Trávení

Trávení(digesce), někdy takézažívání, jemetabolickýbiochemický proces, jehož cílem je získáníživinzpotravy. V rámci trávení se potravarozkládána jednodušší látky, které jsou dostatečně malé, aby mohly býtabsorboványv těle. Trávení je typické proživočichya většinuheterotrofníchrostlin.
Při trávení sedisacharidyasacharidymění na jednoduchécukry,tukyse štěpí na (acyl)glycerolamastné kyseliny,bílkovinyzase naaminokyseliny.Nukleové kyselinyse štěpí nanukleotidy, ty dále nanukleosidyakyselinu fosforečnou.Když je proces trávení ukončen, dochází kevstřebáváníživin. U vyšších živočichů se tak děje převážně vtenkém střevěa částečně i vtlustém střevě.
Hlavním mechanismem trávení je tzv. hydrolytický rozklad pomocíhydrolytických enzymů, který urychluje rozklad složitých řetězců tím, že usnadňuje jejich reakci s molekulamivody. Existují specializované hydrolytické enzymy pro každý typ látek: pro bílkoviny, tuky i sacharidy. Před vlastním trávením však často dochází krozmělňování potravy, a tím zvýšení plochy, na kterou mohou působitenzymy.
Je nutné zabránit tomu, aby docházelo k trávení vlastních tkání, a proto se digesce provádí ve více či méně specializovaných částech těla. Nejjednodušším způsobem trávení se vyznačujíprvociaživočišné houby. Tyto primitivní organismy tráví veškerou potravu uvnitř svých buněk, čemuž se říká nitrobuněčné trávení. Pohlcují částečky potravyfagocytózoua tráví ji uvnitř váčků (potravní vakuoly).
U vyspělejšíchživočichůse k trávení vyvinuly speciálníorgánové soustavy, které umožňují tzv. mimobuněčné (extracelulární) trávení.
U vyšších živočichů s mimobuněčným trávením vznikly rozličné druhytrávicí soustavy. Základní podmínkou je, aby tato soustava byla spojena s vnějším prostředím, a to zejména kvůlipříjmuavylučovánípotravy. Výhodou mimobuněčného trávení je fakt, že se do vnitřních nebuněčných prostorů vejde daleko větší množství natrávené potravy.
Nejjednodušším druhem trávicí soustavy jegastrovaskulární soustava, neboli láčka. Ta má pouze jeden otvor, společný přijímací i vyvrhovací. Najdeme ji u např. u kmenežahavci(Cnidaria) ažebernatky(Ctenophora), modelovým organismem jenezmar. Nezmar pomocížahavých buněkochromíkořista vtáhne ji pomocíchapadeldo láčky. Vnitřní povrch láčky je vystlán buňkami, které vylučujítrávicí enzymy. Poté se malé částečky potravy dostanou do buněk nezmara, kde probíhá zbytek procesu trávení. Nestrávené zbytky odchází otvorem ven.
Ostatní kmeny živočichů, jako jsou napříkladhlístice,kroužkovci,měkkýši,členovciastrunatci(včetněčlověka), mají trávicí soustavu průchozí, s jedním otvorem přijímacím (ústní otvor) a jedním vyvrhovací (u člověkařitní otvor). Výhodou tohoto systému je možnost trávit část potravy a zároveň už ústním otvorem přijímat další.
Celá trávicí soustava je většinou rozčleněná na několik částí. Ačkoli mohou u různých druhů živočichů některé části chybět, obecně jsou tyto části zejména:ústní otvor,hltan,jícen,vole,žaludek(někdy navícsvalnatý žaludek),střevo(někdy dále rozčleněné) ařitní otvor.
Trávenísacharidůzačíná vústní dutině. Zde seškrobaglykogen(polysacharidy) z potravy rozkládají pomocí enzymuamylázy(ptyalinu), který je obsažen veslinách. Amyláza mění v ústech,jícnuahltanupolysacharidy nadisacharidmaltózu.
Další fáze trávení sacharidů se odehrává vtenkém střevě. Zde se rozkládají pomocí enzymu amylázy, který tentokrát vylučujeslinivka břišní, i další polysacharidy., opět na disacharid maltózu. Další enzym,maltáza, rozkládá maltózu na dvě molekulyglukózy. V tenkém střevě se však rozkládají i jiné cukry, například enzymsacharázarozkládásacharózunafruktózua glukózu,laktázarozkládálaktózunagalaktózua glukózu. Tyto jednoduché cukry jsou následně vstřebány dokrve.
Tráveníproteinůzačíná vžaludku, kde se potrava mísí sžaludečními šťávami, jež vylučuje stěna žaludku. Tímto promícháním vzniká kašovitátrávenina. V žaludeční šťávě je poměrně vysoká koncentracekyseliny chlorovodíkové(HCl). Díky ní je v žaludku velmi kyselé prostředí apHje kolem 2. Taková acidita by například byla dostačující k rozpuštěníželeznýchhřebíků.Toto kyselé prostředí vede k narušenímezibuněčné hmotymezi buňkami potravy a dále ničíbakterie(baktericidníúčinky).
Vylučování žaludečních šťáv řídíhormongastrin. Ten zajišťuje, aby zbytečně nebyly produkovány enzymy v době, kdy je žaludek prázdný.
Součástí žaludečních šťáv je taképepsin, který rozkládá bílkoviny na menšípolypeptidy. Aby pepsin netrávil i stěny žaludku, je vylučován v inaktivní formě, jako tzv.pepsinogen. Jiné buňky stěny vylučují již zmíněnoukyselinu chlorovodíkovoua reakcí pepsinogenu a HCl teprve vzniká v určité vzdálenosti od stěny žaludku pepsin. Přes toto opatření (a přesto, že je na stěně žaludkuhlen) však stěna žaludku narušována je a musí se (každé tři dny) regenerovat.
Vtenkém střevěse díky enzymuslinivky břišní-trypsinu- rozkládajípolypeptidynapeptidy. Tento proces je aktivovánenteropeptidázou, která mění neúčinnýtrypsinogenna trypsin. Na tomto štěpení se podílí i další enzym,chymotrypsin.
Další štěpení obstarávají enzymyaminopeptidázy,karboxypeptidázyadipeptidázy, které nakonec rozdělují řetězce na jednotlivéaminokyseliny.
Trávenítukůzačíná ve větším rozsahu až vtenkém střevě. Je mírně problematické, protože tuky nejsou rozpustné ve vodě ahydrolytické enzymymají tím pádem ztíženou práci. Z tohoto důvodu jsou tuky v tenkém střevě štěpeny na malé kapénky (micely), a to účinkemžlučovýchsolí. Tomuto procesu se říkáemulgace.
Díky emulgaci se ke kapénkám dostanou enzymylipázy, které štěpí tuky namastné kyseliny,2-monoacylglycerolya příp. až naglycerol. Tento proces probíhá zejména vedvanáctníku, prvním oddílu tenkého střeva. Produkty štěpení (volné mastné kyseliny a 2-monoacylglyceroly) se pomocí difúze dostanou z micel do buněk tenkého střeva (enterocyty). V enterocytech se z těchto štěpů syntetizují opět neutrální tuky, které jsou ukládány do částicchylomikronůa tyto částice se uvolňují do krevního oběhu.
Takénukleové kyseliny, tedy zejménaDNAaRNA, jsou využity tělem, protože obsahují cenné prvky. V tenkém střevě se DNA a RNA díky enzymunukleázeštěpí na jednotlivénukleotidy(př.AMP). Ty se dále rozkládají působenímnukleotidázynanukleosidy. Tím však rozklad nekončí a enzymnukleosidázadále štěpí nukleosidy na jednotlivédusíkaté báze,cukrakyselinu fosforečnou.
Lidé v rozvinutých zemích využijí z potravy asi 80 - 90% organických látek. Pro člověka nestravitelná je zejménacelulóza, ale i některé další látky, jako jelignin,vosky,chitin,pektin,beta-glukanyaoligosacharidy. Nestravitelná část potravy se také označuje jakovláknina.
Část energie se také v procesu trávení spotřebovává. Energeticky náročná jeperistaltika, pozvolný rytmický pohyb stěn některých orgánů, jako jsoustřeva. Dále se energie spotřebovává na výrobu a vylučovánítrávicích enzymů,aktivní přenoslátek přesmembránya podobně.
Býložravciobecně musí řešit problém, jak strávit rostliny, které se totiž z velké části skládají zcelulózy. Celulóza je polysacharid, vytvořený řetězením molekulglukózyza sebou. Se štěpením celulózy si poradilo jen několik skupin organismů: zejména některémikroorganismy(z řadbakterií,prvoků,kvasinek) a některéhouby. Takové organismy mají zvláštní enzymy,celulázy, které katalyzují rozklad celulózy na její podjednotky.
Výjimečně umí štěpit celulózu (pomocí celuláz) iživočichové: například někteříplži,korýšiahmyz. Obecně se však dá říci, žebýložravíživočichové častěji volí cestusymbiotického vztahus mikroorganismy, kteří žijí v jejich trávicí soustavě a zprostředkovávají štěpení celulózy.
Přežvýkavcijsou právě jednou ze skupin, které hostí symbiotické bakterie ve své trávicí soustavě. K tomu jsou dokonale přizpůsobeni. Mají třipředžaludky(čepec,bachor,kniha) a žaludkem v pravém slova smyslu je teprveslez. Svou objemovou kapacitou je nejvýznamnějšíbachor, který má např. u krávy objem 100-200 litrů. Právě ten obsahuje bohatoumikroflóru, na níž se z bakterií podílí např. rodBacteroides, zprvokůbachořci(Entodiniomorphida), z hub např.Neocallimastix
Druhou známou skupinou jsoutermiti(Isoptera). Dominantní skupinu symbiontů v jejich střevech tvoříbrvitky(Hypermastigida). Tyto brvitky obsahují uvnitř svých buněk bakterie, které teprve jsou vlastním mechanismem trávení.
Trávení se vyvinulo též umasožravých rostlin, tedy botanických druhů, které přijímají některéminerální látkyzhmyzíkořisti. Tyto rostliny produkují, stejně jako živočichové, speciální trávicí enzymy. Většina masožravých rostlin si vyrábí své vlastní enzymy. Jiné (např.Heliamphora) spoléhají na symbiotické bakterie, které jsou zodpovědné za prostéshnitíkořisti v pasti. Další možností je kombinace vlastních rostlinných enzymů a bakteriálních enzymů.
Některý hmyz (Pameridea,Setocornis) vyhledává pasti masožravých rostlin a loví hmyz, který v nich uvízl. Tito brouci posléze vylučují se svoustolicílátky, které již rostlina dokáže vstřebat.