Введение
Биологический процесс Экстраклеточная фототропическая пищеварение - это процесс, в котором сапробионы питаются, выделяя ферменты через клеточную мембрану на пищу. Ферменты каталитизируют пищеварение, т. е. диффузию, транспортировку, осмотрофию или фагоцитоз. Поскольку пищеварение происходит вне клетки, его называют внеклеточным. Она происходит либо в просвете пищеварительной системы, в желудочной полости или в другом органе пищеварения, либо полностью вне тела. Во время внеклеточного пищеварения пища расщепляется за пределами клетки механически или кислотой специальными молекулами, называемыми ферментами. Затем питательные вещества, которые только что были расщеплены, могут быть поглощены соседними клетками. Люди используют внеклеточное пищеварение, когда едят. Их зубы измельчают пищу, ферменты и кислоты в желудке ее сжижают, а дополнительные ферменты в тонком кишечнике расщепляют пищу на части, которые могут использовать их клетки. Внеклеточное пищеварение - это форма пищеварения, обнаруженная у всех сапробионтических анелидов, ракообразных, членистоногих, лишайников и хордатов, включая позвоночных.
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.
В грибах
Грибы - гетеротрофные организмы. Гетеротрофное питание означает, что грибы используют внеклеточные источники органической энергии, органического материала или органических веществ для их поддержания, роста и размножения. Энергия получается от распада химической связи между углеродом и углеродом или другими компонентами соединений, такими как фосфатный ион. Внеклеточными источниками энергии могут быть простые сахара, полипептиды или более сложные углеводы. Грибки могут поглощать только небольшие молекулы через свои стенки. Чтобы грибы могли получить необходимую им энергию, они находят и поглощают органические молекулы, соответствующие их потребностям, либо сразу, либо после некоторой формы уменьшения ферментов за пределами талла. Затем мелкие молекулы поглощаются, используются непосредственно или восстанавливаются (трансформируются) в органические молекулы внутри клетки. Когда в мусоре видно скелетный лист, это происходит потому, что остаются непокорные материалы и продолжается пищеварение. Грибки, которые используют различные источники энергии, обычно впитывают сначала простейшие соединения, а затем более сложные. Например, образование целлюлозы подавляется высокой концентрацией глюкозы в цитоплазме. При истощении первичных источников глюкозы выделяются ферменты для разложения более сложных молекул, таких как целлюлоза и крахмал. Таким образом, растворимые сахара и аминокислоты сначала удаляются из листья, выпущенного с дерева. Затем крахмал расщепляется и всасывается. Впоследствии пектин и целлюлоза перевариваются. Наконец, воски разлагаются, а лигнин окисляется. Разнообразие в потреблении энергии приводит к эффективному использованию имеющейся энергии.
Обнаружение пищеварительных ферментов в грибах
Регулирование усвоения питательных веществ, по-видимому, контролируется общими явлениями. Только небольшая группа ферментов, в основном гидролазы, может быть обнаружена в фильтрате культуры хорошо питаемых грибов. Это говорит о том, что специфические индукторы контролируют производство и высвобождение ферментов для деградации. Наиболее распространенным сложным углеводом, доступным в окружающей среде, является целлюлоза. При отсутствии глюкозы, например, обнаружение целлюлозы вызывает экспрессию целлюлозы. В результате грибы специально нацелены на распад целлюлозы в своей среде и не тратят энергию на ненужное образование ферментов для деградации молекул, которые могут не присутствовать. Грибки обладают эффективным способом получения энергии. Из-за огромного количества потенциальных источников пищи грибы развили ферменты, подходящие для среды, в которой они обычно находятся. Диапазон ферментов, хотя и широк у многих видов, недостаточен для выживания во всех средах. Грибки требуют других конкурентных атрибутов, чтобы обеспечить дальнейшее выживание. И наоборот. Некоторые грибы обладают высокоспецифическими метаболическими способностями, которые позволяют занимать определенные места обитания, используя молекулы, недоступные другим грибам. Кроме того, использование общего и обильного субстрата привело к тому, что многие грибы развили ряд высокоспецифичных деградативных ферментов. Среди грибов есть виды, которые являются генералистами в своих потребностях в питательных веществах, некоторые из которых имеют специфические потребности в питательных веществах, а многие - между ними.
Выделение пищеварительных ферментов
Ферменты производятся вблизи гифального конца. Некоторые упаковываются в пузырьки, связанные с Гольги, а затем доставляются в гифальный наконечник. Содержимое выпускается на кончике. Некоторые ферменты активно выделяются через плазменную мембрану, где они диффундируют или действуют в клеточной стенке. Следует отметить, что ферменты, высвобождаемые из гифального конца, требуют водной среды для высвобождения и последующей деградационной активности.
Поглощение продуктов переваривания
Молекулы, поглощаемые через плазменную мембрану, как правило, меньше 5000 Da, поэтому после пищеварения могут быть поглощены только простые сахара, аминокислоты, жирные кислоты и другие небольшие молекулы. Молекулы поглощаются в растворе. В некоторых случаях молекулы обрабатываются ферментами, расположенными внутри клеточной стенки. Например, инверторы сахарозы были локализованы в стенах дрожжей. Глюкоза, по-видимому, является сахаром, предпочитаемым большинством грибов. Прием других сахаров подавляется, когда есть глюкоза. Аналогичным образом, аммиак, глутамин и аспарагин регулируют поглощение соединений азота, а цистеин - соединений серы.
Совместное внутриклеточное и внеклеточное пищеварение у cnidarians
У гидры и других cnidarians пища захватывается щупальцами и поглощается через рот в одну большую пищеварительную полость, гастроваскулярную полость. Из клеток, граничащих с этой полостью, выделяются ферменты, которые попадают в пищу для внеклеточного переваривания. Небольшие частицы частично переваритой пищи поглощаются вакуулами пищеварительных клеток для внутриклеточного переваривания. Любая непереварившаяся и не впитываемая пища в конце концов выбрасывается из рта.
Перевернутые пищеварительные системы - это мешки и трубки.
Одноклеточные организмы, а также губки переваривают пищу внутриклеточно. Другие многоклеточные организмы переваривают пищу внеклеточно, в пищеварительной полости. В этом случае пищеварительные ферменты выделяются в полость, которая неразрывно связана с внешней средой животного. У cnidarians и у плоских червей, таких как planarians, пищеварительная полость, называемая гастроваскулярной полостью, имеет только одно отверстие, которое служит как рот, так и анус. В этом типе пищеварительной системы нет специализации, потому что каждая клетка подвергается воздействию всех стадий пищеварения. Специализация происходит, когда пищеварительный тракт или пищевой канал имеет отдельный рот и анус, так что транспортировка пищи является односторонней. Самый примитивный пищеварительный тракт наблюдается у нематодов (филам нематодов), где он представляет собой просто трубчатую кишку, выложенную эпителиальной мембраной. У червей (филума Annelids) есть пищеварительный тракт, специализированный в разных областях для поглощения, хранения, фрагментации, пищеварения и поглощения пищи. Все более сложные группы животных, включая всех позвоночных, демонстрируют схожую специализацию. Поглощенная пища может храниться в специализированной области пищеварительного тракта или подвергаться физическому разложению. Это раздробление может происходить в результате жевательного действия зубов (в рту многих позвоночных) или измельчения камней (в желудке земляных червей и птиц). Затем происходит химическое переваривание, расщепляющее большие молекулы пищи - полисахариды и дисахариды, жиры и белки - на их мельчайшие подразделения. Химическое пищеварение включает в себя реакции гидролиза, которые освобождают молекулы подединиц - в основном моносахариды, аминокислоты и жирные кислоты - из пищи. Эти продукты химического переваривания проходят через эпителиальную оболочку кишечника в кровь, в процессе, известном как абсорбция. Любые молекулы в пище, которые не впитываются, не могут быть использованы животным. Эти отходы выводятся из организма через анус.
Аннелиды
Кишечник эхиурана длинный и сильно закрученный, а у взрослых погонофоров нет кишечника. У других аннелид кишечник линейный и несегментированный, с открытием рта на перистомии и анусом на заднем конце животного (пигидиум). Пища перемещается через кишечник через ресницы и/или мышечные сокращения. Пищеварение происходит в основном внеклеточно, хотя некоторые виды также имеют внутриклеточный компонент.
Членистоногие
Пищеварительная система членистоногих делится на три области: передний кишечник, средний кишечник и задний кишечник. Все свободно живущие виды имеют отдельные рот и анус, и у всех видов пища должна перемещаться через пищеварительный тракт скорее мышечной активностью, чем активностью ресниц, поскольку просвет переднего кишечника и заднего кишечника выложен кутикулой. Пищеварение обычно происходит внеклеточно. Питательные вещества поступают в ткани через гемальную систему.
Молюски
У большинства моллюсков есть полная пищеварительная система с отдельными ртом и анусом. Из рта входит короткий пищевод, который ведет к желудку. С желудком связаны одна или несколько пищеварительных желез или пищеварительная целика. В просвет этих желез выделяются пищеварительные ферменты. Дополнительное внеклеточное пищеварение происходит в желудке. У головоногих пищеварение происходит полностью внеклеточно. У большинства других моллюсков конечные стадии пищеварения завершаются внутриклеточно, в тканях пищеварительных желез. Поглощенные питательные вещества поступают в кровеносную систему для распределения по всему организму или хранятся в пищеварительных железах для последующего использования. Непереваренные отходы проходят через кишечник и выходят через анус. Другие аспекты сбора и переработки пищевых продуктов уже обсуждались, где это уместно для каждой группы.
Люди
Первоначальными компонентами желудочно-кишечного тракта являются рот и глотка, который является общим проходом полости рта и носа. Из глотки в пищевод, мышечную трубку, которая доставляет пищу в желудок, происходит предварительное пищеварение; здесь пищеварение происходит внеклеточно. Из желудка пища переходит в тонкое кишечник, где пищеварительные ферменты продолжают процесс пищеварения. Продукты пищеварения поглощаются через стенку кишечника в кровоток. Оставшиеся части сливаются в толстые кишечники, где часть оставшейся воды и минералов поглощается; здесь пищеварение происходит внутриклеточно.