Az emésztés 1.4

felszívódás , sejtszintű anyagcsere , 

Az anyagcsere sejtszinten a szervezetbe jutott tápanyagok (szénhidrátok, zsírok, fehérjék) lebomlását és átalakítását jelenti a sejteken belül, amelynek során energia szabadul fel, és a sejt a saját építőköveit állítja elő. Ezt a folyamatot a szervezet szintjén táplálkozás, légzés és kiválasztás kíséri, míg sejtszinten olyan folyamatok zajlanak, mint a sejtlégzés, a fehérjeszintézis és a transzportfolyamatok.

Az ételekben lévő tápanyagokat tápcsatornánk elkülöníti a felhasználhatatlan anyagoktól. Ahogy a táplálék végighalad egy csaknem 9 méter hosszú csövön, a bélcsatornán, fizikai és kémiai szempontból is átalakul. A keményítő, a fehérjék és a zsírok óriásmolekulái építőköveikre bomlanak, vagy­is megemésztődnek. Az emésztést a felszívódás követi. Ekkor a megemésztett tápanyagok és a hasznos kisebb molekulák a bélcsatorna üregéből a vérkeringésbe kerülnek. A szervezet számára szükséges anyagokat a vér a sejtekhez szállítja. Az emészthetetlen anyagok a bélcsatornából a végbélnyíláson keresztül távoznak. A növényi rostok az emészthetetlen anyagok közé tartoznak. Ezeket nem hasznosítjuk tápanyagként, nem emésztjük meg, és nem is szívódnak fel. Mégis fontosak számunkra, mert elősegítik a bélcsatorna normális mozgásait. A bélfal körkörös és hosszanti lefutású simaizmai felváltva húzódnak össze, így az anyagokat a végbél felé hajtják. A növényi rostok serkentik a simaizmok működését.

A felszívódás a vékonybélben történik leginkább, ahol a bélbolyhok és a mikrobolyhok hatalmas felületet biztosítanak a tápanyagok véráramba jutásához. A vastagbél elsősorban vizet, vitaminokat és ásványi anyagokat szív fel. A folyamat lényege, hogy a tápanyagok a bélfal hámsejtjein keresztül jutnak be a vérkeringésbe, míg a káros anyagok kiszűrődnek. Ha a felszívódás nem megfelelő, felszívódási zavar (malabszorpció) lép fel, ami hiányállapotokhoz vezethet. A nem megfelelő felszívódás hiányállapotokhoz, puffadáshoz, hasmenéshez, gázképződéshez és egyéb tünetekhez vezethet.

Főbb sejtszintű anyagcsere-folyamatok:

Táplálék lebontása és átalakítása:

A szervezetbe jutott tápanyagok, mint a szénhidrátok, zsírok és fehérjék a sejtekben lebomlanak, és energiává, szén-dioxiddá és vízzé alakulnak.

Sejtlégzés:

Az oxigén felhasználásával zajló energia-felszabadító folyamat, amely a tápanyagokból nyeri az energiát.

Fehérjeszintézis:

A sejtek saját fehérjéinek felépítése, ami a sejtek növekedéséhez és működéséhez szükséges.

Anyagok szállítása (transzportfolyamatok):

A sejteken belüli és a sejtek közötti anyagok mozgatása, beleértve a tápanyagok felvételét és a hulladékanyagok leadását.

Ez a komplex biokémiai folyamat teszi lehetővé a szervezet működését, a növekedést és a regenerációt a legkisebb egységen, a sejten belül.

Az emberi testben 100 billió mikroorganizmus él, az emberi bélrendszeben pedig valahol 400 és 1000 közötti számú faj él. Ezek a fajok szorosan hozzátartoznak a szervezetünkhöz, nélkülük az egészséges élet lehetetlen. Összességük a bélflóra vagy mikrobiom, melyet egy külön szervként is nevezhetünk.

A vékonybélben folyó felszívódást a bélbolyhok segítik elő. A bélbolyhokat borító hámsejtek tetejét sejtenként kb. 1700-2000 mikroboholy szegélyezi, ami a felületet 35-40-szeresére növeli. A bél belső felszíne egy olyan barrier (határ, gáta), amely szabályozza, hogy milyen anyagok juthatnak be a szervezetünkbe.Azok a tápanyagok, melyek szükségesek a hámsejteken és a köztük lévő résen keresztül bejutnak a vérkeringésbe, míg a káros anyagok, “mérgek” nem juthatnak át a védőgáton, amennyiben az ép. A vékonybélben az emésztést segítő enzimek is jelen vannak.

A vastagbél lényegesen tágabb, mint a vékonybél. A vastagbél emésztőnedveket nem termel, csak a bélnyálkahártyát védő nyákot (mucint). A vastagbél legjelentősebb működése a nagyfokú vízfelszívás, amelynek során a béltartalom egy negyedére – egy hatodára besűrűsödik. Más anyagok a vastagbélből alig szívódnak fel. A vastagbélben csak időnként indul meg nagy tömegű hullámmozgás, mely előbbre viszi a béltartalmat .

A sejt 

A sejt az élőlények legkisebb önálló életet mutató egysége. Ez a legkisebb olyan egység, amely még anyagcserére és szaporodásra is képes , testünkben közel  5x10¹⁵  sejt található. Egy átlagos sejt nagysága 10 µm, tömege közel 1 nanogramm.

Minden sejt önfenntartó működésre is képes. Képes tápanyagait energiává alakítani, speciális funkciókat végrehajtani, megismételni önmagát (osztódni), ha szükséges. Őrzi magában a saját magát kivitelezni és reprodukálni képes lehetőséget. A sejtek számos képességgel rendelkeznek : Osztódás ,vagy Anyagcsere, beleértve a tápanyag felhasználást, az energia átalakítását, molekulák, vegyületek létrehozását. A sejt működése függ képességeinek kihasználásától, amit a tárolt kémiai anyagok felhasználásból nyer.

Nukleinsav- és fehérjeszintézis, funkcionális sejtrészek szintézise, mint az enzimek. A tipikus emlős sejtek közel 10 000 különböző fehérjét és 40-100 Golgi-készüléket tartalmaznak.

Reagál a külső és belső változásokra, mint például a hőmérséklet vagy a pH megváltozására.

Transzportfolyamatai vannak, környezetével dinamikus kölcsönhatásban van. A sejtet egy féligáteresztő (szemipermeábilis) hártya, a külső membrán vagy sejthártya határolja, a benne lévő anyag lényegében félig folyékony, kolloid állapotú szerves és szervetlen anyagok keveréke. A sejthártyát két lipidréteg alkotja, benne globuláris fehérjemolekulák találhatók.  A sejtmagvas élőlények az eukarióták.

Az eukarióta sejtek fénymikroszkóppal vizsgálva két nagy részből állnak : a magból (nukleusz, karion) és a magot körülvevő citoplazmából.

A citoplazma tartalmazza a sejt különböző organellumait, vázrendszerét és az ezeket körülvevő alapállományt, a citoszolt. Az elkülönült sejtmag jelenléte definíciószerűen az eukarióta sejt egyik legjellegzetesebb tulajdonsága.

A sejt a sejtciklusban képes megkettőzni DNS-ét és osztódni két utódsejtre.

Az emberi sejtek nagyon sokfélék , átlagban 200 féle ,  a legnagyobb a petesejt , a legkisebbek pedig az a vérlemezkék . A sejtet a külvilágtól a félig áteresztő hártyaként működő, fehérjékből és lipidekből felépülő sejtmembrán vagy sejthártya választja el, melyen belül helyezkedik el citoplazma által körülvett sejtmag. A citoplazma félfolyékony állományából és sejtalkotókból áll. A félfolyékony állomány vízben oldott sókat, fehérjéket, szénhidrátokat és lipideket tartalmaz. A sejtalkotók nagyrészt a sejtmembrán képletei (Golgi-komplex, mitokondrium, lizoszómák, endoplazmás retikulum), melyek a sejt szintetizáló, energiaszolgáltató és raktározó folyamataiban vesznek részt. A sejtmagot a maghártya választja el a citoplazmától. Benne található a magvacska és a magnedv. A magvacska tartalmazza a sejt kromoszómakészletét, a sejt örökítőanyagát. A magnedv összetétele hasonló a citoplazmáéhoz.

A sejtek felszínén a többi sejtekkel kapcsolatot teremtő, illetve felületnövelő szerkezetek és mozgási szervecskék találhatók.

Az emberi sejteket két nagy csoportra oszhatjuk: testi vagy szomatikus sejtek és ivarsejtek.

 

A SEJT FELÉPÍTÉSÉT AZ ALÁBBIAKBAN VÁZOLJUK

Sejtmembrán- a sejtet körülvevő membrán két lipidrétegből áll, ezért kettős membránnak nevezzük. A plazmamembránban jelen lévő lipidek foszfolipidek.

Ezek a rétegek nagyon sok zsírsav-építőkőből épülnek fel. A zsírsavnak két része van. Egy kicsi, hidrofil fej (a hidrofil a görög hydro – víz és philos – szeretni szóból áll, és „vízszeretőt” jelent). A zsírsav másik része a hosszú, víztaszító, vagy hidrofób (phobos- félni) farok. A sejtmembránban ezek a molekulák úgy helyezkednek el, hogy a két lipidréteg farkai egymás felé néznek a membrán belsejében, a fejek pedig a membrán külsö rétegét alkotják.

Csatornák/pórusok - A kép egy csatornát ábrázol, ami a plazmamembránban helyezkedik el. A csatornákat olyan fehérjék alkotják, amiknek az a feladatuk, hogy szabályozzák a víz és a tápanyagok beáramlását a sejtbe.

Sejtmag- a sejtmag a sejt irányítóközpontja. Ez a legnagyobb sejtszervecske, és itt található a DNS.

Minden sejt DNS-e kromoszómákból épül föl. A DNS tartalmazza mindazt az információt, ami a sejt működéséhez és szaporodásához szükséges.

A sejtmag belsejében van még egy szervecske, a magvacska. Ez felelős a riboszómák előállításáért.

A sejtmagot maghártya (a szoba fala) veszi körül. Rajta kis köröcskéket láthatsz, ezek a pórusok. Ezen keresztül mozognak a riboszómák és más anyagok a sejtmagba be vagy onnan ki.

Endoplazmatikus hálózat (retikulum)- Az endoplazmatikus hálózat egy membránrendszer, ami az egész sejtet átszövi. Két típusa van.

Ha riboszómák kapcsolódnak hozzá, durva felszínű, vagy riboszómális ER-nek, ha nincsenek riboszómák, akkor sima felszínű ER-nek nevezzük.

A fehérjeszintézis nagy része a RER-ben zajlik. A SER feladata a sejt lipidszintézise. A SER segít a sejtbe kerülő mérgező anyagok

Riboszómák- olyan sejtszervecskék, amik a fehérjeszintézist végzik. A riboszóma két, alegységnek nevezett részből épül fel.

Ezek a nevüket a méretükről kapták. Az egyik nagyobb, mint a másik.

Mindkét alegység szükséges a sejt fehérjeszintéziséhez. Mikor a két alegység összekapcsolódik egy speciális információhordozó egységgel, a messenger RNS-sel, fehérjét szintetizálnak.

Ezek a nevüket a méretükről kapták. Az egyik nagyobb, mint a másik.

Mindkét alegység szükséges a sejt fehérjeszintéziséhez. Mikor a két alegység összekapcsolódik egy speciális információhordozó egységgel, a messenger RNS-sel, fehérjét szintetizálnak.

Golgi-készülék- Olyan sejtszervecske, ami azért felel, hogy az ER által szintetizált fehérjék megfelelően legyenek osztályozva és szállítva.

Ahogy a Postán, ahol meg kell adnunk a helyes címet, ha azt akarjuk, hogy a levelünk megérkezzen, az ER-ben keletkező fehérjéket is a célállomásra kell küldeni.

A sejtben a „postázást” és a szétválogatást a Golgi-készülék végzi. Ez a fehérjeszintézis egy nagyon fontos része. Ha a Golgi-készülék hibázik, előfordulhat, hogy bizonyos funkciók egyszerűen leállnak a megfelelő fehérje hiányában.

A sejtszervecskét egy olasz fizikusról, Camillo Golgiról nevezték el. Ő volt az első, aki megfigyelte, és leírta az organellumot. Ezért is van az, hogy ez az egyetlen sejtszervecske, aminek a nevét nagybetűvel írjuk.

Mitokondrium- Ez a sejt erőműve. Ő alakítja át a táplálékból származó energiát ATP-vé.

Minden sejttípusban más-más számú mitokondrium található. Azokban a sejtekben, amik több munkát végeznek, mint például a lábban lévő izomsejtek vagy a szívizomsejtek, több található. Más sejteknek a működéshez kevesebb energiára van szüksége, bennük a mitokondriumok száma is kevesebb.

Kloroplasztisz- Az a sejtszervecske, ahol a fotoszintézis lejátszódik. Ebben az organellumban alakul át a fényenergia biológiai energiává.

Kloroplasztisz csak a növényi sejtekben van, az állatiban nincs. A keletkező kémiai energiát a növények arra használják, hogy szénhidrátokat, például keményítőt állítsanak elő, amit aztán elraktároznak.

A kloroplasztiszban színes festékszemcsék, klorofillok találhatók. Ezek felelősek a Napból érkező fényenergia megkötéséért.

Vezikulum-ez a kifejezés a szó szoros értelmében azt jelenti, „kis edény”. Ez a sejtszervecske segít raktározni és szállítani a sejt által előállított anyagokat.

Olyanok, mint egy kamion. Néhány vezikulum a sejtben szállítja az anyagokat, mások pedig a sejten kívülre. Ez utóbbi folyamatot exocitózisnak nevezzük.

Vakuólum- egyes növényi sejtek úgy néznek ki, mintha egy nagy üres lyuk lenne a közepén. Ezt a lyukat hívjuk vakuólumnak.

Ne tévesszen meg a látszat, a vakuólum valójában nagy mennyiségű vizet tartalmaz, és fontos anyagokat, cukrokat, ionokat és festékanyagokat tárol.

Cytoplasm- egy kifejezés, ami a sejtmagon és a sejthártyán kívül az egész sejtet magába foglalja. Bár a rajzon ez nem látszik, a citoplazma nagy része víz.

Néhány érdekes tény az emberi test és a víz kapcsolatáról:A felnőtt emberek szervezete 50-65% vizet tartalmaz

A gyermekek teste több mint 75% vizet tartalmaz

Az emberi agy 75% vizet tartalmaz

Sejtfal és plazmodezma- A sejtmembránon túl a növényi sejt sejtfalat is tartalmaz. A sejtfal a növényi sejteket segíti és védi.

A sejtmembránnal ellentétben, a sejtfalon nem tudnak átjutni az anyagok. Ez a növényi sejtek számára problémát jelentene, ha nem lennének speciális nyílások, a plazmodezmák.

A növényi sejtek ezeken a nyílásokon keresztül tudnak kommunikálni, és az anyagokat kicserélni, mert itt a sejtmembránok érintkeznek, és így az anyagok tudnak áramolni.

Peroxiszóma- Ezek gyűjtik össze, és biztonságosan semlegesítik a sejt számára mérgező anyagokat.

Centriólum- Csak állati sejtekben található meg, és a sejtosztódásnál lépnek működésbe. A kromoszómák elrendeződését segítik.

Lizoszómák- a Golgi-készülékben keletkeznek. A nagy molekulákat alkotórészeikre bontják, amit a sejt tud használni.

Sejtváz- filamentumokból és tubulusokból áll. A sejt alakjának megőrzésében, és a citoplazma áramoltatásában segíti a sejtet. Az egész sejtet behálózza, de a könnyebb szemléltethetőség kedvéért csak egy helyen ábrázoljuk.