Das Zellernährung ist der Prozess, durch den Zellen die chemische Energie verarbeiten und umwandeln, die in den Bindungen der verschiedenen Moleküle enthalten ist, die sie erhalten, um ihre innere Homöostase zu entwickeln, zu bewegen, zu vermehren und aufrechtzuerhalten.
Mit dem Begriff Ernährung beziehen wir uns allgemein auf den Prozess der Assimilation von Nahrungsmitteln durch lebende Organismen und auf die Verwendung von Nährstoffen, die aus diesen Nahrungsmitteln stammen, für Wachstum, Stoffwechsel und Reparatur von Körpergewebe.
Zellernährung ist die Untersuchung der Ernährung der verschiedenen Zelltypen, aus denen ein Organismus besteht (entweder einzellig oder mehrzellig), und im Grunde genommen die Analyse, wie Nährstoffe, die eine Zelle aus ihrer Umgebung aufnimmt, verwendet werden als:
- Biosynthetische Substrate.
- Substrate für den Energiestoffwechsel.
- Substrate für die Katalyse eines der beiden vorherigen Verfahren.
- Strukturkomponenten von Zellorganellen.
Artikelverzeichnis
Zellen sind hochdynamische und aktive Einheiten, deren Funktion von einer Reihe interner chemischer Reaktionen und Prozesse abhängt..
Damit zelluläres Leben möglich ist, muss eine Zelle in der Lage sein, die sie umgebenden Elemente, die zur Herstellung oder Herstellung ihrer inneren Komponenten erforderlich sind, sowie die energetischen Verbindungen, aus denen genügend Energie gewonnen werden kann, von der sie umgebenden Umgebung zu empfangen oder zu entnehmen Führen Sie diese Prozesse aus.
Alle Zellen, gut sein Heterotrophe (die ihre Nahrung von anderen Organismen beziehen) oder Autotrophen (die in der Lage sind, ihre eigenen Lebensmittel zu produzieren) benötigen mehr oder weniger die Eingabe von "Schlüsselnährstoffen" für ihr ordnungsgemäßes Funktionieren.
In einzelligen Organismen werden diese Nährstoffe im Allgemeinen aus der Umwelt gewonnen und häufig von von ihnen (oder anderen) sezernierten Enzymen "vorverarbeitet", um sie "assimilierbarer" oder "transportabler" zu machen..
Für die Zellen mehrzelliger Organismen ist es ähnlich, da Zellen nicht nur von dem abhängen, was wir als "Nährstoffe" aus der Umwelt betrachten, sondern auch eine Vielzahl von Chemikalien benötigen, die endogen von Körpersystemen produziert werden, um zu funktionieren, nämlich:
- Hormone
- Wachstumsfaktoren
- Vitamine
- Trägerproteine
- Elemente der extrazellulären Matrix
Es ist wichtig zu erwähnen, dass Zellen spezifische Nährstoffe benötigen, nicht nur für ihre Funktion und ihr Überleben, sondern auch für ihre Vermehrung und Differenzierung..
Diese sind als essentielle Nährstoffe bekannt und werden so genannt, weil sie nicht in den von der Zelle benötigten Mengen intern synthetisiert werden können. Daher müssen sie aus der extrazellulären Umgebung gewonnen werden.
Neben essentiellen Nährstoffen benötigen Zellen andere Nährstoffe, die wir als Energienährstoffe bezeichnen können, wie Monosaccharide, Fettsäuren und / oder Aminosäuren. Zellen extrahieren aus diesen Nährstoffen enorme Mengen an Energie, die für unzählige Prozesse nützlich sind.
Der Bedarf an essentiellen Nährstoffen und Energie kann je nach Zelltyp sehr unterschiedlich sein, insbesondere wenn es sich um tierische Zellen (normalerweise heterotrophe) oder pflanzliche Zellen (normalerweise autotrophe) handelt..
Neben den genannten Nährstoffen gibt es noch eine weitere grundlegende Komponente für das Zellleben: Wasser. Alle Zellen, unabhängig vom Organismus, müssen sich in wässriger Umgebung befinden, und es ist nicht verwunderlich, dass hier die benötigten Nährstoffe aufgelöst oder solubilisiert werden müssen..
Die Bedingungen einer solchen wässrigen Umgebung, der pH-Wert, die Osmolarität, die Temperatur, die Dichte und die Konzentration von Nährstoffen verstehen, bestimmen in hohem Maße den Ernährungs- und Energiebedarf einer Zelle.
Die zelluläre Ernährung besteht im Wesentlichen aus drei grundlegenden Prozessen:
- die Aufnahme oder der Transport von Nährstoffen in das Cytosol
- die Verarbeitung dieser Nährstoffe
- Ausscheidung oder Entsorgung von Abfällen oder nicht verwendetem Material
Das Stadium der Absorption oder des Transports von Nährstoffen zum Cytosol wird durch endozytische Prozesse erreicht, durch die Zellen kleine, mittlere und sogar große komplexe Moleküle oder andere ganze Zellen einführen können!
Die Endozytose kann durch Phagozytose erfolgen, bei der Partikel (oder aus einer anderen Zelle) aufgenommen werden, oder durch Pinozytose, bei der flüssige Partikel aufgenommen werden.
Diese beiden Prozesse können sehr unspezifisch sein, es sei denn, sie beinhalten die Anwesenheit spezieller Rezeptoren und Liganden, so dass eine spezifische Erkennung der durch die Membran zu transportierenden Moleküle erfolgt..
Endozytose, welcher Art auch immer, besteht aus der "Faltung" der Plasmamembran um das zu endozytierende Material und der Bildung eines "Vesikels", das in der Zelle internalisiert wird. Diese Vesikel werden intern über den endozytischen Weg transportiert, dessen endgültiger Bestimmungsort normalerweise das Lysosom ist.
Lysosomen sind zelluläre Organellen, die mit zahlreichen hydrolytischen Enzymen beladen sind, die für den Abbau oder die "Verdauung" internalisierter Materialien und die anschließende Freisetzung der Grundelemente, aus denen sie bestehen, verantwortlich sind..
Einige Moleküle können aufgrund ihrer physikalischen und chemischen Eigenschaften die Zellmembran frei passieren, so dass sie durch einfache Diffusion eintreten.
Andere Moleküle oder Nährstoffverbindungen der extrazellulären Umgebung treten durch aktiven Transport oder durch erleichterte Diffusion ein, was bedeutet, dass es spezielle Systeme für ihren Transport gibt, unabhängig davon, ob dies einen Energieaufwand erfordert oder nicht..
Wenn die notwendigen Nährstoffe durch Endozytose in das Cytosol eingeführt werden, werden sie von den Lysosomen oder einigen freien Enzymen im Cytosol in "kleinere Teile" zerlegt..
Diese "kleineren Teile" nutzt die Zelle als Kohlenstoff- und Energiequelle für Stoffwechselprozesse, entweder zur Extraktion und / oder Umwandlung von Energie oder zur Synthese neuer zellulärer Elemente..
Obwohl Zellen die Nährstoffe, die sie aus ihrer Umgebung erhalten, sehr effizient nutzen, gibt es häufig Moleküle oder Verbindungen, die nicht in kleinere Teile zerlegt werden können, oder es gibt einfach Substanzen, die während des Abbaus entstehen und toxisch sein können und eliminiert werden müssen.
Diese Elimination ist das, was wir als Ausscheidung kennen und besteht darin, alles, was nicht verwendet wurde oder was ein "gefährliches" Nebenprodukt bei der Verarbeitung absorbierter Nährstoffe ist, aus der intrazellulären Umgebung zu extrahieren..
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