Táplálkozási fiziológia
bevezetés
A diéták osztályozása
Az állat nem képes a saját tápanyagokat megszerezni egyszerű szervetlen anyagokból, hanem táplálékkal kell felszívnia és átalakítania azokat. Még az egysejtű szervezetek is, a legtöbb és néhány virágzó növény attól függ, hogy az összetett életkomponenseket táplálékkal veszik-e be. Ez a fajta táplálékfelvétel heterotrófia néven ismert, mert az egyik szervezet táplálkozik a másikkal. Egyes primitív algák és növények fotoszitézissel bonyolult szerves szénvegyületeket hoznak létre olyan egyszerű szervetlen anyagokból, mint a szén-dioxid és a víz. Ez a forma autotrófia néven ismert, mivel ezek a növények táplálkozhatnak, és nem függenek más organizmusoktól.
A heterotrófia három típusát különböztetik meg:
1. Holozoikus étrend
Az állat vagy a húsevő növény szilárd szerves anyagon él, amelyet többnyire idegen szervezetből nyernek.
a. Húsevő: A húsevők kizárólag ravasz zsákmányokkal táplálkoznak, például farkas, róka, kutya és macska, vagy dög, például hiénák és keselyűk.
b. Növényevők: Növényekkel táplálkoznak és emésztőrendszerükben élő protozoonok és baktériumok segítségével emésztik meg őket, amelyek hasznosak a gazdaszervezet számára. Ezek az állatok közé tartoznak a tengerimalacok, nyulak, juhok, kecskék stb.
c. Mindenevő: Ezek mindenevők, amelyek növényeket és húst is fogyasztanak. Ez magában foglalja az embereket, valamint az egereket, patkányokat stb.
2. Szaprofita táplálkozás
Ide tartozik az oldható szerves anyagok extrahálása az elhullott állatok és növények szervezetéből. Sok gomba és baktérium használja ezt a táplálkozási formát.
3. Parazita diéta
Ide számos állat, növény, gomba és baktérium tartozik. Az ebbe a csoportba tartozó organizmusok egy másik élő szervezetben élnek, és főleg szerves tápanyagokat vesznek fel ott, amelyek már oldatban vannak.
A heterotróf táplálkozással kapcsolatos általános szempontok
A szilárd szerves anyagokkal táplálkozó heterotróf organizmus problémája a szükséges szerves anyagok beszerzése, amelyek fajának megőrzését szolgálják - fogás (vadászat), majd lenyelés (fecske).
Annak érdekében, hogy el tudja fogni az ételt és eljuttassa az emésztőrendszerbe, a természet számos eszközt fejlesztett ki, például csápokat, agyarakat, karmokat, fogókat stb.
Miután az étel belép az emésztőrendszerbe, az emésztés néven ismert fizikai és kémiai folyamatok sora kezdődik. Az emésztési folyamat révén a szilárd ételek oldható összetevőkre bonthatók, amelyek a bélfalon keresztül felszívódhatnak a véráramba (felszívódás). Az abszorbeált tápanyagokat a belek elosztják a szervezet testében, hogy a sejtek különböző szövetei felvegyék őket. Néhány sejt átalakítja ezeket az anyagokat sokkal összetettebb szerves anyagokká (asszimiláció) vagy energiává (sejtlégzés).
Fizikai és kémiai emésztés
Felszívódás és asszimiláció
Az emésztés végtermékei a következők: Glükóz (a cukor emésztésével előállított cukor) szénhidrátokZsírsavak és glicerin (a Zsírok) és aminosavak (a Fehérjék). A bél belső fala erős hajtást mutat, amellyel nagy felület érhető el a tápanyagok felszívódásához. Az abszorpciós felület további növelése érdekében számos ujjszerű villi áll ki a bél lumenjébe (a bélcső üregébe), az úgynevezett bélbélbe. Az abszorpciós területet megnövelik a mikrovillusok, amelyek a bélbolyhok speciális hámsejtjein helyezkednek el. Ennek az óriási mértékben megnagyobbodott bélfelületnek az segítségével az emésztés termékei a bélfalon keresztül bejuthatnak a nyirok- és erekbe, valamint a szervezet szöveteibe és szerveibe. Az emészthetetlen anyagot, amelyet az emésztőrendszer nem tudott feltörni, a vastagbél üríti ki, és ürülékként választja ki a szervezetből.
Enzimek
Az enzim olyan fehérje, amely felgyorsítja a kémiai reakciókat a szervezetben anélkül, hogy megváltoztatná vagy felhasználná magát a reakció során. Az enzimek nagyon gyorsan működnek, függenek a hőmérséklettől és a pH-értéktől, és mindig specifikusak egy bizonyos szubsztrátumra.
Az enzimatikus reakció mindkét irányban haladhat: szubsztrát termék vagy termék szubsztrátum között, ahol az irány a koncentrációtól függ. A reakció sebessége a szubsztrát koncentrációjától függ. Ebből következik, hogy nagy szubsztrátkoncentráció esetén a reakciósebesség nagy.
Enzim + szubsztrát Enzim-szubsztrát komplex Enzim-termék komplex Enzim + termék molekula
Az enzim mindig nagyon specifikus egy bizonyos szubsztrátumra, és aktív területe van, amelyhez a szubsztrátmolekula dokkol. Egyes enzimek csak akkor működnek, ha kofaktor van jelen. Ezek a koenzimek lehetnek egyszerű nyomelemek, például cink, vas vagy réz fémionjai, de összetett szerves molekulákból is állhatnak, például NAD (nikotinamid-adenin-dinukleotid), amelyet a szervezet a nikotinamid-vitaminból (a nikotinsav származéka) nyer. A sejtes légzés fontos szerepet játszik.
A legfontosabb enzimek és teljesítményük az emésztőrendszerben: