Biologija: Hrana i Metabolizam

Probavni ili digestivni sustav

• Probavni sustav je odgovoran za hemijsko i/ili mehaničko razlaganje hrane na sitne čestice kako bi se mogle apsorbirati u ćelije organizma.
• Životinje stalno troše tvari i energiju za održavanje života i izgradnju tijela, te stoga uzimaju hranu.
• Potreba za hranom varira kod različitih životinja, kod štakora je manja od 15% ukupne tjelesne mase, dok je kod čovjeka veća od 10% (75 kg – 5,5 kg hrane i vode + 5 kg vazduha).
• Bazalni metabolizam, osnovna mijena tvari kod čovjeka u stanju mirovanja i gladovanja, iznosi od 1400-1900 kcal/24h.
• Lakši fizički rad povećava bazalni metabolizam na 2500 kcal / 24h, a teži rad na 4500-5000 kcal / 24h.
• Metabolizam je proces mijenjanja tvari i podrazumijeva izgradnju novih biomolekula.

Funkcija probavnog sustava

• Uzimanje hrane i vode
• Razlaganje hrane
• Uklanjanje neprobavljenih materija.

Zadaća metabolizma

• Hrana → metabolički procesi → biomolekula i energija
• Izgradnja tvari do sastavnih dijelova
• Izgradnja novih biomolekula
• Energijska mijena tvari
• Dobivanje energije iz hrane.
• U sisavaca, 1 gram ugljikohidrata sadrži 17,1 kJ (4,1 kcal) energije
• Bjelančevine sadrže 17,1 kJ (4,1 kcal) energije
• 1 gram masti sadrži 38,8 kJ (9,3 kcal) energije.

Organizmi:

• Autotrofni organizmi - sintetiziraju hranu iz CO2, H2O i mineralnih tvari korišćenjem sunčeve energije (fotosinteza).
• Heterotrofni organizmi - uzimaju hranu iz drugih organizama, biljaka ili životinja.
• Sve životinje su heterotrofni organizmi
• Saprofitski (saprozoički) organizmi - apsorbiraju hranu iz mrtvih ostataka drugih organizama.

Hrana

• Hrana su tvari koje u prirodnom stanju ili nakon razgradnje mogu prolaziti kroz staničnu membranu i koristiti se za rast i energiju.
• Tvari za izgradnju: proteini, lipide, soli i voda
• Tvari za dobivanje energije: ugljikohidrati, masti i proteini
• Vitamini topljivi u vodi (kompleks vitamina B, vitamin C)
• Vitamini topljivi u mastima (A, D, E i K).

Hranidbene tvari:

• Voda: (63% čovjekove tjelesne mase) – najvažnije za hemijske reakcije
• Minerali (CI, K, Na, Ca, Mg, Fe, Zn). Važni za regulatorne funkcije
• Organske tvari. uključujući proteine, vitamine i hormone, igraju važnu ulogu u izgradnji i funkcionisanju tijela.

Način uzimanja hrane

• Osmoza:
• Okružujući: korjenonošci (amebe)
• Potiskujući: gujavice, trpovi
• Procjeđujući: trepljičarke, spužve, kolnjaci, školjkaši i kitovi
• Gutajući: virnjaci
• Sisajući: Oblici

Uzimanje tekuće hrane

• Medicinske pijavice: probadaju kožu i sisaju krv.
• Mnogi kukci: sisaju krv
• Šišmiši: sisaju krv
• Pauci: ubiju plijen, natope ga enzimima i usisaju tečnost.
• Zvjezdači: izbacuju želudac.
• Trčci: izlučuju enzimske sokove za rastvaranje hrane.

Hvatanje plijena

• Riječni rak, Škorpion, bogomoljka, sisavci: Vjeverice, miševi, ježevi, macke, medvjedi - koriste prednje noge za hvatanje
• Ličinke: koriste krinku
• Grabežljive ribe: koriste zube
• Zmije: ubijaju otrovom, gutaju cijelog plijena
• Žabe: duži jezik koriste za hvatanje.
• Mravojed: ljepljivi jezik

Kornjače, Ptice i Sisavci

• Kornjače: nemaju zube, razlažu hranu rožnatim pločama - neprožvakana hrana.
• Ptice: hvatanjem hrane kljunom i nogama, gutanjem hrane, imaju volju i mišićni želudac
• Sisavci: koriste zube za razlaganje hrane, usitnjavaju i žvaču.
• Heterodontno zubalo – raznovrsni zubi (sjekutići, očnjaci, pretkutnjaci, kutnjaci).
• Kod sisara postoji i izmjena zuba (mliječni i trajnit zubi)

Klasifikacija životinje prema ishrani

• Mesožderi: jedu meso (živo ili mrtvo)
• Biljojedi: jedu biljke (sjeme, lišće, cvijeće, biljni sok, drvo)
• Svejedi: jedu i meso i biljke.

Životinje – specijalizirane u ishrani

• Monofagi - hrane se samo jednom vrstom organizama.
• Oligofagi - hrane se jednom skupinom organizama koji su srodni s evolucijskog gledišta.
• Disjunktni oligofagi - hrane se srodnim organizmima, ali ne iz iste grupe ili roda.
• Polifagi - jedu mnoge različne vrste organizama.

Probava

• Neophodna je za heterotrofne organizme da razgrađuju velike hranljive materije u manje čestice kako bi se mogle apsorbirati.
• Bjelančevine u aminokiseline
• Ugljikohidrati do monosaharida
• Masti do glicerola i masnih kiselina

Razlaganje organskih tvari je hidroliza

• Enzimi ubrzavaju proces razlaganja.
• Bjelančevinama se pomaže razlaganje djelovanjem enzima proteinaza, peptidaza, koji ih pretvaraju u aminokiseline.
• Ugljikohidratima se pomaže razlaganje djelovanjem enzima karbohidraza, koji ih pretvaraju u disaharide i monosaharide.
• Mastima se pomaže razlaganje djelovanjem enzima lipaza do masnih kiselina i glicerola.
• Proizvodi se resorbiraju (preuzimaju) u unutrašnjost tijela

Oblici probavnog sustava

• Intracelularna (unutar ćelije): jednostavna.

• Praživotinje - koriste hranidbene mehurčiće

• Školjkaši koriste ekstracelularnu probavu u hranidbenim mjehurićima.

• Ekstracelularna (unutar probavnog sistema): složena.

• Korjenonošci

• Praživotinje sa pelikulom

Oblici probavnog sustava kod životinja:

• Spužve: procjeđivanjem vode filtriraju hranu kroz pore
• Neprohodno probavilo:
• Virnjaci, žarnjaci koriste usni otvor
• Mnogostanične životinje veliki otvori (gastrovaskularni sustav)
• Prohodno probavilo:
• Usta, probavni sustav i analni otvor
• Školjkaši, kolutićavci, člankonošci, mekušci, kralježnjaci itd.

Jetra i gušterača

• Jetra: stvaranje žuči (emulgiranje masti), neutralizacija tvari, stvaranje mokraće, pohrana glikogena, razgradnja eritrocita
• Gušterača: egzokrina funkcija (sok sa enzima koji razgrađuju ugljikohidrate, bjelančevine i masti). Endokrina funkcija (hormoni inzulin i glukagon).

Debelo crijevo

• Funkcija je apsorpcija vode i stvaranje fekalija.
• Skladište neprobavljenih ostataka hrane
• kod biljojeda je veliko
• kod mesoždera je kratko

Dužina crijeva prema vrsti hrane

• Dužina je proporcionalna vrsti ishrane.
• Biljojedi - duža crijeva za bolje iskorištenje hranjivih materija.
• Mesožderi -kraća crijeva.

Usna šupljina

• Mehanička obrada hrane
• Djelomično razlaganje hrane kod nekih životinja.
• Pomoćni organi: zubi, jezik, pljuvačne žlijezde.

Ždrijelo (pharynx)

• Prostor između usne i nosne šupljine, grkljana i jednjaka.
• Ima više otvora koji ga povezuju sa okolnim šupljinama.

Jednjak (esophagus)

• Cijev za transport hrane do želuca
• Naboran u mirovanju (kod sisavaca)
• Peristaltika za pomicanje hrane.

Želudac (ventriculus)

• Mesožderi – jednostavan želudac, obložen jednoslojnim cilindričnim epitelom.
• Izlučuje želučani sok: sluz, enzim pepsin, solna kiselina
• Položaj želuca varira ovisno o vrsti hrane.
• Preživači imaju višedjelni želudac (burag, kapura, knjižavci i sirište) za mikrobiološko razlaganje hrane.

Tanko crijevo

• Dvanaesnik (duodenum) početak tankog crijeva gdje se probavljaju probavni sokovi, jetre i gušterače
• Probavljeni sastojci se apsorbiraju u krv.
• Probavilo varira u dužini ovisno o vrsti ishrane.

Jetra i gušterača

• Organski odgovornosti proizvodnje žuči, obrade hranjivih materija i reguliranje šećera u krvi.

Ovaj kviz testira vaše znanje o hrani i metabolizmu u organizmima. Bit ćete postavljeni pred pitanja o probavnom sistemu, hranidbenim tvarima i funkcijama vode. Pripremite se da provjerite svoje biološke vještine!