1. Процеси обміну теплової енергії. Вплив на організм температури. Залежність метаболізму від температури. Концепція суми ефективних температур

обмін організм метаболізм забруднення

У живих організмах будь-який процес супроводжується передачею енергії. Енергію визначають як здатність робити роботу. Спеціальний розділ фізики, що вивчає властивості й перетворення енергії в різних системах, називається термодинамікою. Під термодинамічною системою розуміють сукупність об'єктів, умовно виділених з навколишнього простору. Термодинамічні системи розділяють на ізольовані, закриті й відкриті. Ізольованими називають системи, енергія й маса яких не змінюється, тобто вони не обмінюються з навколишнім середовищем ні речовиною, ні енергією. Закриті системи обмінюються з навколишнім середовищем енергією, але не речовиною, тому їхня маса залишається постійної. Відкритими системами називають системи, що обмінюються з навколишнім середовищем речовиною й енергією. З погляду термодинаміки живі організми ставляться до відкритих систем, тому що головна умова їхнього існування - безперервний обмін речовин і енергії. В основі процесів життєдіяльності лежать реакції атомів і молекул, що протікають відповідно до тих же фундаментальних законів, які управляють такими ж реакціями поза організмом [1].

Відповідно до першого закону термодинаміки енергія не зникає й не виникає знову, а лише переходить із однієї форми в іншу. Другий закон термодинаміки затверджує, що вся енергія, зрештою, переходить у теплову енергію, і організація матерії стає повністю неупорядкованою. У більше строгій формі цей закон формулюється так: ентропія замкнутої системи може тільки зростати, а кількість корисної енергії (тобто тієї, за допомогою якої може бути зроблена робота) усередині системи може лише убувати. Під ентропією розуміють ступінь невпорядкованості системи.

Неминуча тенденція до зростання ентропії, супроводжувана настільки ж неминучим перетворенням корисної хімічної енергії в марну теплову, змушує живі системи захоплювати всі нові порції енергії (їжі), щоб підтримувати свій структурний і функціональний стан. Фактично здатність витягати корисну енергію з навколишнього середовища є одним з основних властивостей, які відрізняють живі системи від неживих, тобто безупинно, що йде обмін, речовин і енергії є одним з основних ознак живих істот. Щоб протистояти збільшенню ентропії, підтримувати свою структуру й функції, живих істот повинні одержувати енергію в доступній для них формі з навколишнього середовища й повертати в середовище еквівалентна кількість енергії у формі, менш придатної для подальшого використання [1].

Обмін речовин і енергії - це сукупність фізичних, хімічних і фізіологічних процесів перетворення речовин і енергії в живих організмах, а також обмін речовинами й енергією між організмом і навколишнім середовищем. Обмін речовин у живих організмів полягає в надходженні із зовнішнього середовища різних речовин, у перетворенні й використанні їх у процесах життєдіяльності й у виділенні продуктів, що утворяться, розпаду в навколишнє середовище [2].

Всі речовини, що відбуваються в організмі перетворення, і енергії об'єднані загальною назвою - метаболізм (обмін речовин). ............