Гетеротрофными (от греч. heteros — другой, иной, trophe— пища) называются организмы, нуждающиеся в готовых органических веществах. Энергию, необходимую для своей жизнедеятельности, они получают при разложении готовых органических соединений. В настоящий период существования жизни на Земле гетеротрофные организмы используют органические вещества, синтезированные другими организмами. Однако, первыми живыми существами на Земле были, по-видимому, гетеротрофы, использовавшие органические вещества абиогенного происхождения.
Гетеротрофными организмами являются все животные и не зеленые растения: грибы и большинство бактерий.
Различают два основных способа гетеротрофного питания: голозойный и осмотический. Голозойный тип питания заключается в поглощении твердых частиц пищи, подвергающихся затем перевариванию. Такой тип питания характерен для животных. Простейший пример: амеба заглатывает комочек пищи, который переваривается в пищеварительной вакуоли. При осмотическом питании организмы всасывают питательные вещества поверхностью тела. Так питаются дрожжевые и плесневые грибы, многие бактерии, некоторые одноклеточные животные.
Гетеротрофы усваивают только растворенные вещества. Сложные органические соединения — белки, углеводы, жиры — предварительно расщепляются ферментами. У разных организмов в процессе эволюции вырабатывались определенные комплексы ферментов, различных в зависимости от тех условий, к которым приспособился тот или иной вид. Паразитические и гнилостные бактерии приобрели способность растворять белки; бактерии, обитающие на разлагающихся растительных веществах, расщепляют целлюлозу; молочнокислые бактерии усваивают лактозу, а бактерии, обитающие в нефти,— углеводороды и т. д. Поступившие в бактериальную клетку вещества под действием соответствующих ферментов переводятся в белки и другие органические вещества, характерные для данного вида. В этом существо процесса ассимиляции.
У животных съеденная пища подвергается механической и химической переработке. Белки в желудке под действием фермента пепсина и в тонком кишечнике под влиянием других энзимов расщепляются до аминокислот. Из кишечника они всасываются в кровь и поступают в ткани и клетки. Здесь же из аминокислот при участии нуклеиновых кислот синтезируются белки, специфичные для каждого вида животного. Следовательно, именно здесь, в клетках и тканях, происходит ассимиляция поступивших питательных веществ.
Жиры в кишечнике омыляются желчью, расщепляются липазой, а в стенках кишечника и в лимфатических сосудах из них синтезируются жиры, специфичные для каждого вида животного. Принимая форму капелек, жиры откладываются в цитоплазме клеток.
Углеводы начинают подвергаться перевариванию в полости рта. Птиалин слюны переводит крахмал в мальтозу. Процесс образования глюкозы из крахмала совершается в кишечнике. Глюкоза всасывается ворсинками кишечника и кровью переносится к клеткам. В печени и мышцах из нее образуется животный крахмал — гликоген, представляющий собой резервный энергетический материал, необходимый не только для мышц, но и для функций всех других органов и систем.
Животные способны из углеводов синтезировать жиры и в небольшой мере из жиров — углеводы. Следовательно, эти компоненты пищи в известной мере взаимозаменяемы. Иначе обстоит дело с белками. Далеко не все аминокислоты могут синтезироваться животными из углеводов и жиров. Это объясняется отсутствием у гетеротрофных организмов ряда ферментов.
В связи с этим аминокислоты по их роли в питании делят на две группы: незаменимые и заменимые. К незаменимым относятся те аминокислоты, которые не могут быть синтезированы в организме животных и человека из других соединений, поступающих с пищей, поэтому они обязательно должны входить в определенном количестве в пищу и только при этом условии организм способен создавать свои собственные белки. Для человека незаменимыми являются 8 аминокислот: триптофан, лизин, метионин, валин, лейцин, изолейцин, фенилаланин и треонин. Без перечисленных аминокислот наступает белковое голодание, приводящее к тяжелым расстройствам жизнедеятельности и даже гибели организма.
К жизненно необходимым органическим веществам, которые обычно не способны синтезировать определенные виды гетеротрофных, а иногда и аутотрофные организмы, относятся витамины.
