ODŻYWIANIE I METABOLIZM.doc

ODŻYWIANIE I METABOLIZM

WSTĘP

Pokarm zaspokaja następujące potrzeby organizmu:

1.Dostarcza materiałów budulcowych wykorzystywanych przez organizm bezpośrednio lub po przetworzeniu do wytwarzania nowych składników i struktur;

związki chemiczne pochodzące z pokarmu są wykorzystywane w procesach takich jak:

·        wzrost i rozmnażanie

·        odnowa, rekonstrukcja i wymiana struktur istniejących: każdy żywy organizm jest układem dynamicznym, w którym nawet, gdy nie ma wzrostu, składniki organizmu biorą udział w nieprzerwanie zachodzących przemianach biochemicznych;

względnie stałą cząsteczką jest jedynie DNA

2.Dostarcza energii potrzebnej do realizacji wszystkich zadań; zapotrzebowanie energetyczne pokrywa metabolizm: glukozy - 50% i tłuszczu – 40%

często te same substancje są zużywane dla celów energetycznych i budulcowych

TYPY ODŻYWIANIA

AUTOTROFY = ORGANIZMY SAMOŻYWNE

wytwarzają związki organiczne z prostych związków nieorganicznych: CO2, H2O, sole mineralne

·        FOTOAUTOTROFY – do przeprowadzenia syntez wykorzystują energię świetlną

FOTOSYNTEZA – wytwarzanie węglowodanów z ditlenku węgla i wody z wykorzystaniem energii świetlnej (rośliny zielone, sinice i niektóre bakterie zawierające chlorofil - bakterie purpurowe i bakterie zielone);

·        CHEMOAUTOTROFY – do przeprowadzenia syntez wykorzystują energię chemiczną

CHEMOSYNTEZA (tylko bakterie); uzyskują energię w procesach utleniana związków nieorganicznych:

-H2S, tiosiarczany, siarka – bakterie siarkowe

-sole amonowe i azotyny (bakterie nitryfikacyjne)

-związki zawierające żelazo dwuwartościowe - bakterie żelaziste

-wodór bakterie wodorowe);

HETEROTROFY = ORGANIZMY CUDZOŻYWNE

wykorzystują materię organiczną, wytworzoną przez autotrofy

MIKSOTROFY

źródłem węgla są różnorodne związki organiczne (metan, fenole, celuloza i wiele innych), a np źródłem azotu, azot atmosferyczny (bakterie azotowe);

TRAWIENIE – rozkład hydrolityczny związków o dużej masie (makrocząsteczek), skomplikowanej budowie, nierozpuszczalnych w wodzie do związków prostych (monomerów), rozpuszczalnych w wodzie

·        TRAWIENIE WEWNĄTRZKOMÓRKOWE –w wodniczkach trawiennych (lizosomy wtórne) przez różne enzymy hydrolityczne, aktywne w kwaśnym środowisku

·        TRAWIENIE ZEWNĄTRZKOMÓRKOWE

przez wydzielane do środowiska enzymy hydrolityczne (proteazy, lipazy, esterazy, nukleazy amylazy, celulazy itp)

·        TRAWIENIE W PRZEWODZIE POKARMOWYM: enzymy hydrolityczne, bakterie jelitowe

POBIERANIE POKARMU

NA POZIOMIE KOMÓRKOWYM, niezależnie od rodzaju trawienia:

·        DYFUZJA PROSTA

·        DYFUZJA UŁATWIONA

·        TRANSPORT AKTYWNY

·        ENDOCYTOZA i PINOCYTOZA - specjalne systemy pobierania i wydalania makrocząsteczek

ORGANIZMY JEDNOKOMÓRKOWE – pobieranie pokarmu i wydalanie substancji zbędnych całą powierzchnią „ciała” przy współudziale różnych mechanizmów transportujących zlokalizowanych w błonie komórkowej

·        ściana komórkowa jest barierą jedynie dla bardzo dużych cząsteczek;

·        błona komórkowa jest narządem wybiórczego pobierania i wydalania

ORGANIZMY WIELOKOMÓRKOWE - wchłanianie z przewodu pokarmowego do płynów ustrojowych (krew, limfa) przez różnorodne systemy transportu, a następnie dystrybucja i transport do narządów, tkanek i komórek

POKARM HETEROTROFÓW

SUBSTANCJE NIEORGANICZNE:

WODA

SOLE MINERALNE

makroelementy (100mg/dobę): wapń, fosfor, sód, potas, magnez, chlor i siarka

mikroelementy: żelazo, cynk, mangan, kobalt, miedź, fluor, jod i inne

SUBSTANCJE ORGANICZNE:

CUKROWCE = węglowodany: podstawowy substrat energetyczny;

pobierane w postaci polisacharydów;

·        skrobia i glikogen łatwo rozkładane w przewodzie pokarmowym do glukozy

·        celuloza nie jest trawiona przez człowieka, ale wspomaga proces trawienia

TŁUSZCZOWCE: budowa struktur komórkowych, materiał energetyczny, przyswajanie witamin i innych związków rozpuszczalnych w tłuszczach;

pokarm zawiera:

·        tłuszcze właściwe (acyloglicerole)

·        lipidy złożone (fosfo i glikolipidy),

·        sterole (cholesterol, sterole roślinne)

·        niezbędne kwasy tłuszczowe (nienasycone: linolowy, linolenowy, arachidonowy); ich źródłem są oleje roślinne i tran (ryby, wieloryby); są niezbędne do budowy błon komórkowych i syntezy prostaglandyn (hormony tkankowe);

BIAŁKA:

·        są rozkładane do aminokwasów i wykorzystywane do syntezy własnych białek organizmu;

·        nadmiar aminokwasów - przemiana w inne związki np glukozę;

·        białka pełnowartościowe zawierają aminokwasy egzogenne ( człowiek potrzebuje 9 z 20)

KWASY NUKLEINOWE: są rozkładane do zasad azotowych, cukrów i fosforanu; zazwyczaj związki te nie są wykorzystywane do budowy własnych kwasów nukleinowych

WITAMINY: różnorodna grupa związków organicznych, niezbędna dla prawidłowego przebiegu procesów biochemicznych; są kofaktorami wielu ważnych enzymów;

rozpuszczalne w wodzie: kompleks witamin B, witaminy C i H

rozpuszczalne w tłuszczach: A, D, E, K

AWITAMINOZA - brak konkretnej witaminy;

HIPOWITAMINOZA - niedobór; HIPERWITAMINOZA - nadmiar

SCHEMAT BUDOWY UKŁADU POKARMOWEGO CZŁOWIEKA

UKŁAD POKARMOWY KRĘGOWCÓW

podział funkcji układu pokarmowego:

-pobieranie pokarmu

-trawienie i wchłanianie

-formowanie i usuwanie odchodów

GRUCZOŁY WSPOMAGAJĄCE: ślinianki, trzustka i wątroba

JAMA GĘBOWA: zęby, język, ujścia przewodów ślinianek- rozdrabnianie pokarmu, początek trawienia

ŚLINIANKI - trzy pary: przyuszne, podjęzykowe podżuchwowe;

-produkują ślinę, 2dm3/dobę, pH =7

SKŁADNIKI ŚLINY:

·        mucyna – śluzowata glikoproteina; zwilża, zlepia pokarm i ułatwia jego połykanie

·        jony – K+, Na+, Cl- (aktywujący amylazę ślinową)

·        lizozym, białko enzymatyczne o działaniu bakteriobójczym

·        amylaza ślinowa (ptialina) enzym amylolityczny; hydrolizuje wiązania glikozydowe polisacharydów:

skrobia lub glikogen + α-amylaza _ dekstryny (oligosacharydy) i maltoza (disacharyd)

PRZEŁYK- przesuwanie pokarmu zmieszanego ze śliną

ŻOŁĄDEK

SOK ŻOŁĄDKOWY): wytwarzany przez gruczoły śluzówki żołądka, 2,5 dm3/dobę, pH 1,5

zawiera:

·        śluz – chroni ścianę żołądka przed strawieniem

·        kwas solny

·        enzymy trawienne:

ENZYMY PROTEOLITYCZNE

-pepsyna i jej forma nieaktywna, pepsynogen, który ulega aktywacji pod wpływem jonów wodorowych i pepsyny (autoaktywacja); pepsyna –- jest endopeptydazą, tzn. przecina cząsteczkę polipeptydu w środkowej części łańcucha

-renina –, ścina białko mleka; intensywnie produkowana u dzieci, nie występuje u dorosłych; wykorzystywana do produkcji sera

ENZYMY LIPOLITYCZNE

-lipaza żołądkowa, hydrolizuje wiązanie estrowe (w pozycji 3) triacylogliceroli, zawierających kwasy tłuszczowe o łańcuchach krótkich lub średniej długości, najczęściej nienasycone; powstają kwasy tłuszczowe i 1,2 diacyloglicerole

JELITA

JELITO CIENKIE – GŁÓWNY NARZĄD TRAWIENNY I WCHŁANIAJĄCY

-długość 6m, średnica ok. 4,5cm, powierzchnia ok 200m2;

-ścianę jelita pokrywa nabłonek jednowarstwowy walcowaty, którego komórki mają rąbek szczoteczkowy zwiększający powierzchnię chłonną jelita (mikrokosmki)

kolejne odcinki: DWUNASTNICA (30cm), JELITO CZCZE (ok 60% długości, JELITO KRĘTE (OK 40% dlugości)

W TRAWIENIU W JELICIE cienkim biorą udział

·        sok trzustkowy: jest dostarczany z trzustki do dwunastnicy przez przewody trzustkowe, 1,5 dm3/dobę, pH 8,5

·        żółć: pH 8, wytwarzana w wątrobie, magazynowana w pęcherzyku żółciowym (między posiłkami), wydalana do światła dwunastnicy (w czasie posiłku)

·        sok jelitowy, wydzielany przez gruczoły dwunastnicze i ściany jelita, 1,5 dm3/dobę, pH 8,5

JELITO GRUBE - PRZEJMUJE NIESTRAWIONĄ CZĘŚĆ POKARMU

długość1,5 m, średnica ok 8,5 cm;

kolejne odcinki: ...