Przemiana materii w organizmach żywych. Na czym polega przemiana materii, co na nią wpływa, co jest źródłem energii? | Leonzoo.pl
Marcin Jankowski | Leonzoo.pl → 31/10/2024 (22:10) → 20/11/2024 (15:53)Każdy żywy organizm zużywa bez przerwy energię. Niektóre formy tego zużycia są widoczne, jak praca mięśniowa, obieg krwi. Inne są mniej oczywiste, jak np. energia zużywana na utrzymanie pozycji stojącej lub praca osmotyczna organizmu. Źródłem wszelkiej pracy, wydatkowania wszelkiej formy energii w organizmie jest chemiczna energia uzyskiwana przez odpowiednią przeróbkę składników ciała. Składniki te muszą być uzupełniane przez doprowadzenie z zewnątrz pokarmu. W razie braku pokarmu organizm traci na ciężarze i w końcu ginie śmiercią głodową. Widzimy więc, że życie jest nieodłącznie związane ze zmianami w składzie mineralnym organizmu, a każda taka zmiana jest z samej swej istoty związana z przyrostem albo ubytkiem energii. Tak więc przemiana materii i energii stanowią dwa różne sposoby ujęcia tego samego zjawiska. Obie te przemiany można określić wspólną nazwą pochodzącą z języka greckiego: metabolizm.
Pokarm jako źródło energii u zwierząt i innych organizmach żywych
Zagadnienia przemiany możemy rozpatrywać z różnych punktów widzenia. Może nas interesować np. jakie składniki wprowadzamy do organizmu (pokarmy, woda, tlen) i jakie wydalamy (dwutlenek węgla, składniki moczu, kału i potu). Mówi o tym ogólna przemiana jakościowa. Jeśli bilans taki umiemy ilościowo, będziemy badać ilość każdego wprowadzonego lub wydalanego składnika, uwzględniając wartość chemicznej energii w nich zawartą, to otrzymamy obraz ogólnej przemiany ilościowej. Interesować nas przy tym musi zależność wielkości tej przemiany od warunków zewnętrznych i czynności organizmu. Najprostszą przemianę, jaką się u danego indywiduum udaje zaobserwować, nazywamy przemianą podstawową.
Omówione wyżej punkty widzenia charakteryzują ujęcie tego zagadnienia od strony fizjologii. Biochemia interesuje się raczej przemianami, jakie zachodzą wewnątrz organizmu i powodują, że składniki pokarmu przemieniają się w składniki tkanek (anabolizm) oraz przemianami prowadzącymi od składników własnych ciała do produktów wydalanych (katabolizm). Na ogół anabolizm zużywa energię, katabolizm zaś dostarcza energii potrzebnej do procesów anabolitycznych i do różnych form pracy ustroju. Anabolizm i katabolizm składają się zrazem na przemianę pośrednią, której poznanie stanowi główny cel biochemii.
Składniki pokarmu są przeważnie złożonymi ciałami chemicznymi i po spożyciu muszą być rozłożone na składniki proste. Odbywa się to w przewodzie pokarmowym jako trawienie. Przemiana pośrednia nie obejmuje trawienia. Zaczyna się dopiero po przejściu strawionego pokarmu przez błony jelita do krwi lub limfy. Rozpatrzymy dokładniej poszczególne wyżej wymienione dziedziny.
Ogólna jakościowa przemiana materii. Straty jakie zachodzą w organizmie na skutek rozkładu własnych składników celem uzyskania energii, muszą być wyrównane pobraniem pokarmu. Człowiek, jak i cały świat zwierzęcy, należy do organizmów heterotroficznych, tzn. musi otrzymywać jako pokarm złożone ciała organiczne wytworzone przez inne żywe ustroje. Pokarm składa się z tkanek zwierzęcych i roślinnych lub też z ich wydzielin, takich jak np. mleko. Zawiera głównie węglowodany, białka i tłuszcze, podobnie jak nasze własne tkanki. Po przemianach chemicznych i energetycznych opuszczają one organizm w postaci dwutlenku węgla, wody i mocznika. Oczywiście wymieniamy po obu stronach bilansu tylko składniki główne, poza którymi jest jeszcze szereg nie mniej ważnych, lecz ilościowo nie odgrywających większej roli.
Ten ogólny bilans przemiany materii charakteryzuje cały świat zwierzęcy, z tym że u niektórych grup miejsce mocznika zajmuje kwas moczowy (ptaki, gady, owady) lub inne związki azotowe.
Jak wygląda ogólna ilościowa przemiana materii?
Bilans ilościowy przemiany może być dodatni, jeśli organizm wydala w przeliczeniu na kalorie mniej, niż przyjmuje w pożywieniu. Bilans dodatni występuje w okresie wzrostu, a także przy nadmiernym spożywaniu pokarmów. Bilans ujemny, tzn. przewaga kalorii wytwarzanych i wydalanych mad przyjmowanymi w pokarmie występuje w organizmie podczas głodu, przy nieodpowiednim pokarmie, przy zaburzeniach trawienia i wchłaniania lub też przemiany pośredniej. Jeśli obie strony bilansu energetycznego równoważą się, mamy stan normalny dorosłego zdrowego organizmu, odpowiednio odżywiającego się. Mówimy wówczas, że organizm taki jest w równowadze energetycznej.
Wielkość przemiany w stanie równowagi zależy częściowo od czynników stałych dla danego organizmu, jak jego wzrost, ciężar, płeć i wiek oraz od zmiennych, jak wykonywanie pracy, regulacja temperatury ciała, trawienie. Po zupełnym wyłączeniu czynników zmiennych otrzymujemy najniższą przemianę, do jakiej dany organizm może się ograniczyć. Jest to przemiana podstawowa. Wynosi ona średnio 1 kalorię na 1 kg ciężaru ciała w ciągu 1 godziny - a więc przemiana podstawowa organizmu ważącego 60 kg wynosi na dobę około 1440 kcal.
Czy regulacja temperatury ciała wzmaga również przemianę?
Na ogół do podtrzymania normalnej temperatury ciała wystarczy ta ilość ciepła, która powstaje z innych rodzajów energii i pracy mechanicznej przy normalnej aktywności organizmu. Kiedy jednak ziębniemy, występują drobne drgania włókienek mięśniowych, które odczuwamy jako dreszcze i w ten sposób wytwarza się ciepło przy dodatkowym zużyciu energii. Przy przegrzaniu ochładzamy się przez wydalanie potu, co również wymaga zużycia energii.
Najważniejszym rozchodem w bilansie energetycznym jest energia zużyta na pracę mięśniową. Już samo utrzymanie się człowieka w pozycji stojącej wymaga stałej gry ruchowej mięśni i podwyższa zużycie energii.
Badania z zakresu ilościowej przemiany ogólnej wymagają odpowiednich metod pomiaru. Ponieważ wszystkie rodzaje energii przechodzą w końcu w ciepło, pomiar wydzielanego przez organizm ciepła, czyli kalorymetria, daje nam całość produkcji energii. Ilość energii chemicznej zawartą w pokarmach lub wydalinach z organizmu możemy oznaczyć bezpośrednio, spalając je w bombie kalorymetrycznej i mierząc ilość powstałego ciepła.
Co to jest pośrednia przemiana materii?
Przemiany chemiczne i energetyczne, zachodzące w organizmie od chwili wchłonięcia strawionego pokarmu do wydalenia ostatecznych produktów końcowych, nazywamy przemianą pośrednią. Całość przemian stanowi jednolitą sieć powiązanych z sobą reakcji którą dla przejrzystości przedstawia się zwykle schematycznie jako odrębne szlaki przemian węglowodanów, tłuszczy i białek. Celem tych przemian jest uzyskanie energii potrzebnej do życia i pracy.
Odkrywaj najlepsze produkty dla psów i kotów, małych zwierząt oraz ptaków!
Z Leonzoo.pl masz możliwość kupić wyselekcjonowane karmy dla psów i kotów oraz suplementy diety, a także witaminy w postaci różnych produktów dla innych zwierząt domowych. Nasza gama produktów to artykuły żywieniowe, akcesoria nie tylko dla psów i kotów, ale również dla ptaków, małych zwierząt oraz wszystko co wiąże się z akwarystyką.
