Normalus organizmo gyvenimas įmanomas tik nuolat vartojant maistines medžiagas ir pašalinant galutinius virsmo produktus. Iš mūsų straipsnio sužinosite, kaip medžiagų apykaitos procesai vyksta skirtingų rūšių individuose.
Kas yra medžiagų apykaita
Net iš biologijos vadovėlio visi prisimena, kad medžiagų apykaitos procesas susideda iš dviejų tarpusavyje susijusių dalių. Tai yra disimiliacija ir asimiliacija. Pirmuoju atveju įvyksta sudėtingų organinių medžiagų skilimas. Jie yra energijos š altinis organizme. Taigi, oksiduojant 1 gramą b altymų ir angliavandenių, išsiskiria 17,2 kJ. Padalijus tą patį riebalų kiekį, energijos išsiskiria 2 kartus daugiau.
Asimiliacijos esmė slypi organizmui būdingų organinių medžiagų susidaryme. Taigi medžiagų apykaita – tai medžiagų patekimo į organizmą procesas, jų transformacija susidarant energijai ir iš jo pašalinant skilimo produktus.
Kokios medžiagos reikalingos gyvybeiorganizmas
Įprastas bet kurio individo gyvenimas įmanomas, jei nuolat tiekiamas maistas. Be organinių medžiagų, organizmui reikia ir mineralų. Visų pirma, tai yra vanduo, kuris yra daugumos cheminių junginių tirpiklis ir medžiagų apykaitos procesų pagrindas.
Ne mažiau svarbūs mineraliniai junginiai. Elementai, sudarantys jų sudėtį, reguliuoja daugelį procesų. Pavyzdžiui, kalcis būtinas kraujo krešėjimui, geležis – deguoniui pernešti. Jodo buvimas yra būtina sąlyga skydliaukės hormonų sintezei, o natrio ir kalio – nervų ir raumenų ląstelių funkcionavimui.
Produktų atliekos: biologija
Bet kuriame gyvame organizme dėl medžiagų apykaitos susidaro organinės medžiagos, kurios vadinamos ekskrementais. Dauguma jų į išorinę aplinką pašalinami specializuotų organų pagalba. Šiuo procesu siekiama išlaikyti vidinės aplinkos pastovumą. Biologijos vadovėliuose šis procesas vadinamas homeostaze.
Kai kurias medžiagas, kurias išskiria organizmai, naudoja kitos rūšys. Pavyzdžiui, deguonis yra augalų ląstelių veiklos šalutinis produktas. Šios dujos yra visos planetos gyvybės egzistavimo pagrindas. Kai kurie gyvūnai yra koprofagai. Tai reiškia, kad jie minta ekskrementais. Pavyzdžiai yra mėšlo vabalai, dviračių lervos, triušiai, kiškiai ir šinšilos.
Visi žino naudingus bičių gyvenimo produktus: medų, vašką, propolis, perga, bičių pienelis. Šios medžiagos turi antimikrobinių,imunostimuliuojančios ir antialerginės savybės.
Keisti išvesties sistemą
Kūno šalinimo sistemos struktūra priklauso nuo jos organizavimo lygio, mitybos būdo ir buveinės ypatybių. Vienaląsčiuose, kempinėse ir koelenteratuose, medžiagų apykaitos produktai pašalinami per membraną difuzijos būdu. Tačiau tam yra specialios struktūros. Pirmuoniuose nesuvirškintos maisto likučiai išsiskiria bet kurioje ląstelės vietoje arba per specialius darinius jos membranoje. Pavyzdžiui, blakstienas turi miltelių. Vandens ir druskų perteklius pašalinamas per susitraukiančias vakuoles. Jų veikimas taip pat reguliuoja intraląstelinio slėgio lygį.
Bestuburių organizmo išskyrimo organai yra specializuoti vamzdeliai arba kanalėliai, kurie atsiveria į išorę su poromis. Tai gali būti nefridijos, malpigijos kraujagyslės arba žalios liaukos.
Iš žmogaus organizmo atliekos pašalinamos per virškinimo, kvėpavimo, šlapimo sistemų organus, taip pat per odą. Kiekvienas iš jų turi savo specializaciją, tačiau tik jų bendras darbas gali užtikrinti medžiagų apykaitos procesų efektyvumą. Tokiu atveju vieno organo pažeidimas reiškia kito veikimo mechanizmo pasikeitimą. Pavyzdžiui, kai prakaituojate daugiau, išskiriate mažiau šlapimo.
Vanduo
Ne visos atliekos pašalinamos iš organizmo. Kai kurie iš jų būtini normaliam ląstelių funkcionavimui. Tačiau nuo tokių medžiagų pertekliaus organizmas turiatsikratyti.
Pradėkime nuo vandens. 20% šio skysčio išgaruoja per odą kartu su prakaitu, 15% iškvepiama per plaučius. Vanduo taip pat randamas išmatose ir pašalinamas iš organizmo per žarnyną.
Didžioji dalis skysčio išsiskiria per inkstus su šlapimu – iki 1,5 litro per dieną. Tai yra pusė viso vandens kiekio. Yra du šlapimo susidarymo etapai: filtravimas ir reabsorbcija. Per parą žmogus per inkstus praleidžia 1500 litrų kraujo. Dėl filtravimo iš jo susidaro 150 litrų pirminio šlapimo. Tai 99% vandens. Reabsorbcijos būdu susidaro antrinis šlapimas – 1,5 litro per dieną. Šis procesas vyksta nefrono kanalėliuose. Čia iš pirminio šlapimo atgal į kraują pasisavinamos visos reikalingos medžiagos – gliukozė, aminorūgštys, mineralinės druskos, vitaminai. Vandens kiekis antriniame šlapime sumažinamas iki 96%.
Oda atlieka nemažai svarbių funkcijų: šalinimo, metabolizmo, termoreguliacijos. Per prakaito liaukas išsiskiria ne tik vanduo, bet ir druskų bei šlapalo perteklius. Tuo pačiu metu į aplinką išsiskiria šiluma. Tai ypač intensyvu mankštos metu arba esant aukštai oro temperatūrai.
Anglies dioksidas
90 % anglies dioksido pašalinama per plaučius. Ląstelių lygiu dujų mainus vykdo raudonieji kraujo kūneliai – eritrocitai. Jie neša deguonį iš plaučių į ląsteles, o anglies dioksidą – priešinga kryptimi. Su šiomis medžiagomis eritrocitų hemoglobinas sudaro nestabilius junginius. Todėl kraujo judėjimasbūtina gyvenimo sąlyga.
Patekęs į ląsteles, deguonis iš karto patenka į organinių medžiagų oksidacijos reakcijas. Dėl to susidaro anglies dioksidas. Dėl difuzijos jis patenka į audinių skystį, o po to į kapiliarus. Čia susidaro nestabilus jo junginys – karbhemoglobinas. Toliau kraujas teka į dešinįjį prieširdį, tada į dešinįjį skilvelį ir plaučius. Čia karbhemoglobinas suyra, išskirdamas anglies dioksidą ir iškvepiamas iš kūno.
Karbamidas
Dar vienas atliekų produktas išsiskiria per inkstus. Tai diamido anglies rūgštis arba karbamidas. Nedidelis kiekis pašalinamas su prakaitu. Ši medžiaga daugiausia susidaro dėl aminorūgščių oksidacijos. Organizme karbamidas sintetinamas iš amoniako. Kūnui tai yra toksinas.
Karbamidas iš pradžių susidaro kepenyse. Tada jis krauju pernešamas į inkstus, iš kurių pašalinamas. Šio proceso pažeidimas gali sukelti druskų nusėdimą sąnariuose ir inkstuose.
Sunkiųjų metalų druskos
Medžiagos, priklausančios šiai atliekų produktų grupei, išsiskiria per kepenis ir žarnyną. Sunkiųjų metalų pavyzdžiai yra arsenas, chromas, gyvsidabris, kadmis, varis, švinas, aliuminis, nikelis.
Jų patekimo į organizmą š altiniai yra įvairūs. Tai įkvepiamas oras, tabako dūmai, sistemingas darbas su dažais ir lakais, vandeniu, vaistais. Paprastai sunkieji metalai nesutrikdo medžiagų apykaitos. Pavojus slypikad jie gali kauptis audiniuose ir pakenkti visoms organų sistemoms.
Taigi, būtina organizmo funkcionavimo sąlyga – išlaikyti jo vidinės aplinkos pastovumą. Todėl fiziologinių sistemų veiklą nuolat reguliuoja nervų sistema ir humoraliniai veiksniai. Jų koordinuotas darbas lemia medžiagų apykaitos procesų pusiausvyrą.
