüceyrədən hüceyrəyə,canlıdan canlıya keçə bilmədiyi üçün hər bir hüceyrə özü ATF sintez edir.

Mübadilənin növləri
Maddələr mübadiləsi geniş məfhum olub, bir neçə mübadilə proseslərindən ibarətdir.

• zülal və yağ mübadilələrindən
• su mübadiləsindən
• mineral maddələr mübadiləsindən
• vitaminlər, karbohidratlar mübadiləsindən 
• energetik mübadilədən   

Bütün bu mübadilə prosesləri müxtəlif səviyyələrdə fəaliyyət göstərən tənzimləyici mexanizmlər vasitəsilə idarə edilir. Bu mexanizmlər mərkəzi sinir sistemi vasitəsilə idarə edilir. Mərkəzi sinir sistemi bilavasitə və hormonlar vasitəsilə bütün mübadilə proseslərini əlaqələndirir. Bəzi hormonlar maddələr mübadiləsinin yalnız bəzi növlərinə tənzimləyici təsir göstərir. Qalxanvari vəzin hormonları daha çox zülal mübadiləsini, mədəaltı vəzin və böyrəküstü vəzilərin hormonları şəkər və yağ mübadilələrini, böyrəküstü vəzilərin və hipofızin bəzi hormonları isə su və duz mübadiləsini aparırlar.

Maddələrin ətraf mühitdən hüceyrəyə keçməsində və ya əksinə, hüceyrədən ətraf mühitə verilməsində hüceyrə membranı mühüm rol oynayır. Eyni zamanda bu prosesdə ətraf mühitin kimyəvi tərkibi və orada maddələrin qatılığı, konsistensiyası da mühüm əhəmiyyət kəsb edir. Belə ki, ətraf mühitdə duzluluğun artması hüceyrədən suyun xaricə çıxmasına, əksinə ətraf mühitdə duzluluğun azalması suyun hüceyrəyə keçməsinə səbəb olur. Beləliklə, hüceyrənin daxilində olan duzlarla ətraf mühitdə olan suyun miqdarı arasında lazımi nisbət yaranır. 

Maddələrin hüceyrəyə daxil olunması

Bir çox irimolekullu üzvi maddələr və yaxud iri hissəciklər hüceyrəyə faqositoz,pinositoz və rofeositoz yolla keçir.

Faqositoz - müxtəlif iri maddələrin hüceyrələr tərəfindən udulub, litik fermentlərin təsiri ilə həzm olunması prosesidir. Belə hüceyrələrə faqositlər (yunanca faqos udan; sitoz - hüceyrə) deyilir. Onlar yad cisimcikləri, mikroorqanizmləri, toxuma parçalanması məhsullarını, bəzi zəhərləyici maddələri öz daxilində zərərsizləşdirir. Əvvəlcə bu hüceyrələrdə yalançı ayaqlar udulacaq maddəni əhatə edir. Sonra onu hüceyrə daxilinə keçirir və lizosomlarda olan əridici fermentlərin təsiri ilə həzm olunur.
Pinositoz (yunanca pino - içmək) prosesində hüceyrə ətraf mühitdən mayeni özünə keçirir. Hüceyrə qişası ətraf mühitə doğru mikroskopik çıxıntılar verir, onlar arasında hüceyrə daxilinə doğru girintilər əmələ gəlir. Əmələ gəlmiş çuxurlara ətraf mühitdən maye dolur və ağız qapanaraq hüceyrə daxilində qovuqcuq (vakuol) yaradır.
Rofeositoz zamanı ətraf mühitdə submikroskopik hissəciklər və makromolekullar cəzb olunma yolu ilə hüceyrə daxilinə keçir və vakuol əmələ gətirir. Hər iki prosesdə pinositoz və rofeositozda vakuolda maddələr neytrallaşdırılır.

Maddələrin hüceyədən xaricə çıxması
Hüceyrədaxili məhsulların xaricə çıxması sekresiya ilə əlaqədardır. Hüceyrələrin ifraz etdiyi seliyəbənzər maddələr toxumaların mexaniki zədələrdən qorunması, habelə hüceyrəarası əsas maddənin əmələ gəlməsi üçün çox əhəmiyyətlidir. Maddələr mübadiləsinin son məhsullarının, habelə orqanizmə daxil olmuş yad maddələrin toxumalardan xaricə çıxarılmasında faqositoz qabiliyyətinə malik makrofaqlar sistemi iştirak edir.