Питание микроорганизмов

Основой конструктивного обмена является питание клетки, которое требуется для конструктивных и энергетических процессов, протекающих в клетке. Микроорганизмы не имеют специальных органов питания, пища в клетку поступает из внешней среды через всю её поверхность. Большая удельная поверхность у клеток микроорганизмов является одной из причин быстрого усвоения ими питательных веществ и очень быстрого в связи с этим их роста и развития.

Известны два способа питания: голозойный (встречается у животных, частицы пищи подвергаются перевариванию) и голофитный(встречается у растений и микроорганизмов).

В этом случае питательные вещества в виде истинных растворов поступают через всю поверхность клетки, при этом важнейшую роль играет ЦПМ (цитоплазматическая мембрана). ЦПМ обладает полупроницаемыми свойствами – пропускает молекулы истинных растворов (сахара, соли) и задерживает белки, полисахариды, липиды. Клетки микроорганизмов осуществляют внеклеточное «переваривание» за счет определенных ферментов, выделяемых клеткой в окружающую среду. Поступление питательных веществ через ЦПМ осуществляется тремя путями:

1. Пассивная или простая диффузия, этим путем поступает в основном вода. Перенос большинства питательных веществ, растворенных в воде, осуществляется с помощью специальных белков-переносчиков (пермеаз), которые циркулируют между внешними и внутренними поверхностями ЦПМ. Молекулы пермеаз переходят на наружную сторону ЦПМ, захватывают молекулу вещества и переносят на внутреннюю сторону, затем они возвращаются. Действие пермеаз строго специфично, они захватывают только те вещества, которые усваиваются клеткой.

2. Облегченная диффузия - основана на разности концентраций в окружающей среде и в клетке, перенос с помощью пермеаз идет по градиенту концентрации (от большего к меньшему) без затраты энергии. При этом в клетку проникают более разнообразные вещества по сравнению с простой диффузией.

Обмен веществ у микроорганизмов происходит путем осмоса через всю поверхность клетки.

Осмос означает медленное проникновение (просачивание) жидкости и растворенных в ней веществ через полупроницае­мую перепонку. У микроорганизмов явление осмоса возникает вследствие разницы концентраций веществ внутри микробной клетки и вне ее.

Роль полупроницаемой перепонки при этом выполняет обо­лочка микроба. Сквозь нее внутрь клетки поступают в виде растворов нужные вещества и удаляются также в виде раство­ров продукты жизнедеятельности.

Растворенные в клетке вещества создают внутри нее опре­деленное давление, которое называется осмотическим. Чем больше концентрация растворенных веществ, тем выше осмоти­ческое давление. При повышении концентрации веществ внутри клетки, в силу осмотических законов, через оболочку усили­вается извне приток воды, которая стремится как бы разбавить концентрированный раствор в клетке до концентрации раствора вне ее и тем самым уравнять осмотическое давление по обе стороны оболочки.

Биохимические процессы, протекающие внутри клетки, по­степенно приводят к накоплению в клетке веществ - продуктов жизнедеятельности. На основе тех же осмотических законов эти вещества по мере накопления начинают двигаться в сторону их меньшей концентрации, т. е. за пределы клетки.

В свою очередь, клетка станет получать нужные ей веще­ства, концентрация которых в клетке ниже, чем в питательном субстрате.