Normalne życie organizmu jest możliwe tylko pod warunkiem ciągłego pobierania składników odżywczych i usuwania końcowych produktów przemiany. Z naszego artykułu dowiesz się, jak zachodzą procesy metaboliczne u osobników różnych gatunków.
Co to jest metabolizm
Nawet z podręcznika do biologii każdy pamięta, że proces metaboliczny składa się z dwóch powiązanych ze sobą części. To jest dysymilacja i asymilacja. W pierwszym przypadku następuje rozszczepienie złożonych substancji organicznych. Są źródłem energii w ciele. Tak więc podczas utleniania 1 grama białka i węglowodanów uwalniane jest 17,2 kJ. Podczas rozbijania tej samej ilości tłuszczu, energia jest uwalniana 2 razy więcej.
Istota asymilacji polega na tworzeniu substancji organicznych charakterystycznych dla organizmu. Zatem metabolizm jest procesem wprowadzania substancji do organizmu, ich przemianą z wytworzeniem energii i usuwaniem z niej produktów rozpadu.
Jakie substancje są potrzebne do życiaorganizm
Normalne życie każdego człowieka jest możliwe pod warunkiem stałego zaopatrzenia w żywność. Oprócz substancji organicznych organizm potrzebuje również minerałów. Przede wszystkim jest to woda, która jest rozpuszczalnikiem większości związków chemicznych i podstawą procesów metabolicznych.
Związki mineralne są nie mniej ważne. Pierwiastki wchodzące w ich skład regulują wiele procesów. Na przykład wapń jest niezbędny do krzepnięcia krwi, żelazo - do transportu tlenu. Obecność jodu jest warunkiem niezbędnym do syntezy hormonów tarczycy, a sodu i potasu do funkcjonowania komórek nerwowych i mięśniowych.
Odpady: biologia
W każdym żywym organizmie w wyniku metabolizmu powstają substancje organiczne, zwane ekskrementami. Większość z nich jest usuwana do środowiska zewnętrznego za pomocą wyspecjalizowanych narządów. Proces ten ma na celu zachowanie stałości środowiska wewnętrznego. W podręcznikach do biologii proces ten nazywany jest homeostazą.
Niektóre substancje wydzielane przez organizmy są wykorzystywane przez inne gatunki. Na przykład tlen jest produktem ubocznym aktywności komórek roślinnych. Ten gaz jest podstawą istnienia wszelkiego życia na planecie. Niektóre zwierzęta to koprofagi. Oznacza to, że żywią się ekskrementami. Przykładami są chrząszcze gnojowe, larwy muchówek, króliki, zające i szynszyle.
Każdy zna pożyteczne produkty życia pszczół: miód, wosk, propolis, perga, mleczko pszczele. Substancje te mają działanie przeciwdrobnoustrojowe,właściwości immunostymulujące i antyalergiczne.
System wyjścia wymiany
Struktura układu wydalniczego organizmu zależy od poziomu jego organizacji, sposobu odżywiania i charakterystyki siedliska. W jednokomórkowych gąbkach i koelenteratach produkty przemiany materii są usuwane przez błonę na drodze dyfuzji. Ale są do tego specjalne struktury. U pierwotniaków niestrawione resztki pokarmu są wydalane w dowolne miejsce komórki lub poprzez specjalne formacje w jej błonie. Na przykład rzęski mają proszek. Nadmiar wody i soli jest usuwany przez kurczliwe wakuole. Ich działanie reguluje również poziom ciśnienia wewnątrzkomórkowego.
U bezkręgowców narządy wydalania to wyspecjalizowane rurki lub kanaliki, które otwierają się na zewnątrz z porami. Mogą to być nefrydia, naczynia malpighian lub zielone gruczoły.
Z organizmu człowieka produkty przemiany materii są wydalane przez narządy układu pokarmowego, oddechowego, moczowego, a także przez skórę. Każdy z nich ma swoją specjalizację, ale tylko ich wspólna praca może zapewnić sprawność procesów metabolicznych. W takim przypadku naruszenie jednego narządu pociąga za sobą zmianę mechanizmu działania innego. Na przykład, kiedy bardziej się pocisz, produkujesz mniej moczu.
Woda
Nie wszystkie produkty przemiany materii są usuwane z organizmu. Niektóre z nich są niezbędne do normalnego funkcjonowania komórek. Ale od nadmiaru takich substancji organizm musi:pozbądź się.
Zacznijmy od wody. 20% tej cieczy odparowuje przez skórę wraz z potem, 15% jest wydychane przez płuca. Woda znajduje się również w kale i jest usuwana z organizmu przez jelita.
Większość płynu jest wydalana przez nerki z moczem - do 1,5 litra dziennie. To połowa całkowitej ilości wody. Istnieją dwa etapy powstawania moczu: filtracja i reabsorpcja. W ciągu dnia osoba przepuszcza przez nerki 1500 litrów krwi. W wyniku filtracji powstaje z niego 150 litrów moczu pierwotnego. To 99% wody. Przez reabsorpcję powstaje mocz wtórny - 1,5 litra dziennie. Proces ten odbywa się w kanalikach nefronu. Tutaj z pierwotnego moczu wszystkie niezbędne substancje są ponownie wchłaniane do krwi - glukoza, aminokwasy, sole mineralne, witaminy. Ilość wody w moczu wtórnym zostaje zmniejszona do 96%.
Skóra spełnia szereg ważnych funkcji: wydalniczą, metaboliczną, termoregulacyjną. Przez gruczoły potowe wydalana jest nie tylko woda, ale także nadmiar soli i mocznika. Jednocześnie do otoczenia oddawane jest ciepło. Jest to szczególnie intensywne podczas ćwiczeń lub wysokiej temperatury powietrza.
Dwutlenek węgla
90% dwutlenku węgla jest usuwane przez płuca. Na poziomie komórkowym wymianę gazową prowadzą krwinki czerwone - erytrocyty. Przenoszą tlen z płuc do komórek, a dwutlenek węgla w przeciwnym kierunku. Dzięki tym substancjom hemoglobina w erytrocytach tworzy niestabilne związki. Dlatego ruch krwiniezbędny warunek życia.
Podczas wchodzenia do komórek tlen natychmiast wchodzi w reakcje utleniania substancji organicznych. W rezultacie powstaje dwutlenek węgla. W wyniku dyfuzji przedostaje się do płynu tkankowego, a następnie do naczyń włosowatych. Tutaj powstaje jego niestabilny związek, karbhemoglobina. Dalej krew wpływa do prawego przedsionka, a następnie do prawej komory i płuc. Tutaj karbhemoglobina rozkłada się, uwalniając dwutlenek węgla i jest wydychana z organizmu.
Mocznik
Jeszcze jeden produkt odpadowy jest wydalany przez nerki. Jest to kwas dwuamidowęglowy lub mocznik. Niewielka ilość jest usuwana z potem. Substancja ta powstaje głównie w wyniku utleniania aminokwasów. W organizmie mocznik jest syntetyzowany z amoniaku. Dla organizmu jest toksyną.
Mocznik pierwotnie powstaje w wątrobie. Następnie jest transportowany krwią do nerek, skąd jest wydalany. Naruszenie tego procesu może prowadzić do odkładania się soli w stawach i nerkach.
Sole metali ciężkich
Substancje należące do tej grupy produktów przemiany materii są wydalane przez wątrobę i jelita. Przykładami metali ciężkich są arsen, chrom, rtęć, kadm, miedź, ołów, aluminium, nikiel.
Źródła ich wnikania do organizmu są różne. Są to wdychane powietrze, dym tytoniowy, systematyczna praca z farbami i lakierami, woda, leki. Normalnie metale ciężkie nie zaburzają metabolizmu. Niebezpieczeństwo tkwi wże mogą gromadzić się w tkankach, powodując uszkodzenia wszystkich układów narządów.
Tak więc niezbędnym warunkiem funkcjonowania organizmu jest zachowanie stałości jego środowiska wewnętrznego. Dlatego aktywność układów fizjologicznych jest stale regulowana przez układ nerwowy i czynniki humoralne. Ich skoordynowana praca warunkuje równowagę procesów metabolicznych.
