Кіріспе
Биологиялық процесс Клеткадан тыс фототроптық қорыту - бұл сапробионттардың клеткалық мембрана арқылы ферменттерді секрециялау арқылы тамақпен қоректенетін процесі. Ферменттер тамақтың қорытылуын, яғни диффузиясын, тасымалын, осмотрофиясын немесе фагоцитозын катализациялайды. Ас қорыту клеткадан тыс жерде жүзеге асатындықтан, ол клеткадан тыс деп аталады. Бұл іс-әрекет ас қорыту жүйесінің люменінде, асқазан қуысында немесе басқа ас қорыту органында немесе дененің сыртында өтеді. Жасушадан тыс ас қорыту кезінде азық-түлік жасушадан тыс жерде механикалық жолмен немесе ферменттер деп аталатын арнайы молекулалар көмегімен қышқылмен ыдырайды. Осылайша жаңа бөлінген қоректік заттарды жақын маңдағы жасушалар сіңіре алады. Адамдар тамақ ішу кезінде клеткадан тыс ас қорытуды қолданады. Олардың тістері тамақты ұнтақтап, асқазандағы ферменттер мен қышқылдар оны сұйытып, ал кіші ішектегі қосымша ферменттер тамақты олардың жасушалары пайдалана алатын бөліктерге бөледі. Жасушадан тыс ас қорыту - бұл барлық сапробионт анелидтерінде, қаңқалыларда, буынтықтыларда, лишайндарда және хордаттарда, соның ішінде омыртқалыларда кездесетін ас қорыту түрі.
Extracellular phototropic digestion is a process in which saprobionts feed by secreting enzymes through the cell membrane onto the food. The enzymes catalyze the digestion of the food ie diffusion, transport, osmotrophy or phagocytosis. Since digestion occurs outside the cell, it is said to be extracellular. It takes place either in the lumen of the digestive system, in a gastric cavity or other digestive organ, or completely outside the body. During extracellular digestion, food is broken down outside the cell either mechanically or with acid
by special molecules called enzymes. Then the newly broken down nutrients can be absorbed by the cells nearby. Humans use extracellular digestion when they eat. Their teeth grind the food up, enzymes and acid in the stomach liquefy it, and additional enzymes in the small intestine break the food down into parts their cells can use. Extracellular digestion is a form of digestion found in all saprobiontic annelids, crustaceans, arthropods, lichens and chordates, including vertebrates.
Саңырауқұлақтарда
Саңырауқұлақтар гетеротрофты организмдер. Гетеротрофты тамақтану - бұл саңырауқұлақтар өздерінің дамуы, өсуі мен көбеюі үшін органикалық энергияның, органикалық материалдың немесе органикалық заттардың клеткадан тыс көздерін пайдаланады дегенді білдіреді. Энергия көміртек пен көміртектің немесе фосфат ионы сияқты қосылыстардың басқа компоненттерінің арасындағы химиялық байланыстың ыдырауынан алынады. Ұяшықтан тыс энергия көздері қарапайым қант, полипептидтер немесе күрделі көмірсулар болуы мүмкін. Саңырауқұлақтар тек қабырғалары арқылы кішкентай молекулаларды ғана сіңіре алады. Саңырауқұлақтар энергияға қажеттіліктерін қанағаттандыру үшін, олар қажеттіліктеріне сәйкес келетін органикалық молекулаларды бірден немесе таллостан тыс ферменттердің азаюынан кейін табады және сіңіреді. Кіші молекулалар содан кейін сіңіріледі, тікелей пайдаланылады немесе жасушаның ішінде органикалық молекулаларға қайта құрылады (өңдеу). Егер жапырақтардың сүйектері көрінсе, бұл олардың қайта өңдеуге жарамсыз материалдары қалғандығына және ас қорыту процесінің жалғасып жатқанына байланысты. Энергияның әртүрлі көздерін пайдаланатын саңырауқұлақтар әдетте ең қарапайым қосылыстарды алдымен сіңіреді, содан кейін күрделілері. Мысалы, целлюлозаның түзілуін цитоплазмадағы глюкозаның жоғары концентрациясы тежейді. Глюкозаның негізгі көздері таусылған кезде, целлюлоза мен крахмал сияқты күрделі молекулаларды ыдырататын ферменттер шығарылады. Осылайша, ерігіш қанттар мен амин қышқылдары ағаштан босатылған жапырақтан алынады. Содан кейін крахмал ыдырайды да, сіңіріледі. Кейін пектин мен целлюлоза қорытылады. Соңында балауыздар ыдырайды және лигнин окистеніп кетеді. Энергияны алудың сатылы болуы қол жетімді энергияны тиімді пайдалануды қамтамасыз етеді.
Саңырауқұлақтардағы ас қорыту ферменттерін анықтау
Қоректік заттардың қоректенуін реттеу жалпы құбылыстармен бақыланатын көрінеді. Емділігі жақсы саңырауқұлақтарда ферменттердің тек шағын тобы, негізінен гидролазалар, анықталады. Бұл белгілі бір индукторлардың ферменттердің өндірісі мен бөлінуін бақылайтынын көрсетеді. Қоршаған ортада кездесетін ең көп таралған күрделі көмірсутек - целлюлоза. Глюкоза болмаған жағдайда, мысалы, целлюлозаны анықтау целлюлозаның экспрессиясын тудырады. Нәтижесінде саңырауқұлақтар қоршаған ортадағы целлюлозаны ыдырауды мақсат етеді және энергияны қажетсіз ферменттер түзіп, олар жоқ молекулаларды ыдырау үшін ысырап етпейді. Саңырауқұлақтар энергияны тиімді түрде алады. Мүмкін болатын азық-түлік көздерінің үлкен ауқымынан гөмбәлер әдетте кездесетін ортаға сәйкес келетін ферменттерді дамытты. Ферменттердің ауқымы көптеген түрлерде кең болса да, барлық ортада тіршілік ету үшін жеткіліксіз. Саңырауқұлақтар өмір сүруді жалғастыру үшін басқа да бәсекеге қабілетті қасиеттерді қажет етеді. Керісінше де солай. Кейбір саңырауқұлақтарда басқа саңырауқұлақтарда жоқ молекулаларды пайдалана отырып, белгілі бір тіршілік ету ортасын иеленуге мүмкіндік беретін өте ерекше зат алмасу қабілеті бар. Сонымен қатар, жалпы және көптеп кездесетін субстратты пайдалану көптеген саңырауқұлақтардың ерекше ерекшеліктері бар деградациялық ферменттер түрін дамыта түсуіне себеп болды. Саңырауқұлақтар арасында қоректік қажеттіліктері жалпы, кейбірінде белгілі бір қоректік қажеттіліктері бар және көптеген аралықта орналасқан түрлері бар.
Ас қорыту ферменттерінің бөлінуі
Ферменттер гифалық ұшына жақын жерде жасалады. Кейбірлері Голгимен байланысты көпіршіктерге жиналады, содан кейін гифалық ұшына жеткізіледі. Құрамындағы заттар ұшында шығарылады. Кейбір ферменттер плазмалық мембрана арқылы белсенді түрде бөлініп шығады, онда олар жасуша қабырғасына таралады немесе әрекет етеді. Гифалық ұшынан шығарылатын ферменттер босатылуы және одан кейінгі ыдырау қызметі үшін сулы ортаны қажет ететінін ескеріңіз.
Семіртілген өнімдердің сіңуі
Плазмалық мембрана арқылы сіңетін молекулалар 5 000 Da-дан кіші болады, сондықтан тек қарапайым қант, амин қышқылдары, май қышқылдары және басқа да кіші молекулалар қорытудан кейін қабылданады. Молекулалар ерітіндіге сіңіп кетеді. Кейбір жағдайларда молекулаларды жасуша қабырғасының ішінде орналасқан ферменттер өңдейді. Мысалы, сахароза инверторлары ашытқы қабырғаларында табылған. Глюкоза - бұл саңырауқұлақтың басым көпшілігі артық көретін қант. Глюкоза бар кезде басқа қанттар қабылдау тежеледі. Сол сияқты, аммоний, глутамин және аспарагин азот қосылыстарының, цистеин күкірт қосылыстарының сіңірілуін реттейді.
Кноидтардағы жасушааралық және жасушааралық біріктірілген ас қорыту
Гидралар мен басқа да қынаптық жануарларда азық-түлік қолшатырлармен ұсталып, ауыз арқылы бір ғана үлкен ас қорыту қуысына, яғни гастроқан тамырлары қуысына сіңіріледі. Бұл қуыспен шектесетін жасушалардан ферменттер бөлініп шығады және жасушадан тыс ас қорыту үшін тамаққа құйылады. Жарым-жартылай қорытылған тамақтың ұсақ бөлшектері жасушааралық қорыту үшін ас қорыту жасушаларының вакуолаларына енеді. Азық-түлік қорытылмаған және сіңбеген кезде ауыздан шығады.
Асқазан-тамыр жүйесі - торсықтар мен түтіктер
Бір жасушалы организмдер мен қоңырауқұлақтар өздерінің азықтарын жасуша ішінде өңдейді. Басқа көп жасушалы организмдер тамақты жасушадан тыс, ас қорыту қуысында өңдейді. Бұл жағдайда ас қорыту ферменттері жануардың сыртқы ортасымен үзіліссіз байланыста болатын қуысқа шығарылады. Книдарийлерде және планарлар сияқты жалпақ құрттарда асқазан қуысы, гастроваскулярлық қуыс деп аталады, ауыз және анус ретінде қызмет ететін бір ғана саңылау бар. Азық-түлікті ас қорытудың барлық кезеңдері әр клеткада орын алғандықтан, ас қорыту жүйесінің бұл түрінде ешқандай мамандандыру жоқ. Азық-түлік тасымалдау бір бағытта болатындықтан, ас қорыту жолдары немесе ас ішу жолдары бөлек ауыз және ануспен бөлінеді. Ең бастапқы ас қорыту трактісі нематодаларда (филум Нематода) байқалады, онда ол эпителий мембранасымен қапталған түтікшелі ішек болып табылады. Жер құрттарының (Annelids филамы) ас қорыту жүйесі әр түрлі аймақтарда тамақты қабылдау, сақтау, бөлшектеу, қорыту және сіңіру үшін маманданған. Барлық күрделі жануарлар топтары, соның ішінде омыртқалы жануарлар да ұқсас маманданған. Азық-түлік ас қорыту жүйесінің арнайы аймағында сақталуы немесе физикалық бөлшектелуі мүмкін. Бұл бөлшектеу тістердің (көптеген омыртқалы жануарлардың аузында) немесе қиыршық тастардың (жер құрттары мен құстардың ішегінде) ұнтақталуы арқылы болуы мүмкін. Кейін химиялық қорыту процестері пайда болып, полисахаридтер мен дисахаридтер, майлар мен белоктардың үлкен молекулалары олардың кішігірім бөлшектеріне бөлінеді. Химиялық қорыту гидролиз реакциясын қамтиды, ол азық-түліктегі молекулаларды - негізінен моносахаридтерді, амин қышқылдарын және май қышқылдарын бөліп алады. Химиялық қорытудың бұл өнімдері ішек эпителийлі қабығы арқылы қанға сіңіріледі. Тамақтағы сіңбеген молекулаларды жануар пайдалана алмайды. Бұл қалдықтар анус арқылы шығарылады.
Анелидтер
Эхиуранның ішегі ұзын және өте күрделі, ал ересектерде ішек жоқ. Басқа аннелидтерде ішек сызықтық және сегменттелмеген, аузы перистомияда және анусы жануардың артқы шетінде (пигидиум) ашылады. Тамақ ішек арқылы тірекшелер және/немесе бұлшықеттер арқылы қозғалады. Ас қорыту негізінен клеткадан тыс, бірақ кейбір түрлерде клеткааралық компонент де бар.
Артроподтар
Артроподтардың ас қорыту жүйесі үш аймаққа бөлінеді: алдыңғы ішек, ортаңғы ішек және артқы ішек. Барлық еркін тіршілік ететін түрлердің аузы мен анусы ерекше және жеке, ал барлық түрлерде тамақ тіршілік жолы арқылы ми белсенділігі арқылы емес, тітіркендіргіштік белсенділігі арқылы қозғалуы керек, өйткені алдыңғы ішек пен артқы ішек люмени қабықшамен қапталған. Ас қорыту әдетте клеткадан тыс жүреді. Қоректік заттар тіндерге гемальдық жүйе арқылы жеткізіледі.
Молюскалар
Көптеген моллюскалардың ас қорыту жүйесі толық, аузы мен анусы бөлек. Ауыздан қысқа ас қорыту жолы өтеді, ол асқазанға жетеді. Асқазанмен бір немесе бірнеше ас қорыту бездері немесе ас қорыту тұмсығы байланысқан. Бұл бездердің люменінде ас қорыту ферменттері бөлінеді. Қосымша клеткадан тыс ас қорыту асқазанда өтеді. Бас табандыларда ас қорыту процессі толықтай клеткадан тыс жүреді. Басқа моллюскалардың көпшілігінде ас қорытудың соңғы сатылары ас қорыту бездерінің тіндерінде жасуша ішінде аяқталады. Сондағы қоректік заттар қан айналым жүйесіне өтіп, бүкіл денеге таралады немесе ас қорыту бездерінде сақталады. Азық-түлік ішке сіңбей, ішек арқылы шығады. Әр топ үшін қажетті болған жағдайда азық-түлік жинау мен өңдеудің басқа аспектілері талқыланды.
Адамдар
Асқазан-ішек жолдарының алғашқы құрамдас бөліктері - ауыз және жұтқыншақ, бұл ауыз және мұрын қуыстарының ортақ жолы. Тамақ қорыту ішегіне, тамақ ішуді бастайтын тамақ ішуді бастайтын асқазанға тамақ жеткізетін бұлшықет түтігіне, алып барады; бұл жерде ас қорыту клеткадан тыс жүреді. Ашқазаннан тамақ жұқа ішекке өтеді, онда ас қорыту ферменттері ас қорыту процесін жалғастырады. Ас қорыту процесінің нәтижесінде пайда болған заттар ішек қабырғасы арқылы қан ағынына сіңіп кетеді. Қалғаны ірі ішекте ақталады, онда қалған су мен минералдардың біразы сіңіріледі; бұл жерде ас қорыту жасушалар ішіндегі.