Přeskočit na obsah

Výživa

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Tento článek je o principech výživy všech organismů. O výživě člověka pojednává článekLidská výživa.
Členění do trofických skupin podle zdroje energie, zdroje redukce a zdroje uhlíku

Výživaje souborbiochemických procesů,kterýmiorganismypřijímají organické a anorganické látky nezbytné pro svůj život z vnějšího prostředí. V širším slova smyslu se jako výživa označuje nauka o některých stránkáchlátkové výměny,zejména o příjmuživin,jejich účelu, přeměnách a využití.

Podle způsobu získáváníuhlíkupro tvorbu vlastních organických látek rozeznáváme organismyautotrofní,heterotrofníamixotrofnía podle klasické biologické klasifikace organismů rozeznávámeživočichy(včetně člověka),rostliny,houby,prvokyaprokaryota.

Heterotrofové, tedy většinaživočichů,získávají organické látkytrávenímstravy, zatímco autotrofní organismy, kam patří většinarostlin,řasyasinice,je získávajíasimilacíanorganického uhlíku a jehofixacífotosyntézou.[1]Prokaryota, prvoci, houby a některé druhy parazitických rostlin jsou metabolicky mnohem různorodější skupinou a jejich způsob výživy záleží na tom, jaký zdroj energie a uhlíku získává organismus z vnějšího prostředí. Patří sem, zejména chemoheterotrofní organismy.[2]

Požadavky různých organismů na výživu se zkoumají také s ohledem naekosystém,ve kterém žijí a návaznostimetabolismuautotrofních a heterotrofních organismů vpotravních řetězcích.

Přehled[editovat|editovat zdroj]

6 CO2+ 12 H2O → C6H12O6+ 6 O2+ 6 H2O

Skoro všechny rostliny, řasy a některé bakterie (především sinice) patří mezi (foto)autotrofní organismy, které získávají uhlík z anorganických látek, zpravidlaoxidu uhličitého(CO2) a syntetizují si z něj, obvykle za použití vody (H2O), organické sloučeniny (primárněsacharidy). K tomuto biochemickému procesu získávají potřebnou energii ze slunečního záření. Tato schopnost je základní výrobní složkoubiosféry,je nezbytná pro životaschopnost všech neautotrofních organismů a nepostradatelnou součástí celosvětovéhoekosystému.[3]Některéprokaryotickéorganismy, zejménasinice[4]aarchea[5]pomáhají svému hostitelifixovat dusíkzoxidu dusičitého(NO2). Tento proces probíháenzymaticky,pomocí enzymunitrogenázya dodáním energie rozklademATP.U fotoautotrofů se využívá k tomuto procesu světlo, a proto se takový proces označuje jakofotofosforylace.[6]Chemoautotrofní organismy využívají CO2jako zdroj uhlíku a energii získávají oxidací nějaké anorganické látky, například sirovodíku (H2S), amoniaku (NH3) nebo dvojmocných iontů železa (Fe2+).

Organismy, které získávají potřebné organické látky konzumací jiných organismů nebo jejich produktů se nazývajíheterotrofní.Patří semživočichové,houby,prvocia většinabakterií.Pro všechny heterotrofní organismy, které získávají potřebnou energii a organické látky potřebné probiosyntézuz potravy, je důležité udržovat fyziologický stav v určitém rozmezí. Pokud není příjem a výdej energie v rovnováze, dochází k závažným problémům. Příkladem organickéhomeostázeje udržováníacidobazické rovnováhynebotělesné teploty.Téměř všechny heterotrofní organismy, včetně člověka, jsou svou výživou závislé na fotoautotrofních organismech, které jsou pro ně zdrojem živin.Živinyjsou většinou chemické látky, které potřebují organismy, aby mohly žít a vyvíjet se, nebo látky, které získávají organismy z vnějšího prostředí a využívají je k látkové výměně.[7]Poskytují organismům energii, podporují látkovou výměnu a slouží jako zásobní látky. U živočichů se tentobiochemickýproces, jehož cílem je získáníživinzpotravy,nazývátrávením.

Nepostradatelnou součástí výživy jakprokaryotických,tak ieukaryotickýchorganismů jevoda,protože tvoří prostředí pro důležité chemické reakce vbuňce.U autotrofních organismů je voda součástí biochemických procesů, při kterých vznikají z jednoduchých anorganických látek organické sloučeniny. U heterotrofních organismů je vodarozpouštědlem,ve kterém se rozptýlí částice jiných látek, a také součástí mnohalátkových přeměn.

Výživa živočichů[editovat|editovat zdroj]

Heterotrofní živočichové získávají energii, organické látky (většinou uhlíkaté sloučeniny) a základní živiny z potravy. Potravu dále zpracovávají vbiochemickém procesuzvanémtrávení,jehož cílem je získáníživina energie. Trávením se potravarozkládána jednodušší látky a rozmělňuje na části, které jsou dostatečně malé, aby mohly býtabsorboványv těle a dále využity například vbuněčném dýchánínebo přibiosyntéze.Uhlíkaté sloučeniny jsou v těchto procesech zdrojem stavebních látek aATPje zdrojem energie. Pokud není získaná energie okamžitě využita, je ukládána v podoběglykogenuvjátrechasvalecha také v podobě podkožníhotuku.Během trávení a vstřebávání probíhá řada energeticky náročných procesů, napříkladperistaltikaaexocytóza,při kterých se energie spotřebovává a podle druhu živočicha a potravy se tato spotřeba pohybuje od 3 do 30 %.[8]

V potravě musí živočišný organismus přijímat předevšímsacharidy,esenciální aminokyseliny,esenciální mastné kyseliny,v menším množstvívitamínya podle druhu živočicha v malých nebo větších dávkáchminerální látky.[pozn. 1]Velmi důležitý je i příjemvody.

Příjem potravy[editovat|editovat zdroj]

Metabolismus glukózy[editovat|editovat zdroj]

StrukturaD-glukózy

Metabolismusglukózyje řízen hormonálně a je důležitý pro udrženíhomeostázy.V živočišných organismech je glukóza ukládána v podoběglykogenuvjátrechasvalovýchbuňkách a je důležitým energetickým zdrojem buňky. Pokud jsou zásobárny glykogenu naplněny a příjem energie stále převyšuje spotřebu, je nadbytek glukózy ukládán v podobětuků.Jakmile jsou zásoby glykogenu a tuků vyčerpány, začne organismus trpětpodvýživou.Naopak při dlouhodobém nadměrném příjmu energie začne organismus tuku skladovat příliš mnoho a vznikáobezita.Ukládání a využívání tuků řídíhormonleptin,který je produkován tukovými buňkami. Vysoká hladina leptinu vyvolává snížení chuti k jídlu a aktivuje mechanismy, které spotřebovávají energii a ubývání tělesného tuku. To pak vede ke snížení hladiny leptinu v krvi a vyvolává zvýšenou chuť k jídlu a přibírání na váze. Tyto mechanismy udržují tělesnou hmotnost kolem určité hodnoty. Některé podněty a jejich antagonisté se nyní zkoumají jako možné léky pro obezitu u lidí, u kterých způsobují tyto mechanismy větší kolísání hmotnosti.[13]

Esenciální aminokyseliny[editovat|editovat zdroj]

Strukturaglycinu

Živočichové potřebují k syntéze bílkovinaminokyselinya většina druhů si asi polovinu z nich dokáže vyrobit. U heterotrofních organismů jsou štěpeny vžaludkuběhemtrávenískupinouenzymůzvanýchproteázy.[14]Kombinací asi dvaceti základníchproteinogenních aminokyselinjsou tvořeny všechny známé bílkoviny. Aminokyseliny jsou tedy základními stavebními jednotkamipeptidůa bílkovin[14]a z hlediska výživy jsou to také aminokyseliny, které jsou základní živinou. Z těchto aminokyselin zařazujeme osm meziesenciální aminokyselinya dvě mezi semiesenciální (vhodné jenom pro mladé organismy), které si tělo neumí syntetizovat a musí je přijímat v potravě. Jestliže potrava neobsahuje dostatek esenciálních aminokyselin, vzniká jejich nedostatek, který se projevuje fyzickými i mentálními poruchami. Esenciální aminokyseliny jsou přítomny vmase,vejcích,sýrua dalších potravinách živočišného původu, které zajišťují jejich přísun v potřebném poměru. Potraviny rostlinného původu je třeba kombinovat, protože bílkoviny některých rostlinných produktů mohou jednu, či více esenciálních aminokyselin postrádat a při jednostranné výživě může docházet k různým poruchám; napříkladkukuřiceneobsahujelysin,ale obsahujemethioninafazolezase neobsahují methionin, ale obsahují lysin apod. Živočišný organismus neumí příliš dobře aminokyseliny ukládat a nedostatek třeba i jediné může vést ke zpomalení syntézy bílkovin a zároveň i k blokování a použití jiných.[15]

Esenciální mastné kyseliny[editovat|editovat zdroj]

Strukturafosfolipidu

Většinumastných kyselinsi dovede živočišný organismus nasyntetizovat, aleesenciální mastné kyselinysi nasyntetizovat nedokáže a musí být obsaženy v potravě. Mastné a esenciální mastné kyseliny jsou součástí mnoha biologicky důležitých látek.Fosfolipidymají například strukturní funkci vbuněčné membráněaglykolipidyfungují jako transmembránové receptory vlipidové dvouvrstvěa jako látky, které pomáhající zakotvitneuronydonervové tkáně.Nejvydatnějším zdrojem energie, který se podílí na stavbě mnoha struktur jsoulipidy(obecně nazývanétuky). Hromadí se zejména vtukové tkánia patří spolu s bílkovinami a sacharidy k základnímživinám.

Podle skupenství rozlišujeme pevnétuky,u nichž převažujínasycené mastné kyseliny,aoleje,které obsahují větší množstvínenasycených mastných kyselin.[16]Termíny nasycený a nenasycený tuk se v souvislosti s výživou používají velmi často, protože dieta bohatá na nasycené tuky je jedním z několika faktorů, které mohou přispívat ke kardiovaskulárnímu onemocnění, známému jakoateroskleróza.Ve společnosti začaly mít tuky negativní význam také proto, že stav, při kterém přirozená energetická rezerva uložená v tukové tkáni stoupne nad obvyklou úroveň může i poškozovat zdraví (otylost). Živočichové uskladňují své dlouhodobé zásoby potravy do tukových buněk, které bobtnají a scvrkávají se společně s tím, jak je tuk ukládán a uvolňován ze zásob pod pokožkou. Tato podkožní vrstva tepelně izoluje tělo a je charakteristicky tlustá například u velryb, tuleňů a většiny dalších vodních savců.[17]

Vitamíny[editovat|editovat zdroj]

Strukturavitamínu A

Vitamíny,až na některé výjimky, si heterotrofní organismy nedokážou samy vyrobit, a proto je musí získávat prostřednictvím stravy.[14]Některé vitamíny může organismus získat metabolickou přeměnou provitamínů; například schopnost organismu získatvitamín Azprovitamínu A.[14]Vitamíny jsou bezpodmínečně nutné prorůsta životaschopnost všech heterotrofních organismů.[14]V lidskémorganismumají především funkcikatalyzátorůbiochemických reakcí.

Podle rozpustnosti dělíme vitamíny na rozpustné v tucích a rozpustné ve vodě. Mezi vitamíny rozpustné ve vodě patří například skupinaB-komplex,které slouží často jakokoenzymyv důležitých metabolických procesech. Dalším známým vitamínem z této skupiny jevitamín C,který je potřebný k tvorběpojivových tkání,podporuje vstřebáváníželeza,stimuluje tvorbubílých krvinek,vývojkostí,zubůachrupaveka celkově podporujerůst.Většina živočichů a rostlin si tento vitamín dokáže vyrobit sama a nepotřebuje žádné jeho přídavky. Lidský organismus je v tomto smyslu velmi "zvláštní", protože si nedokáže přirozenou cestou vitamín C vyrobit.[18]

Nadbytek vitamínů rozpustných ve vodě není ve většině případů škodlivý, protože je vylučujeme vmoči.U vitamínů rozpustných v tucích (A,DaK) to však nefunguje a jejich přebytek může způsobovat otravu organismu.[19]Zvláštnímvitamínemjevitamín F,který se někdy zařazuje meziesenciální mastné kyseliny.[14]Funkcevitamínu Enení přesně známa, ale spolu s vitamínem C pravděpodobně chránífosfolipidyvbuněčných membránáchproti oxidaci. Vitamínové preparáty, nazývanéantioxidanty,často také vitamín E obsahují.

Při nedostatku vitamínů, tzv.hypovitaminóze,se mohou objevovat poruchy funkcí organismu, nebo i velmi vážná onemocnění. Doporučené dávky vitamínů jsou až doposud sporné. Podle jedněch odborníků na výživu jsou dávky stanovenéRDAdostatečné, existuje však i názor, že tyto dávky jsou příliš nízké a někteří se dokonce domnívají, že velké dávky vitamínů posílí jejich positivní účinky. Výzkum stále pokračuje a hledá se hlavně vhodné dávkování vitamínů C a E.[20]

Minerální látky[editovat|editovat zdroj]

Železovhemoglobinu

Minerální (anorganické) látkypotřebné pro výživu živočichů jsou v podstatěchemické prvky,které přijímají heterotrofní organismy ve stravě. Do této skupiny nepatří chemické prvky obsažené v organických látkách;uhlík,vodík,dusíkakyslík.

Chemické prvky potřebují živočichové pro svoji výživu ve větším (hmotnostní prvky) nebo v malém množství (stopové prvky) a v živočišných organismech plní různé funkce; například vápník (Ca), fosfor (P) a fluor (F) jsou důležitou součástí zubů a kostí, draslík (K), chlór (Cl) a sodík (Na) udržujíacidobazickou rovnováhua hospodaření s vodou, zinek (Zn), měď (Cu), mangan (Mn) a molybden (Mo) jsou součástí enzymů, kobalt (Co) a selen (Se) jsou součástí vitamínů, jód (I) je důležitou součástí hormonu štítné žlázy, síra (S) je součástí některých aminokyselin, železo (Fe) je součástíhemoglobinu,hořčík (Mg) je důležitý při uvolňování energie z glukózy, chrom (Cr) je důležitý pro správný metabolismus cukrů a tuků, apod.

Zpracování potravy[editovat|editovat zdroj]

Organické látky, přijímané v podobě bílkovin, tuků nebo sacharidů nedovede živočich využít v podobě makromolekul a proto dochází ke štěpení (trávení) těchto vysokomolekulárních látek na jednodušší, které využívá organismus buď pro syntézu vlastních stavebních látek nebo kenergetické výměněuvnitř buňky (ATP). Při příjmu a zpracováníživindochází ke komplexním změnámorganických molekul,které tvořímetabolické dráhy.[22]Jako celek se metabolismus zabývá hospodařením s materiálem a energetickými zdroji buňky. Některé metabolické cesty uvolňují energii tím, že rozloží složité molekuly na jednoduché sloučeniny. Tyto degradační procesy jsou označovány jakokatabolické(rozkladné) dráhy. Hlavní katabolickou dráhou jebuněčné dýchání,při kterém jsou glukóza a další sloučeniny přeměněny na CO2a H2O. Skladnéanabolickédráhy naopak energii spotřebovávají ke stavbě složitých molekul s jednodušších. Příkladem anabolismu je syntéza proteinů z aminokyselin.[23]

Aby mohly živiny přejít z trávicí soustavy do těla, jsouvstřebávány,převážně vtenkém střevě,kde střevní šťávy, žluč a enzymy ze slinivky břišní dokončují rozklad makromolekul a vzniklé jednoduché látky jsou pak přes střevní stěnu vstřebávány do krve. V lumenu tenkého střeva je dokončenotrávenísacharidů, bílkovin, nukleových kyselin a tuků. Další dva oddíly tenkého střeva:lačníkakyčelníkslouží hlavně k vstřebávání vody. Vstřebávání vody dokončujetlusté střevo,kde je zpětně získáno asi 90 % vody z trávicí soustavy. Nestrávené zbytky se v tlustém střevě zahušťují a jsoukonečníkemvylučovány.[24]

Lidská výživa[editovat|editovat zdroj]

Podrobnější informace naleznete v článkuLidská výživa.

Výživalidíje závislá na konzumacipotravinv nezměněném nebo upraveném stavu. Mohou býtrostlinného,živočišnéhonebo jiného původu. Zvláštní kategorie tvořípotraviny pro zvláštní výživu,doplňky stravynebopotravními doplňky.Jejich kvalita může být vylepšovánapřídatnými látkamijako jsoubarviva,konzervanty,emulgátorynebosladidla,nebo i jinak obohacovány napříkladvitamínynebostopovými prvky.Energetická hodnota potravin se obvykle vyjadřuje vkilokaloriíchnebojoulech.

Potraviny Výživové látky
Chléb,obilniny,brambory,rýže,těstovinyaluštěniny sacharidy,bílkoviny,vlákniny,vitamín Baminerály
Zeleninaaovoce vitamín C,kyselina listová,kalium,vlákniny,biogenní prvky
Mléčné výrobky,maso,ryby,vejce,sója Bílkoviny,železo,vápník,vitamín B,mastné kyseliny
Tukyaoleje vitamín A,vitamín D,vitamín E,esenciální mastné kyseliny
Nápoje(bezalkoholu) voda

Zdravá výživa[editovat|editovat zdroj]

Ovoceazelenina- zdrojvitamínůavlákniny

Zdravá výživaudržuje organismus v rovnováze čili vhomeostázi.Aby se zabránilochronickým chorobám,jako jsou napříkladobezita,srdeční choroby,cukrovkaneborakovina,je podle dat uvedených ve sborníkuSvětové zdravotnické organizace[25]nutné, aby konzumované potraviny obsahovaly vyvážené množství živin, dostatečné množstvívody,ale předevšímovoceazeleninu.[26]Zdravá výživa vyžaduje vyvážený příjem základníchživin(bílkoviny,sacharidyatuky), doplňkovýchživin(vitamíny,stopové prvkyavlákniny) a dostatečné množstvívody,aby nenastalaintoxikaceorganismu nadměrnou spotřebou určité látky. Množství výživy však záleží na individuálních předpokladech.[27]Nízkovýživová strava je pak spojena s vyšší pravděpodobnostírakoviny

Zvláštní výživa[editovat|editovat zdroj]

Zvláštní výživa je nutná například při onemocnění, kdy je třeba zvýšit účinkyléčbya pomoci léčebně ovlivnit stav těla a jeho tělesné procesy. Podobně jako může být nedostatečná výživa důvodem progrese nemoci, může být cílená nutriční intervence významnýmpreventivními léčebným faktorem.[28]Energie získaná v potravě je využita k udržení homeostázy, a ta která není okamžitě využita, je ukládána v podoběglykogenuv játrech a ve svalech a také v podobě tuku. Pokud je strava energeticky chudá, trpí živočichové, včetně člověka podvýživou.[29]

Výživa rostlin[editovat|editovat zdroj]

Většina rostlin jsou (foto)autotrofní organismy, které se udržují při životě příjmem oxidu uhličitého ze vzduchu a vody a výživných látek z půdy. Z těchto látek dokáží rostliny vyrábět fotosyntetickou asimilací organické látky. Důležitým předpokladem pro tento proces je světlo (většinou sluneční záření) a zelené barvivo (chlorofyl), které pohlcuje světlo a přeměňuje vchloroplastechsvětelnou energii na chemickou.[30]Přežití všech rostlinných organismů závisí na vyváženém příjmu a výdeji vody buňkou. Rostlinné a jiné buňky, které mají pružné buněčné stěny, regulují přebytek vody zpětným tlakem (turgor) a při nedostatku vody se plazmatická membrána od buněčné stěny odtahuje, což se navenek projevuje sesycháním až odumřením (plazmolýza).[31]

Výživné látky[editovat|editovat zdroj]

Nedostatek dusíku způsobuje červené zbarvení listů květáku

Rostliny potřebují k růstu devět makrobiogenních a minimálně osm mikrobiogenních prvků. Toto bylo zjištěno na základě rozboru chemického složení sušiny. Asi 95 % hmotnosti sušiny rostlin tvoří organické látky a jenom 5 % je tvořen látkami anorganickými.[1]Většinu organické hmoty tvoří uhlovodíky, které rostlina přijímá v různých formách:

  • uhlík (CO2), vodík (H2O), kyslík (O2), dusík (NO3−a NH4+), síra (SO42−), fosfor (H2PO4−a HPO42−), draslík (K+), vápník (Ca2+) a hořčík (Mg2+).

Mezi osm základních mikroelementů patří:

  • chlór (Cl−), železo (Fe3+a Fe2+), bór(H2BO3−), mangan (Mn2+), zinek (Zn2+), měď (Cu+a Cu2+), molybden (MoO42−) a nikl (Ni2+).

Mikroelementy fungují především jako katalyzátory a rostliny je vyžadují jenom ve velmi malém množství. Přesto může jejich nedostatek způsobit v porostech rostlin velké škody, například nedostatek hořčíku nebo železa způsobuje žloutnutí listů, což může rostlinu natolik oslabit, že přestane i růst a zahyne.

Úloha půdy[editovat|editovat zdroj]

Struktura a chemické složení půdy jsou vedlebiogeograficképolohy a podnebí nejhlavnějšími faktory, které určují, jestli se rostliny v daných podmínkáchadaptujína minerálové složení apůdní typ,ať už se jedná o přírodníekosystémči zemědělskou oblast. Na rozhraní půda-rostlina se odehrávajíbiochemické procesy,které podmiňují zachování mnoha ekosystémů na Zemi. V půdě se nachází částice různých velikostí, které vznikly rozdrobňováním matečné horniny a spolu s těmito částečkami tvoří půdníhumus.Humus zabraňuje slepování jílovitých částic a je zodpovědný za drolivou strukturu půdy, díky které je v půdě zadržována voda a zároveň mají kořeny rostlin v porézní půdě k dispozicikyslík.Humus je rovněž rezervoárem minerálních látek, které postupně pronikají do půdy, zatímcomikroorganismyrozkládají organickou hmotu.

Kationtová výměna[editovat|editovat zdroj]

Mnoho půdních minerálů, zejména ty s pozitivním nábojem (kationty), jako např. draslík (K+), vápník (Ca2+) a hořčík (Mg2+) jsou pomocí elektrostatických sil poutány k negativně nabitým částicím půdy. Avšak k tomu, aby kořeny rostlin mohlyabsorbovatvýživné látky, musí dojít k jejímu uvolnění z vazby na částice, aby se staly pro rostlinu lépe dostupné. Kationty se stávají pro rostliny dostupnými v okamžiku, kdy jsou ve vazbě na jílové částice nahrazeny půdními vodíkovýmiionty(H+). Tatokationtová výměnaje stimulována kořenovými vlásky, které vylučují H+do půdníhoroztoku.Právě z tohoto důvodu je péče o půdní strukturu velmi důležitá. Záporně nabité anorganické látky (anionty), jako např. dusičnany (NO3−), fosforečnany (PO4−) a sírany (SO42−) mají tendenci k odplavování, protože se neváží na částice půdy příliš pevně a rostliny pak trpí jejich nedostatkem.[32]

Symbióza a parazitismus[editovat|editovat zdroj]

Kořenyrostlin jsou součástí rozsáhlých podzemních společenstev, jako jsou například určité druhyhubabakterií.Během dlouhéhoevolučníhovývoje vznikl mezi kořeny rostlin a těmito organismy úzkýsymbiotickývztah jehož výsledkem je usnadnění získávání živin, z něhož těží obě strany. Dvěma nejdůležitějšími příklady symbiózy mezi rostlinami a jinými organismy jsoubiologická fixace dusíkubakteriemi vhlízkáchrostlin z čeledibobovitýcha symbiotické seskupení hub a rostlinných kořínků (mykorhiza).

Adaptačnímechanismy pro zlepšení výživy rostlin jsou ale i takové, které mohou případnémuhostitelii škodit. Nazýváme je rostlinnýmparazitismemnebo rostlinnýmpredátorstvím.Parazitické rostliny získávají živiny napojením na hostitelova vodivá pletiva, nebo nepřímo přes houbová vlákna mykorhizy amasožravé rostlinydoplňují svou potřebu na minerální výživuvstřebávánímtěl živočichů. Existuje ale i mnoho přechodných forem, jako napříkladjmelí,které je zelené, a tedy schopnéfotosyntézy,ale roste převážně nadubecha odčerpávámízuhostitelskéhostromupomocístřebadela doplňuje tím svoji výživu.[33]

Výživa hub[editovat|editovat zdroj]

Houby jsou heterotrofní organismy, které přijímají živinyabsorpcí.Svou potravu tráví prostřednictvím hydrolytických enzymů, které jsou vylučovány do potravy. Tyto enzymy se nazývajíexoenzymya jejich úkolem je rozkládat složité molekuly na jednodušší sloučeniny, které může houba vstřebat a dále využít. Schopnost vstřebávat živiny je bezprostředně spojená s funkcí, kterou mají houby v přírodě. Je to funkcesaprofytů,parazitůasymbiontů.Houby a bakterie patří v přírodě mezi nejdůležitějšídekompozitory,kteří zásobují ekosystémy anorganickými látkami. Tyto látky využívají rostliny i živočichové pro svoji výživu a bez jejich přítomnosti by živočichové i rostliny odumřeli, protože by se prvky, jako například uhlík a dusík nevracely zpět do svéhokoloběhu.Existují dokonce i přesvědčivá svědectví, že houby a živočichové se vyvinuli ze společného předka -prvokaa rozboryribozomální RNAa proteinů ukazují, že houby jsou dokonce více příbuzné živočichům než rostlinám.[34]

Mycelium[editovat|editovat zdroj]

Mycelium

Kroměkvasinek,které jsou jednobuněčné, jsou těla hub složena z drobných vláken,hyf,které vytvářejímycelium.Mycelium (podhoubí) je shluk vzájemně propletených vláken, které slouží zejména houbám a některým bakteriím jako vyživující síť. Vlákna mohou být rozdělena septy (přepážkami) na jednotlivébuňky,nebo tato septa chybějí a celé mycelium je tvořeno jednou buňkou. Mycelium pronikající půdou se nazývá mycelium vegetativní a část nad půdou je mycelium vzdušné nebo reproduktivní. Symbiotické seskupení kořínků rostlin a houbových hyfů se nazývámykorhiza.Rostlina poskytuje houbě vhodné prostředí pro život a zásobuje ji například sacharidy. Houbové hyfy zase zvyšují povrch kořenového systému rostliny, čímž se zvyšuje možnost absorpce vody.[35]

Výživa prvoků[editovat|editovat zdroj]

Trepka- vodní prvok z kmenenálevníci

V rámci protist neboli prvoků existuje mnoho rozmanitých způsobů výživy, než je tomu kdekoliv jinde u eukaryotických organismů. Většina protist má aerobní metabolismus a využívá mitochondrií k buněčnému dýchání. Někteří z nich obsahují chloroplasty a jsou fotoautotrofní a jiní zase absorbují organické látky nebo tráví potravu a jsou tedy heterotrofní. Patří sem i mixotrofní organismy, které kombinují fotosyntézu s heterotrofní výživou. Vedle kategorie protista patří do této říše i řasy a protista s absorpčním způsobem výživy podobné houbám. Většina protist žije ve vodním prostředí a je nepostradatelnou složkou mořských i sladkovodních potravních sítí. Nejznámější jefytoplankton,který je zodpovědný za produkci neméně poloviny celé fotosyntetické produkce organického materiálu a neuvěřitelnou hojnost a rozmanitost heterotrofních protist, prokaryot a živočichů. Zatímco u rostlin a živočichů jsou jednotlivé funkce rozděleny mezi celou řadu specializovaných buněk, každý jednobuněčný prvok je organismem stejně kompletním jako například jednotlivá rostlina nebo živočich. K protistům však řadíme nejen jednobuněčné a mikroskopické organismy, ale i některé vcelku jednoduché mnohobuněčné formy nebo obrovské organismy se složitou strukturou, jako například mořskéřasy.[36]

Nitrobuněčné trávení[editovat|editovat zdroj]

Průřez buňkou přijímající fagocyticky potravu, její strávení a vyvržení

Na rozdíl od živočichů, kde obvykle probíhá většina trávicích procesů mimo buňky, tráví prvoci veškerou potravu uvnitř svých buněk (nitrobuněčně). Trávicím orgánem jepotravní vakuola,kde je potrava pohlcovánafagocytózounebopinocytózou.Potravní vakuola se sloučí slyzozomem,který obsahujehydrolytické enzymya trávení pak probíhá v organele obalené membránou.

Celá řada rozmanitých druhů protist využívá k pohybu a získávání potravypanožky,napříkladměňavky.Většina těchto organismů jsou heterotrofové, kteří se živí převážně bakteriemi, jinými protisty nebo odumřelou organickou hmotou. Patří sem i druhy symbiotické a parazitické. Většina měňavek žije volně a napříkladměňavka úplavičnávyvolává u člověkaamébní úplavici.Tyto organismy se šíří kontaminovanou pitnou vodou, potravinami nebo trávicím ústrojím.

Výživa prokaryot[editovat|editovat zdroj]

Způsob výživyprokaryotzáleží na tom, jak jejich organismus získává z vnějšího prostředí energii a uhlík. Druhy, které získávají energii ze světla se označují jako fototrofní a druhy, které získávají energii z chemických látek jsou chemotrofní. Potřebuje-li prokaryotní organismus k životu pouze anorganickou sloučeninu CO2označujeme jej jako autotrofní a heterotrofní prokaryota vyžadují pro výrobu organických látek nejméně jednu organickou živinu, například glukózu. Zkombinujeme-li tyto čtyři skupiny, dostaneme čtyři možné vztahy prokaryotních organismů k výživě: fotoautotrofní, chemoautotrofní, fotoheterotrofní a chemoheterotrofní.

  1. Fotoautotrofní organismy získávají energii ze světla a zdrojem uhlíku je CO2.Do této skupiny patří napříkladsinice.
  2. Chemoautotrofní organismy využívají CO2jako zdroj uhlíku a energii získávají oxidací anorganických látek, například ze sirovodíku (H2S) nebo z amoniaku (NH3). Patří sem některé druhy bakterií.
  3. Fotoheterotrofní organismy využívají k tvorběATPsvětlo a jako zdroj uhlíku organickou látku. V této skupině je jen několik málo druhů prokaryot.
  4. Chemoheterotrofní organismy využívají jako zdroj energie i uhlíku organickou sloučeninu. Patří sem, zejména organismy, kteřívstřebávajíživiny z odumřelé organické hmoty (saprofyté) a organismy kteří vstřebávají živiny z vnitřních tělesných tekutin jiných živočichů (parazité). V rámci chemoheterotrofních organismů existuje taková rozmanitost, že téměř jakákoliv anorganická látka může alespoň u některých druhů sloužit jako zdroj potravy.[2]

Metabolismus dusíku[editovat|editovat zdroj]

Schematické znázorněníbiologické fixace dusíku

Metabolismus dusíku (N2) je u prokaryot příkladem rozmanitosti ve výživě. Dusík, který je nezbytnou složkoubílkovinanukleových kyselin,dokáží prokaryota použít k látkové výměně z většiny dusíkatých látek. Některé chemoautotrofní bakterie v půdě, jako je napříkladNitrosomonaspřeměňují amoniak (NH4+) na nitrity (NO2−) v oxidačním procesunitrifikace.Tento proces probíhá ve dvou fázích; v první fázi se přeměňuje amoniak na dusitany (nitritace) a ve druhé fázi nadusičnany(nitratace):

  1. nitritace: NH3+ O2→ NO2−+ 3H++ 2e−
  2. nitratace: NO2−+ H2O → NO3−+ 2H++ 2e−

Jiné druhy bakterií,Pseudomonasdenitrifikujípůdní nitrity (NO2−)nebo nitráty (NO3−) a navrací tím do atmosféry vzdušný dusík (N2). Některé druhy nitrogenních bakterií žijí v symbiotickém vztahu s kořeny hospodářsky významných rostlin z čeledi bobovitých, jako jsou hrách, fazol, sója, podzemnice olejná, vojtěška nebo jetel. Na kořenech těchto rostlin se vyskytují hlízky složené z rostlinných buněk obsahujících bakterie roduRhizobium.Symbiotickývztah mezi rostlinou a bakterií jevzájemně prospěšný.Bakterie dodávají rostlině dusík a rostlina zásobuje bakterie uhlovodíky. Z většiny amonných iontů vzniklých fixaci dusíku jsou přímo v hlízkách syntetizoványaminokyseliny,které jsou prostřednictvímxylémutransportovány do stonků a listů.[37]

Schopnost fixovat vzdušný dusík je zase jedinečnou vlastností některýchsinic.Dochází při něm k přeměně vzdušného dusíku (N2) na amoniak (NH4). Tato jedinečná schopnost sinic umožňuje začlenit dusík do organických sloučenin a ve smyslu výživy jsou tak sinice nejsoběstačnějšími organismy ze všech. Příkladem metabolických schopností sinic jeAnabaena,která má buňky specializované na fixaci dusíku ze vzduchu, které se nazývajíheterocysty.Jinou jedinečnou schopností prokaryot je využití vzdušného kyslíku kbuněčnému dýchání,jak vaerobnímtak ianaerobnímprostředí.[2]

Vnější prostředí a ekosystém[editovat|editovat zdroj]

Organismus je časově a prostorově ohraničený otevřený systém, který komunikuje s vnějším prostředím, na kterém je závislý; jak na neživých faktorech jako je napříkladpodnebí,teplotanebosvětlo,tak i na vztazích mezi živými organismy navzájem jako napříkladsymbióza,parazitismusnebopredátorství. Uvnitř těchto systémů proudí živiny od primárních producentů (autotrofní organismy) přes primární konzumenty (býložravci) až k sekundárním konzumentům (masožravci) a tak cirkulují uvnitř celéhoekosystému.

Biogeochemické cykly[editovat|editovat zdroj]

Po zániku organismu dochází činnostídekompozitorůk navrácení atomů těchto prvků do atmosféry, vody a půdy a tím dojde k doplnění zdrojů anorganických látek, které rostliny a ostatní autotrofní organismy použijí k vytvoření nové organické hmoty. Tyto procesy, které probíhají mezi biotickými (živými) a abiotickými (neživými) složkamibiotoputvoříbiogeochemické cykly.Většina živin je soustředěna ve čtyřech základních zdrojích, které dále posuzujeme zda jsou dostupné nebo nedostupné:

  1. Žijící organismy a detrit - organické látky v dostupné formě
  2. Uhlí, ropa a rašelina - organické látky v nedostupné formě
  3. Atmosféra, půda a voda - anorganické látky v dostupné formě
  4. Minerály a horniny - anorganické látky v nedostupné formě

Obecný popis biogeochemických cyklů, které probíhají mezi těmito čtyřmi zdroji je znázorněn na obrázku vpravo, kde jsou šipkami znázorněny biologické a geologické procesy, díky nimž dochází k pohybu látek mezi jednotlivými zdroji. Rychlost s jakou jednotlivé prvky cirkulují vekosystémechje závislá na rychlosti rozkladných procesů. Faktory, které tyto dekompoziční procesy ovlivňují jsou: teplota, přítomnost vody, přítomnost kyslíku (O2), chemické složení půdy a v neposlední řadě i vliv člověka na ekosystémy abiosféru.[38]

Poznámky[editovat|editovat zdroj]

  1. ↑Podle nových studií by další esenciální složkou výživy mohla být překvapivěmiRNA.Byl nejen prokázán přenos rostlinné miRNA z potravy do krve savců, ale i její uplatnění vgenové expresiv tkáni příjemce.[9][10]Nové studie však ukazují, že se miRNA ze stravy savců nevstřebává.[11][12]

Odkazy[editovat|editovat zdroj]

Reference[editovat|editovat zdroj]

  1. ↑abŠetlík, Seidlová, Šantrůček.Minerální a organická výživa rostlin[online]. Katedra fyziologie rostlinJU ČB[cit. 2010-11-26].Dostupné online.[nedostupný zdroj]
  2. ↑abcCampbell/Reece 2006,str. 533
  3. ↑Campbell/Reece 2006,str. 176
  4. ↑DEACON, Jim.The Microbial World: The Nitrogen cycle and Nitrogen fixation.[s.l.]: Institute of Cell and Molecular Biology, The University of Edinburgh, 2006.Dostupné online.(anglicky)
  5. ↑CABELLO, P; ROLDÁN, M. D; MORENO-VIVIÁN, C.Nitrate reduction and the nitrogen cycle in archae.[s.l.]: Departamento de Biología Vegetal, Area de Fisiología Vegetal, Universidad de Córdoba, Spain, 2004.Dostupné online.(anglicky)
  6. ↑Campbell/Reece 2006,str. 180
  7. ↑WHITNEY, Eleanor Noss; ROLFES, Sharon Rady.Understanding Nutrition.[s.l.]: Wadsworth Publishing, 2005.Dostupné online.ISBN978-0538737319.(anglicky) A nutrient is a chemical that an organism needs to live and grow or a substance used in an organism's metabolism which must be taken in from its environment..
  8. ↑Campbell/Reece 2006,str. 866
  9. ↑Chen-Yu Zhang, et al. Exogenous plant MIR168a specifically targets mammalian LDLRAP1: an evidence of cross-kingdom regulation by microRNA.Cell Research.20. září 2011. Online před tiskem.ISSN1001-0602.DOI10.1038/cr.2011.158.PMID21931358.(anglicky)
  10. ↑We are not only eating 'materials', we are also eating 'information',PhysOrg,19. září 2011 (popularizační článek k předchozí referenci; anglicky)
  11. ↑TITLE, Alexandra C.; DENZLER, Remy; STOFFEL, Markus. Uptake and function studies of maternal milk-derived microRNAs.The Journal of Biological Chemistry[online]. 3. srpen 2015 [cit. 2015-09-24]. Online před tiskem.Dostupné v archivupořízeném zorigináludne 2015-09-15.ISSN1083-351X.DOI10.1074/jbc.M115.676734.(anglicky)
  12. ↑MicroRNAs are digested, not absorbed,PhysOrg,8. září 2015 (popularizační článek k předchozí referenci; anglicky)
  13. ↑Campbell/Reece 2006,str. 852
  14. ↑abcdefKODÍČEK, M.Biochemické pojmy - výkladový slovník[online].VŠCHTPraha,2007 [cit. 2010-11-24].Dostupné online.ISBN978-80-7080-669-2.
  15. ↑Campbell/Reece 2006,str. 853
  16. ↑FIALOVÁ, Lenka.Mastné kyseliny[online].Praha:Ústav lékařské biochemie1. LF UK,2010 [cit. 2010-11-26].Dostupné v archivupořízeném dne 2007-06-14.
  17. ↑Campbell/Reece 2006,str. 70
  18. ↑Expert Group on Vitamins and Minerals 2003.Vitamin C – Risk Assessment[PDF]. UK Food Standards Agency [cit. 2011-03-28].Dostupné v archivupořízeném dne 2007-11-29. (anglicky)
  19. ↑SIEMELINK, M; JANSEN, E. H. J. M; PIERSMA, A. H; OPPERHUIZEN, A.Active components in food supplements[online]. BilthovenNizozemsko:National institute for public health and the environment, 2000 [cit. 2010-12-02].Dostupné online.(anglicky)
  20. ↑Campbell/Reece 2006,str. 855
  21. ↑Stopové prvky[online].Praha:Informační centrum bezpečnosti potravin, 2010 [cit. 2010-11-19].Dostupné online.[nedostupný zdroj]
  22. ↑NICHOLSON, Donald E. Sc.,.Metabolic Pathways[online]. Spojené království: The University of Leeds, 2003 [cit. 2010-11-19].Dostupné v archivupořízeném dne 2010-08-28. (anglicky)
  23. ↑Campbell/Reece 2006,str. 88
  24. ↑Campbell/Reece 2006,str. 863-866
  25. ↑Diet, nutrition and the prevention of chronic diseases. In:Public Healt Nutrition.Geneva:World Health Organisation, únor 2004.Dostupné online.Svazek 7, 1(A). Kapitola 1001. (anglicky)
  26. ↑Global Strategy on Diet, Physical Activity and Health[online].Světová zdravotnická organizace,2002 [cit. 2010-11-19].Dostupné online.(anglicky)
  27. ↑http://medicalxpress /news/2015-11-healthy-foods-differ-individual.html- 'Healthy' foods differ by individual
  28. ↑VOJKŮVKA, MUDr. Petr.Výživa v nemoci obecně[online].Praha:Nutricia, a. s., 2007 [cit. 2010-11-19].Dostupné v archivupořízeném dne 2010-08-16.
  29. ↑Campbell/Reece 2006,str. 869
  30. ↑Campbell/Reece 2006,str. 195
  31. ↑Campbell/Reece 2006,str. 153
  32. ↑Campbell/Reece 2006,str. 770-772
  33. ↑Campbell/Reece 2006,str. 775-781
  34. ↑Campbell/Reece 2006,str. 631
  35. ↑Campbell/Reece 2006,str. 617-628
  36. ↑Campbell/Reece 2006,str. 547-548
  37. ↑Campbell/Reece 2006,str. 776
  38. ↑Campbell/Reece 2006,str. 1209

Literatura[editovat|editovat zdroj]

  • CAMPBELL, Neil A.; REECE, Jane B, 2008.Biologie.Brno: Computer Press a.s..ISBN80-251-1178-4.Autorizovaný překlad z originálu anglického vydání Biology, 6th Edition.
  • HUGHES, James.Velká obrazová všeobecná encyklopedie.[s.l.]: Svojtka & Co., 1999.ISBN80-7237-256-4.Kapitola Potraviny a výživa - složení stravy, s. 169.
  • MAHAN, L. K.; ESCOTT - STUMP, S.Krause's Food, Nutrition, and Diet Therapy.Philadelphia: W.B. Saunders Harcourt Brace, 2000. (10).Dostupné online.ISBN0-7216-7904-8.
  • KALAČ, Pavel.Funkční potraviny - kroky ke zdraví.České Budějovice: Dona, 2003.ISBN80-7322-029-6.
  • VOET, D.; VOETOVÁ, J.Biochemie.1. čes. vyd. Praha: Victoria Publishing, 1995.ISBN80-85605-44-9.
  • ÚLEHLOVÁ-TILSCHOVÁ, Marie.Výživa ve světle věků.1. vyd. Praha: Česká grafická Unie, 1944. 185 s.

Související články[editovat|editovat zdroj]

Externí odkazy[editovat|editovat zdroj]

Citováno z „https://cs.wikipedia.org/w/index.php?title=Výživa&oldid=23372271“