Een normaal leven van een organisme is alleen mogelijk onder de voorwaarde van continue inname van voedingsstoffen en verwijdering van eindproducten van transformatie. In ons artikel leer je hoe metabolische processen plaatsvinden bij individuen van verschillende soorten.
Wat is metabolisme
Zelfs uit een leerboek over biologie herinnert iedereen zich dat het stofwisselingsproces uit twee onderling verbonden delen bestaat. Dit is dissimilatie en assimilatie. In het eerste geval vindt de splitsing van complexe organische stoffen plaats. Ze zijn de energiebron in het lichaam. Bij de oxidatie van 1 gram eiwit en koolhydraat komt dus 17,2 kJ vrij. Bij het splitsen van dezelfde hoeveelheid vet komt er 2 keer meer energie vrij.
De essentie van assimilatie ligt in de vorming van organische stoffen die kenmerkend zijn voor het lichaam. Metabolisme is dus het proces van stoffen die het lichaam binnenkomen, hun transformatie met de vorming van energie en de verwijdering van vervalproducten eruit.
Welke stoffen zijn nodig voor het levenorganisme
Een normaal leven van elk individu is mogelijk onder de voorwaarde van een constante toevoer van voedsel. Naast organische stoffen heeft het lichaam ook mineralen nodig. Allereerst is het water, dat een oplosmiddel is voor de meeste chemische verbindingen en de basis vormt voor metabolische processen.
Minerale verbindingen zijn niet minder belangrijk. De elementen waaruit hun samenstelling bestaat, reguleren veel processen. Calcium is bijvoorbeeld nodig voor de bloedstolling, ijzer - voor het transport van zuurstof. De aanwezigheid van jodium is een noodzakelijke voorwaarde voor de synthese van schildklierhormonen, en natrium en kalium voor het functioneren van zenuw- en spiercellen.
Afvalproducten: biologie
In elk levend organisme worden als gevolg van het metabolisme organische stoffen gevormd, die uitwerpselen worden genoemd. De meeste worden met behulp van gespecialiseerde organen naar de externe omgeving verwijderd. Dit proces is gericht op het handhaven van de constantheid van de interne omgeving. In biologieboeken wordt dit proces homeostase genoemd.
Sommige van de stoffen die organismen afscheiden, worden door andere soorten gebruikt. Zuurstof is bijvoorbeeld het bijproduct van de activiteit van plantencellen. Dit gas is de basis voor het bestaan van al het leven op aarde. Sommige dieren zijn coprofagen. Dit betekent dat ze zich voeden met uitwerpselen. Voorbeelden zijn mestkevers, diptera-larven, konijnen, hazen en chinchilla's.
Iedereen kent de nuttige producten van het leven van bijen: honing, was, propolis, perga, koninginnengelei. Deze stoffen hebben antimicrobiële,immunostimulerende en anti-allergische eigenschappen.
Uitvoersysteem uitwisselen
De structuur van het uitscheidingssysteem van het lichaam hangt af van het niveau van zijn organisatie, de manier van voeding en de kenmerken van de habitat. In eencellige, sponzen en coelenteraten worden stofwisselingsproducten door diffusie door het membraan verwijderd. Maar daar zijn speciale structuren voor. Bij protozoa worden onverteerde voedselresten overal in de cel of via speciale formaties in het membraan uitgescheiden. Zo hebben ciliaten poeder. Overtollig water en zouten worden verwijderd door samentrekkende vacuolen. Hun werking regelt ook het niveau van intracellulaire druk.
Bij ongewervelde dieren zijn de uitscheidingsorganen gespecialiseerde buizen of buisjes die naar buiten opengaan met poriën. Dit kunnen nephridia, malpighische vaten of groene klieren zijn.
Vanuit het menselijk lichaam worden afvalproducten uitgescheiden door de organen van het spijsverteringsstelsel, de luchtwegen, de urinewegen en door de huid. Elk van hen heeft zijn eigen specialisatie, maar alleen hun gezamenlijke werk kan de efficiëntie van metabolische processen garanderen. In dit geval brengt de schending van het ene orgaan een verandering in het werkingsmechanisme van een ander orgaan met zich mee. Als u bijvoorbeeld meer zweet, produceert u minder urine.
Water
Niet alle afvalstoffen worden uit het lichaam verwijderd. Sommige zijn nodig voor het normaal functioneren van cellen. Maar van de overmaat aan dergelijke stoffen moet het lichaamontdoen van.
Laten we beginnen met water. 20% van deze vloeistof verdampt via de huid samen met zweet, 15% wordt uitgeademd via de longen. Water wordt ook gevonden in de ontlasting en wordt via de darmen uit het lichaam verwijderd.
Het grootste deel van de vloeistof wordt via de nieren uitgescheiden met urine - tot 1,5 liter per dag. Dit is de helft van de totale hoeveelheid water. Er zijn twee fasen in de vorming van urine: filtratie en reabsorptie. Op een dag passeert een persoon 1500 liter bloed door de nieren. Als resultaat van filtratie wordt daaruit 150 liter primaire urine gevormd. Het is 99% water. Door reabsorptie wordt secundaire urine gevormd - 1,5 liter per dag. Dit proces vindt plaats in de tubuli van het nefron. Hier worden vanuit de primaire urine alle noodzakelijke stoffen terug in het bloed opgenomen - glucose, aminozuren, minerale zouten, vitamines. De hoeveelheid water in de secundaire urine wordt teruggebracht tot 96%.
De huid vervult een aantal belangrijke functies: uitscheiding, metabolisch, thermoregulerend. Via de zweetklieren wordt niet alleen water uitgescheiden, maar ook overtollige zouten en ureum. Tegelijkertijd komt er warmte vrij in de omgeving. Dit is vooral intens tijdens inspanning of hoge luchttemperatuur.
Kooldioxide
90% van de koolstofdioxide wordt via de longen verwijderd. Op cellulair niveau wordt gasuitwisseling uitgevoerd door rode bloedcellen - erytrocyten. Ze vervoeren zuurstof van de longen naar de cellen en koolstofdioxide in de tegenovergestelde richting. Met deze stoffen vormt erytrocytenhemoglobine onstabiele verbindingen. Daarom is de beweging van bloednoodzakelijke levensvoorwaarde.
Bij het binnenkomen van de cellen komt zuurstof onmiddellijk in de oxidatiereacties van organische stoffen. Als gevolg hiervan wordt koolstofdioxide gevormd. Door diffusie komt het in de weefselvloeistof en vervolgens in de haarvaten. Hier wordt de onstabiele verbinding carbhemoglobine gevormd. Verder stroomt het bloed in de rechterboezem, vervolgens in de rechterkamer en de longen. Hier wordt carbhemoglobine afgebroken, waarbij koolstofdioxide vrijkomt en het lichaam wordt uitgeademd.
Ureum
Er wordt nog een afvalproduct uitgescheiden via de nieren. Het is diamide koolzuur, of ureum. Een kleine hoeveelheid wordt met zweet verwijderd. Deze stof wordt voornamelijk gevormd als gevolg van de oxidatie van aminozuren. In het lichaam wordt ureum gesynthetiseerd uit ammoniak. Voor het lichaam is het een gif.
Ureum wordt oorspronkelijk gevormd in de lever. Het wordt vervolgens door de bloedbaan naar de nieren getransporteerd, van waaruit het wordt uitgescheiden. Overtreding van dit proces kan leiden tot afzetting van zouten in de gewrichten en nieren.
Zware metaalzouten
Stoffen die tot deze groep afvalstoffen behoren, worden uitgescheiden via de lever en darmen. Voorbeelden van zware metalen zijn arseen, chroom, kwik, cadmium, koper, lood, aluminium, nikkel.
De bronnen van hun binnenkomst in het lichaam zijn gevarieerd. Dit zijn ingeademde lucht, tabaksrook, systematisch werken met verf en lak, water, medicijnen. Normaal gesproken verstoren zware metalen de stofwisseling niet. Het gevaar schuilt indat ze zich kunnen ophopen in weefsels en schade aan alle orgaansystemen veroorzaken.
Dus, een noodzakelijke voorwaarde voor het functioneren van het lichaam is het handhaven van de constantheid van zijn interne omgeving. Daarom wordt de activiteit van fysiologische systemen constant gereguleerd door het zenuwstelsel en humorale factoren. Hun gecoördineerde werk bepa alt de balans van metabolische processen.
