Fyziológia výživy
úvod
Klasifikácia diét
Zviera nie je schopné získať svoje vlastné živiny z jednoduchých anorganických látok, musí ich však vstrebávať a premieňať ich pomocou potravy. Dokonca aj jednobunkové organizmy, väčšina a niektoré kvitnúce rastliny závisia od prijímania zložitých životných zložiek jedlom. Tento typ príjmu potravy je známy ako heterotrofia, pretože jeden organizmus sa živí druhým. Niektoré primitívne riasy a rastliny používajú fotosyntézu na vytvorenie komplexných organických zlúčenín uhlíka z jednoduchých anorganických látok, ako je oxid uhličitý a voda. Táto forma je známa ako autotrofia, pretože tieto rastliny sa môžu samy živiť a nezávisia od iných organizmov.
Rozlišujú sa tri typy heterotrofie:
1. Holozoická strava
Zviera alebo mäsožravá rastlina žije na pevnom organickom materiáli, ktorý sa získava z väčšinou cudzieho organizmu.
a. Mäsožravec: Mäsožravce sa živia výhradne prefíkanou korisťou, ako je vlk, líška, pes a mačka, alebo zdochlinami, ako sú hyeny a supy.
b. Bylinožravce: Živia sa rastlinami a trávia ich pomocou prvokov a baktérií, ktoré žijú v ich zažívacom trakte a sú užitočné pre hostiteľa. Medzi tieto zvieratá patria morčatá, králiky, ovce, kozy atď.
c. Všežravec: Jedná sa o všežravce, ktoré konzumujú rastliny aj mäso. Patria sem ľudia, ako aj myši, potkany atď.
2. Saprofytická výživa
Patrí sem extrakcia rozpustných organických látok z organizmu mŕtvych zvierat a rastlín. Mnoho húb a baktérií používa túto formu výživy.
3. Parazitická strava
Patrí sem množstvo zvierat, rastlín, húb a baktérií. Organizmy patriace do tejto skupiny žijú v inom živom organizme, kde prijímajú hlavne organické živiny, ktoré sú už v roztoku.
Všeobecné úvahy o heterotrofnej výžive
Problémom heterotrofného organizmu, ktorý sa živí tuhým organickým materiálom, je získavanie potrebných organických látok, ktoré slúžia na zachovanie jeho druhov - chytať (loviť) a potom prijímať (lastovičky).
Aby bola schopná zachytiť jedlo a dodať ho do tráviaceho traktu, vyvinula príroda množstvo nástrojov, ako sú chápadlá, tesáky, pazúry, kliešte atď.
Po vstupe potravy do zažívacieho systému začne celý rad fyzikálnych a chemických procesov známych ako trávenie. Procesom trávenia sa môžu pevné jedlá štiepiť na rozpustné zložky, ktoré sa môžu vstrebávať do krvi cez črevnú stenu (vstrebávanie). Vstrebané živiny sú distribuované črevom v tele organizmu a prijímané rôznymi tkanivami v bunkách. Niektoré bunky transformujú tieto látky na oveľa zložitejšie organické materiály (asimilácia) alebo ich transformujú na energiu (bunkové dýchanie).
Fyzikálne a chemické trávenie
Vstrebávanie a asimilácia
Konečnými produktmi trávenia sú: Glukóza (cukor vyrobený trávením sacharidy), Mastné kyseliny a glycerín (pri trávení Tuky) a aminokyseliny (z trávenia Bielkoviny). Vnútorná stena čreva vykazuje silný záhyb, pomocou ktorého sa dosiahne veľká plocha pre absorpciu živín. Za účelom ďalšieho zväčšenia absorpčnej oblasti vyčnievajú do črevného priesvitu (dutiny črevnej trubice) početné klky podobné prstom, takzvané črevné klky. Absorpčná oblasť je zväčšená mikroklkmi, ktoré sa nachádzajú na špecializovaných epiteliálnych bunkách črevných klkov. Pomocou tohto enormne zväčšeného črevného povrchu sa môžu produkty trávenia dostať cez črevnú stenu do lymfy a krvných ciev a do tkanív a orgánov organizmu. Nestráviteľný materiál, ktorý tráviaci systém nedokázal rozložiť, je odvádzaný hrubým črevom a vylučovaný z tela vo forme výkalov.
Enzýmy
Enzým je bielkovina, ktorá urýchľuje chemické reakcie v organizme bez toho, aby sa zmenila alebo spotrebovala počas samotnej reakcie. Enzýmy pôsobia veľmi rýchlo, sú závislé od teploty a hodnoty pH a sú vždy špecifické pre určitý substrát.
Enzymatická reakcia môže prebiehať oboma smermi: substrát k produktu alebo produkt k substrátu, pričom smer závisí od koncentrácie. Reakčná rýchlosť závisí od koncentrácie substrátu. Z toho vyplýva, že reakčná rýchlosť je vysoká, ak je prítomná vysoká koncentrácia substrátu.
Enzým + substrát Komplex enzým-substrát Komplex enzým-produkt Molekula enzýmu +
Enzým je vždy veľmi špecifický pre určitý substrát a má aktívnu oblasť, do ktorej molekula substrátu zapadá. Niektoré enzýmy fungujú, iba ak je prítomný kofaktor. Tieto koenzýmy môžu byť jednoduché stopové prvky, ako sú ióny kovov zinku, železa alebo medi, ale môžu tiež pozostávať z komplexných organických molekúl, ako je NAD (nikotínamid adenín dinukleotid), ktorý sa v tele získava z vitamínu nikotínamid (derivát kyseliny nikotínovej). Dôležitú úlohu zohráva bunkové dýchanie.
Najdôležitejšie enzýmy a ich činnosť v zažívacom trakte: