Внеклеточное пищеварение

редактировать

Внеклеточное фототропное пищеварение представляет собой процесс, в котором сапробионты питаются путем секреции ферментов через клеточную мембрану в пищу. Ферменты катализируют переваривание пищи на молекулы, достаточно мелкие, чтобы быть поглощенными пассивной диффузией, транспортом, осмотрофией или фагоцитозом. Поскольку переваривание происходит вне клетки, оно считается внеклеточным. Это происходит либо в просвете пищеварительной системы, в полости желудка или в другом пищеварительном органе, либо полностью вне организма.

Приставка «экстра» означает «вне вещи» и указывает на то, что внеклеточное пищеварение должно происходить вне клетки. Во время внеклеточного пищеварения пища вне клетки расщепляется механически или с помощью кислоты специальными молекулами, называемыми ферментами. Затем вновь расщепленные питательные вещества могут поглощаться соседними клетками. Когда люди едят, люди используют внеклеточное пищеварение. Их зубы измельчают пищу, ферменты и кислота в желудке разжижают ее, а дополнительные ферменты в тонком кишечнике расщепляют пищу на части, которые их клетки могут использовать.

Хотя грибы не имеют пищеварительного тракта, как у людей, они все же используют внеклеточное пищеварение. Грибы и другие деструкторы используют питательные вещества, полученные в результате разрушения субстрата, на котором они растут. Другой пример использования внеклеточного пищеварения - это hydra или морской анемон. Большая полость, называемая гастроваскулярной полостью, заполняет центр животного с одним отверстием для еды и отходов. Когда ничего не подозревающая жертва заплывает в отверстие, стрекательные клетки парализуют добычу. Гидра использует свои щупальца, чтобы протолкнуть добычу дальше в полость, где выделяются ферменты, расщепляющие пищу. Как только пища расщепляется внеклеточно на питательные вещества, клетки гидры могут поглощать ее для получения энергии.

Внеклеточное пищеварение - это форма пищеварения, обнаруженная у всех сапробионтических кольчатых червей, ракообразных, членистоногие, лишайники и хордовые, включая позвоночные.

Содержание

  • 1 У грибов
  • 2 Обнаружение пищеварительной системы ферменты у грибов
  • 3 Выделение пищеварительных ферментов
    • 3.1 Абсорбция продуктов переваривания
  • 4 Совместное внутриклеточное и внеклеточное пищеварение у книдарий
  • 5 Инвертированная пищеварительная система - это сумки и трубки
  • 6 Внеклеточное пищеварение у других животных
    • 6.1 Аннелиды
    • 6.2 Членистоногие
    • 6.3 Моллюски
    • 6.4 Люди
  • 7 См. Также
  • 8 Ссылки

У грибов

Грибы гетеротрофны организмы. Гетеротрофное питание означает, что грибы используют внеклеточные источники органической энергии, органический материал или органическое вещество для своего поддержания, роста и размножения. Энергия получается в результате разрушения химической связи между углеродом и углеродом или другими компонентами соединений, такими как ион фосфата. Внеклеточными источниками энергии могут быть простые сахара, полипептиды или более сложные углеводы.

. Грибы могут поглощать небольшие молекулы только через свои стенки. Чтобы грибы могли получить свои потребности в энергии, они находят и поглощают органические молекулы, соответствующие их потребностям, либо сразу, либо после некоторой формы уменьшения количества ферментов вне таллома. Затем небольшие молекулы абсорбируются, используются напрямую или восстанавливаются (трансформируются) в органические молекулы внутри клетки.

Когда в подстилке виден скелетированный лист, это потому, что остаются непокорные материалы и продолжается пищеварение. Грибы, которые используют различные источники энергии, обычно сначала поглощают простейшие соединения, а затем более сложные. Например, образование целлюлозы подавляется высокими концентрациями глюкозы в цитоплазме. При истощении первичных источников глюкозы высвобождаются ферменты, расщепляющие более сложные молекулы, такие как целлюлоза и крахмал. Таким образом, растворимые сахара и аминокислоты сначала удаляются с листа, освобожденного от дерева. Затем крахмал расщепляется и абсорбируется. Затем переваривают пектин и целлюлозу. Наконец, воски разлагаются, а лигнин окисляется. Нестабильное накопление энергии приводит к эффективному использованию доступной энергии.

Обнаружение пищеварительных ферментов у грибов

Регуляция усвоения питательных веществ, по-видимому, контролируется общими явлениями. Лишь небольшая группа ферментов, в основном гидролазы, может быть обнаружена в фильтрате культуры сытых грибов. Это предполагает, что определенные индукторы контролируют производство и высвобождение ферментов для разложения. Наиболее распространенный сложный углевод, доступный в окружающей среде, - это целлюлоза. В отсутствие глюкозы обнаружение целлюлозы, например, вызывает экспрессию целлюлозы. Как следствие, грибы специально нацелены на расщепление целлюлозы в окружающей их среде и не тратят энергию на ненужное образование ферментов для расщепления молекул, которые могут отсутствовать. У грибов есть эффективный процесс получения энергии.

Из-за огромного количества потенциальных источников пищи грибы развили ферменты, подходящие для окружающей среды, в которой они обычно встречаются. Диапазон ферментов, хотя и широкий у многих видов, недостаточен для выживания во всех средах. Для продолжения выживания грибам требуются другие атрибуты конкуренции.

Верно и обратное. Некоторые грибы обладают высокоспецифическими метаболическими способностями, которые позволяют занимать определенные места обитания, используя молекулы, недоступные для других грибов. Кроме того, использование общего и обильного субстрата привело к тому, что многие грибы развили ряд высокоспецифичных ферментов разложения. Среди грибов есть виды, которые являются универсальными по своим потребностям в питательных веществах, некоторые из них имеют особые потребности в питательных веществах, а многие находятся между ними.

Выведение пищеварительных ферментов

Lycoperdon perlatum

Ферменты производятся близко к кончик гифы. Некоторые из них упакованы в пузырьки, связанные с Гольджи, а затем доставляются к кончику гифы. Содержимое выпускается на кончике. Некоторые ферменты активно выводятся через плазматическую мембрану, где они диффундируют через клеточную стенку или действуют в ней. Обратите внимание, что ферменты, высвобождаемые из кончика гифы, требуют водной среды для высвобождения и последующей деградационной активности.

Поглощение продуктов переваривания

Молекулы, абсорбируемые через плазматическую мембрану, как правило, менее 5000 Да, поэтому только простые сахара, аминокислоты, жирные кислоты и другие мелкие молекулы могут быть поглощены после пищеварения. Молекулы попадают в раствор. В некоторых случаях молекулы обрабатываются ферментами, расположенными внутри клеточной стенки. Например, инверторы сахарозы были локализованы в стенках дрожжей. Глюкоза, по-видимому, является сахаром, предпочитаемым большинством грибов. Поглощение других сахаров подавляется, когда доступна глюкоза. Аналогичным образом аммоний, глутамин и аспарагин регулируют поглощение соединений азота, а цистеин соединений серы.

Совместное внутриклеточное и внеклеточное пищеварение у книдарий

Книдарийный полип

Совместное внутриклеточное и внеклеточное пищеварение У гидры и других книдарий пища улавливается щупальцами и попадает через рот в единую большую пищеварительную полость, гастроваскулярная полость. Ферменты выделяются из клеток, граничащих с этой полостью, и выливаются в пищу для внеклеточного переваривания. Небольшие частицы частично переваренной пищи попадают в вакуоли пищеварительных клеток для внутриклеточного пищеварения. Всякая непереваренная и непереваренная пища в конечном итоге выбрасывается изо рта.

Инвертированная пищеварительная система - это пакеты и трубки

одноклеточные организмы, а также губки переваривают их питание внутриклеточно. Другие многоклеточные организмы переваривают пищу внеклеточно, в пищеварительной полости. В этом случае пищеварительные ферменты высвобождаются в полость, которая непрерывна с внешней средой животного. У книдарий и плоских червей, таких как планарии, пищеварительная полость, называемая гастроваскулярной полостью, имеет только одно отверстие, которое служит ртом и анусом. В пищеварительной системе этого типа нет никакой специализации, потому что каждая клетка подвергается воздействию всех этапов переваривания пищи.

Специализация возникает, когда пищеварительный тракт или пищеварительный тракт имеют отдельные рот и анус, так что транспортировка пищи является односторонней. Наиболее примитивный пищеварительный тракт наблюдается у нематод (тип Nematode), где он представляет собой просто трубчатую кишку, выстланную эпителиальной мембраной. У дождевых червей (тип Annelids) пищеварительный тракт в разных регионах специализируется на приеме, хранении, фрагментации, переваривании и всасывании пищи. Все более сложные группы животных, включая всех позвоночных, имеют сходные специализации.

Проглоченная пища может храниться в специализированной области пищеварительного тракта или подвергаться физическому дроблению. Это дробление может происходить из-за жевания зубов (во рту многих позвоночных) или измельчения гальки (в желудке дождевых червей и птиц). Затем происходит химическое пищеварение, в результате которого более крупные пищевые молекулы полисахаридов и дисахаридов, жиров и белков расщепляются на их мельчайшие субъединицы.

Химическое расщепление включает реакции гидролиза, в результате которых из пищи высвобождаются молекулы субъединиц, в первую очередь моносахариды, аминокислоты и жирные кислоты. Эти продукты химического пищеварения проходят через эпителиальную выстилку кишечника в кровь в процессе, известном как абсорбция. Любые молекулы в пище, которые не усваиваются, не могут быть использованы животным. Эти продукты жизнедеятельности выводятся из организма или испражняются из ануса.

Внеклеточное пищеварение у других животных

Аннелиды

Пиявка-рыбья

эхиуран кишечник длинный и очень запутанный, и у взрослых погонофор кишечник отсутствует. У других кольчатых червей кишечник линейный и несегментированный, с ротовым отверстием на перистомии и отверстием ануса на заднем конце животного (пигидий ). Пища перемещается по кишечнику за счет ресничек и / или мышечных сокращений. Пищеварение в основном внеклеточное, хотя у некоторых видов также присутствует внутриклеточный компонент.

Членистоногие

Пищеварительная система членистоногих делится на три области: передняя кишка, средняя кишка, и задняя кишка. У всех свободноживущих видов есть отчетливый и отдельный рот и анус, и у всех видов пища должна перемещаться через пищеварительный тракт за счет мышечной активности, а не деятельности ресничек, поскольку просвет передняя и задняя кишки выстланы кутикулой. Пищеварение обычно внеклеточное. Питательные вещества распределяются по тканям через гемальную систему.

Моллюски

Вид снизу на хитон

Большинство моллюсков имеют полноценную пищеварительную систему с отдельным ртом и анус. Рот ведет в короткий пищевод, который ведет к желудку. С желудком связаны одна или несколько пищеварительных желез или пищеварительных слепых желез. Пищеварительные ферменты секретируются в просвет этих желез. Дополнительное внеклеточное пищеварение происходит в желудке. У головоногих пищеварение полностью внеклеточное. У большинства других моллюсков терминальные стадии пищеварения завершаются внутриклеточно, в тканях пищеварительных желез. Поглощенные питательные вещества поступают в кровеносную систему для распределения по всему телу или сохраняются в пищеварительных железах для дальнейшего использования. Непереваренные отходы проходят через кишечник и выводятся через задний проход. Другие аспекты сбора и обработки пищевых продуктов уже обсуждались там, где это уместно для каждой группы.

Люди

Внеклеточное пищеварение у людей происходит ото рта до желудка

Начальные компоненты желудочно-кишечного тракта тракт - это рот и глотка, который является общим проходом ротовой и носовой полостей. Глотка ведет к пищеводу, мышечной трубке, по которой пища доставляется в желудок, где происходит предварительное пищеварение; здесь пищеварение внеклеточное.

Из желудка пища проходит в тонкий кишечник, где батарея пищеварительных ферментов продолжает процесс пищеварения. Продукты пищеварения всасываются через стенку кишечника в кровоток. То, что остается, попадает в толстую кишку, где часть оставшейся воды и минералов всасывается; здесь пищеварение происходит внутри клетки.

См. также

Ссылки

Последняя правка сделана 2021-05-19 10:17:07
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте