Czym jest trawienie zewnątrzkomórkowe?

The trawienie zewnątrzkomórkowe jest procesem, w którym komórki wykorzystują enzymy, które uwalniają środowisko, w którym się znajdują, do degradacji zewnętrznych cząsteczek głównie w celu uzyskania dostępu do źródeł żywności lub zniszczenia określonych komórek lub tkanek.

Do najważniejszych enzymów trawienia pozakomórkowego należą enzymy wytwarzane przez lizosomy.

Enzymy lizosomalne, takie jak proteazy i inne hydrolazy, umożliwiają degradację białek, węglowodanów i innych składników, które mogą znajdować się wewnątrz lub na zewnątrz komórki.

Zazwyczaj termin trawienie pozakomórkowe odnosi się tylko do procesu zachodzącego poza komórkami w układzie trawiennym kilku zwierząt wielokomórkowych.

Jednak wiele mikroorganizmów, takich jak bakterie i grzyby, również przeprowadza procesy trawienia zewnątrzkomórkowego.

Trawienie pozakomórkowe dla pożywienia

W człowieku procesy trawienia pozakomórkowego są przeprowadzane głównie w jelicie w celu degradacji źródeł żywności.

Stwierdzono na przykład, że hydroliza skrobi do disacharydów i oligosacharydów jest prowadzona w ten sposób.

Inne organizmy wielokomórkowe prowadzą również procesy trawienia pozakomórkowego w ich układach trawiennych.

Tak jest w przypadku małży, gatunku mięczaków, wśród których znajdują się ostrygi i małże. Małże mogą szybko przyswajać wiele źródeł węgla poprzez trawienie pozakomórkowe, które zachodzi na drodze ich jelit.

Niektóre organizmy jednokomórkowe, takie jak wiciowce z rodzaju Protoperidinium przeprowadzić pozakomórkowe trawienie glonów i niektórych związków organicznych uwalnianych przez fitoplankton.

Ta cecha ewoluowała jako oportunistyczny system żywnościowy i umożliwia im dostęp do źródeł żywności, z których w przeciwnym razie nie mogliby skorzystać..

Inne funkcje trawienia zewnątrzkomórkowego

Jeden z najczęstszych procesów trawienia wewnątrzkomórkowego jest związany ze zniszczeniem żywej tkanki.

Enzymy pozakomórkowe są odpowiedzialne za procesy „autodestrukcji”, które występują w wielu organizmach jako mechanizm ochronny.

U ludzi, oprócz funkcji w układzie pokarmowym, trawienie pozakomórkowe przejawia się w degradacji tkanek jajnikowych u kobiet. 

Również w niszczeniu starych komórek krwi i skóry w celu stałej regeneracji tych tkanek.

Pozakomórkowe trawienie jest również ważne w innych organizmach. Przykładem tego jest proces regresji ogonów kijanek podczas ich metamorfozy.

Inne organizmy jak Microsporum canis wykorzystują także enzymy pozakomórkowe do degradacji cząsteczek, takich jak keratyna, elastyna i kolagen.

Zastosowania trawienia pozakomórkowego

Trawienie pozakomórkowe jest procesem stosowanym w zastosowaniach biotechnologicznych w przemyśle.

Do najczęstszych zastosowań należy degradacja opornej biomasy przy użyciu grzybów, które uwalniają enzymy rozkładające cząsteczki, takie jak lignina i celuloza.

Ta zdegradowana biomasa może być stosowana do kilku procesów fermentacyjnych, które wytwarzają alkohol lub inne interesujące związki.

Inne powszechne zastosowania to wykorzystanie trawienia pozakomórkowego w celu ułatwienia leczenia skażonych źródeł wody i procesów fitoremediacji.

Referencje

1. Cesar F. i in. Pozakomórkowa aktywność proteolityczna i analiza molekularna szczepów Microsporum canis izolowane od kotów zi bez objawów. Iberoamerican Mycology Magazine. 2007; 24 (1): 19-23
2. Dahlqvist A. Borgstrom B. Trawienie i wchłanianie disacharydów w człowieku Biochemestry Journal. 1961; 81: 411
3. Decho A. Samuel N. Elastyczne strategie trawienia i asymilacja śladów metalu w małżach morskich. Limnologia i oceanografia. 1996; 41 (3): 568-572
4. Gregory G. Taylor F. Trawienie pozakomórkowe w organizmach morskich. Journal of Plankton Research. 1984; 6 (6):
5. Hirsch I. Lizosomy i upośledzenie umysłowe. Kwartalny przegląd biologii. 1972; 47 (3): 303-312
6. Ohmiya K. i in. Zastosowanie genów mikrobiologicznych do opornego wykorzystania biomasy i ochrony środowiska. Journal of Bioscience and Bioengineering. 2003; 95 (6): 549-561