Processo nutrizionale cellulare e nutrienti

IL Nutrizione cellulare È il processo attraverso il quale le cellule procedono e trasformano l'energia chimica contenuta nei collegamenti delle diverse molecole che ricevono, al fine di sviluppare, muoversi, moltiplicare e mantenere la loro omeostasi interna.

Con il termine nutrizione facciamo riferimento, in generale, al processo di assimilazione del cibo da parte degli organismi viventi e all'uso di nutrienti derivati ​​da questi alimenti per la crescita, il metabolismo e la riparazione dei tessuti corporei.

La nutrizione cellulare è lo studio della nutrizione dei diversi tipi di cellule che costituiscono un organismo (unicellulare o multicellulare) ed è fondamentalmente l'analisi di come i nutrienti, presi da una cellula circostante, sono usati come:

- Substrati biosintetici.

- Substrati per il metabolismo energetico.

- Substrati per la catalisi di uno dei due processi precedenti.

- Componenti strutturali degli organelli cellulari.

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Come si nutre una cellula?

Le cellule sono entità estremamente dinamiche e attive che dipendono da una serie di processi chimici interni e reazioni per funzionare.

Affinché la vita cellulare sia possibile, è necessario che una cella sia in grado di ricevere o prendere dall'ambiente che lo circonda gli elementi necessari per produrre o produrre i suoi componenti interni, nonché i composti energetici da cui ottenere energia sufficiente per prendere eseguito questi processi.

Tutte le cellule, sia eterotrofi (che ottengono il loro cibo da altri organismi) o Autotrofi (che sono in grado di produrre il proprio cibo), in misura maggiore o minore, l'ingresso di nutrienti "chiave" per il loro corretto funzionamento.

Organismi unicellulari

Negli organismi unicellulari questi nutrienti sono generalmente ottenuti dall'ambiente e sono spesso "pre-elaborati" dagli enzimi secreti da questi (o altri) al fine di renderli più "assimilabili" o "trasportabili".

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Organismi multicellulari

Per le cellule degli organismi multicellulari sono simili, perché le cellule non solo dipendono da ciò che consideriamo "nutrienti" dell'ambiente, ma hanno anche bisogno di una varietà di sostanze chimiche prodotte endogenamente dai sistemi del corpo per funzionare, vale a dire:

- ormoni

- Fattori di crescita

- Vitamine

- proteine ​​del trasportatore

- Elementi della matrice extracellulare

Nutrienti cellulari

Nutrienti essenziali

È importante menzionare che le cellule hanno bisogno di nutrienti specifici, non solo per il loro funzionamento e sopravvivenza, ma anche per la loro moltiplicazione e differenziazione.

Questi sono noti come nutrienti essenziali e sono così chiamati perché non possono essere sintetizzati internamente nelle quantità richieste dalla cellula; Pertanto, devono essere acquisiti dal mezzo extracellulare.

Nutrienti energetici

Oltre ai nutrienti essenziali, le cellule hanno bisogno di altri nutrienti che possiamo chiamare nutrienti energetici, come monosaccaridi, acidi grassi e/o aminoacidi. Di questi nutrienti, le cellule estraggono enormi quantità di energia che sono utili per eseguire il conteggio dei processi.

I requisiti di nutrienti essenziali ed energetici possono essere molto variabili a seconda del tipo di cellula in questione, soprattutto se parliamo di cellule animali (di solito eterotrofi) o di cellule vegetali (tipicamente autotrofiche).

Acqua

Oltre ai nutrienti citati c'è un altro componente fondamentale per la vita cellulare: acqua. Tutte le cellule, che siano, debbano essere in ambienti acquosi e non sorprende che sia lì che i nutrienti di cui hanno bisogno debbano essere sciolti o solubilizzati.

Le condizioni di un ambiente così acquoso, comprendono il pH, l'osmolarità, la temperatura, la densità e la concentrazione di nutrienti, determinano, in larga misura, i requisiti nutrizionali ed energetici di una cellula.

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Processo nutrizionale cellulare

La nutrizione cellulare è sostanzialmente costituita da tre processi fondamentali:

- L'assorbimento o il trasporto di nutrienti al citosol

- La lavorazione di questi nutrienti

- l'escrezione o l'eliminazione dei rifiuti o il materiale non utilizzato

Assorbimento o trasporto: endocitosi

Lo stadio di assorbimento o trasporto di nutrienti al citosol si ottiene grazie ai processi endocitici, attraverso i quali le cellule possono introdurre molecole complesse piccole, medi e persino grandi o altre cellule intere!

L'endocitosi può essere dovuta alla fagocitosi, che è il particolato (o l'altra cellula) o la pinocitosi, che è la presa di particelle liquide.

Tipi di endocitosi (Fonte: Mariana Ruiz Villarrealtabajo derivata: Gregor_0492 / CC0, via Wikimedia Commons)

Questi due processi possono essere molto non specifici, a meno che non coinvolgano la presenza di recettori e ligandi speciali, in modo che un riconoscimento specifico delle molecole da trasportare attraverso la membrana.

L'endocitosi, qualunque tipo, consiste nella "piegatura" della membrana plasmatica attorno al materiale che sarà endocyd e la formazione di una "cistifellea" che è interiorizzata nella cellula. Queste vescicole vengono trasportate internamente dalla via endocitica, la cui destinazione finale è di solito il lisosoma.

I lisosomi sono organelli cellulari caricati con numerosi enzimi idrolitici che sono responsabili della degradazione o della "digestione" dei materiali interiorizzati e del successivo rilascio degli elementi fondamentali che li compongono.

Diffusione semplice e facilitata

Alcune molecole, secondo le loro caratteristiche fisiche e chimiche, possono attraversare liberamente la membrana cellulare, quindi entrano con una semplice diffusione.

Altre molecole nutrizionali o composti del mezzo extracellulare inseriti da diffusione attiva o facilitata, il che significa che esistono sistemi speciali per il trasporto o non richiedono una spesa energetica.

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Elaborazione dei nutrienti

Quando i nutrienti necessari vengono introdotti al citosol dall'endocitosi, questi sono decomposti in "parti più piccole" dai lisosomi o da alcuni enzimi liberi nel citosol.

Queste "parti più piccole" sono ciò che la cellula utilizza come fonte di carbonio ed energia per i processi metabolici, sia per l'estrazione e o la conversione dell'energia o per la sintesi di nuovi elementi cellulari.

Escrezione

Sebbene le cellule siano molto efficienti nello sfruttamento dei nutrienti che ottengono da intorno, molte volte ci sono molecole o composti che non possono decomporsi in parti più piccole o ci sono semplicemente sostanze che si verificano durante il degrado che possono essere tossici e devono essere eliminati.

Questa eliminazione è ciò che conosciamo come escrezione e consiste nell'estrazione dell'ambiente intracellulare tutto ciò che non è stato usato o ciò che è "pericoloso" dal prodotto della lavorazione dei nutrienti assorbiti.

Riferimenti

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