Единство организма человека с внешней средой проявляется прежде всего в непрекращающемся обмене веществ и энергии. Под обменом веществ (метаболизмом) принято понимать набор химических реакций, которые возникают в живом организме для поддержания жизни. Эти процессы позволяют организму расти и размножаться, сохранять свои структуры и отвечать на воздействия окружающей среды.
Обмен веществ — необходимое условие жизни. Это два взаимосвязанных
противоположных процесса, протекающих одновременно. В результате первого
происходит усвоение веществ, поступающих из окружающей среды и их биологическое превращение в потенциальную энергию (ассимиляция). Второй процесс связан с постоянным распадом веществ и выведением из организма продуктов распада (диссимиляция). Эти процессы согласованы между собой и образуют целостную систему, обеспечивающую нормальную функциональную жизнедеятельность организма человека.
С обменом веществ как с основной функцией живого организма связаны другие его физиологические функции: дыхание, кровообращение, выделение. Пища для организма — это строительный материал и источник энергии. В живом организме вещества и энергия не создаются и не исчезают, а лишь видоизменяются. Процесс обмена веществ регулируется нервно-гуморальным (жидкостным) путем, т. е. системой и железами внутренней секреции, усиливая или тормозя гормонообразование и поступление гормонов в кровь.
В обменных процессах участвуют белки, углеводы, жиры, вода и минеральные соли. Важную роль в процессах играют также витамины, которые являются катализаторами обменных процессов. Так, например, на белковый обмен существенное влияние оказывает гормон щитовидной железы — тироксин;
на углеводный обмен оказывает влияние гормон надпочечников — адреналин и гормон поджелудочной железы — инсулин; на жировой обмен влияют гормоны поджелудочной железы и щитовидной железы и др.
Общая интенсивность обменных процессов в течение жизни меняется. Сразу после рождения человека скорость поступления в организм питательных веществ превышает скорость их распада. Это обеспечивает рост организма. К 17—19 годам различия в скорости процессов ассимиляции и диссимиляции постепенно сглаживаются, в организме к этому времени устанавливается динамическое равновесие между этими сторонами обменных процессов. С этого времени рост организма, по существу, прекращается, но процесс ассимиляции все же преобладает. В возрасте от 25 до 60 лет в процессе обмена веществ наблюдается равновесие, при котором интенсивность процессов примерно равна.
К старости в обменных процессах начинает преобладать диссимиляция, что приводит к снижению биосинтеза многих важнейших для жизнедеятельности организма веществ: ферментов, структурных белков, легко доступных для использования источников энергии. Происходит снижение функциональных возможностей различных тканей, дистрофия мышц и снижение их силы, ухудшаются и качество нервной регуляции длительности органов и систем организма.