В биологичните системи балансът се поддържа поради наличието на хранителни вериги. Всеки организъм заема своето място в тях, получавайки органични молекули за своя растеж и размножаване. В същото време процесът на разделяне на сложни вещества на елементарни, които могат да бъдат усвоени от всяка клетка, се нарича дисимилация. В биологията това е основата за съществуването на живи организми заедно с асимилацията. Дисимилацията се нарича още катаболизъм, вид разделящ метаболизъм.
Етапи на дисимилация
Дисимилацията е сложен процес, включващ храносмилателната система на тялото, който се свежда до получаване на хранителни компоненти, тяхната обработка и метаболизъм в клетката. Субстрат за дисимилация в биологията е всяка сложна органична молекула, за която тялото има подходящи ензимни системи за разграждане.
Първият етап на катаболизма е подготвителен. Включва процеса на движениекъм храната и нейното улавяне. Протеините, мазнините и въглехидратите в състава на живи или разлагащи се тъкани действат като хранителни суровини. Подготвителният етап на дисимилацията в биологията е пример за хранително поведение на организма и извънклетъчно храносмилане. По време на него едноклетъчните организми получават сложни органични суровини, фагоцитират го и го разграждат до елементарни компоненти.
При многоклетъчните организми подготвителният етап на дисимилация означава процеса на придвижване към храната, нейното получаване и смилане в храносмилателната система, след което елементарните хранителни вещества се пренасят от кръвоносната система до клетките. Растенията също имат подготвителен етап. Състои се в усвояването на продукти от разпад на органична материя, които по-късно се доставят чрез транспортни системи до мястото на вътреклетъчна дисимилация. В биологията това означава, че за растежа и размножаването на растенията е необходим субстрат, чието унищожаване се извършва от ниски организми, като например разлагащи се бактерии.
Анаеробна дисимилация
Вторият етап на дисимилация се нарича безкислороден, тоест анаеробен. По-скоро става дума за въглехидрати и мазнини, защото аминокиселините не се метаболизират, а се изпращат до мястото на биосинтеза. От тях се изграждат протеинови макромолекули и следователно използването на аминокиселини е пример за асимилация, тоест синтез. Дисимилацията е (в биологията) разграждането на органични молекули с освобождаване на енергия. В същото време почти всички организми са способни да метаболизират глюкозата, универсален монозахарид, койтое основният източник на енергия за всички живи същества.
По време на анаеробна гликолиза се синтезират 2 АТФ молекули, които съхраняват енергия в макроергични връзки. Този процес е неефективен и следователно изисква голяма консумация на глюкоза с образуването на много метаболити: пируват или млечна киселина, в някои организми - етилов алкохол. Тези вещества ще се използват в третия етап на дисимилация, но етанолът ще се използва от тялото без енергийни ползи за предотвратяване на интоксикация. В същото време мастните киселини, като продукти на разграждането на мазнините, не могат да бъдат метаболизирани от задължителни анаероби, тъй като те изискват аеробни пътища на разцепване, включващи ацетил-коензим-А.
Аеробна дисимилация
Дисимилацията на кислород в биологията е аеробна гликолиза, процес на разграждане на глюкоза с висок добив на енергия. Състои се от 36 АТФ молекули, което е 18 пъти по-ефективно от аноксичната гликолиза. В човешкото тяло има два етапа на гликолиза и следователно общият енергиен добив по време на метаболизма на една глюкозна молекула е вече 38 молекули АТФ. 2 молекули се образуват на етапа на безкислородна гликолиза, а други 36 по време на аеробно окисление в митохондриите. В същото време в някои клетки при условия на кислороден дефицит, който се наблюдава при коронарна болест, консумацията на метаболити може да върви само по пътя без кислород.
Метаболизъм на аероби и анаероби
Дисимилация в анаеробни иаеробните организми е подобно. Въпреки това, при никакви обстоятелства анаеробите не могат да участват в аеробното окисление. Това означава, че те не могат да имат трети етап на дисимилация. Организмите, които имат ензимни системи за свързване на кислород, например цитохром оксидаза, са способни на аеробно окисление и следователно в хода на метаболизма те получават енергия по-ефективно. Следователно, дисимилацията на кислород в биологията е пример за най-ефективния метаболитен път за разграждането на глюкозата, което позволи появата на топлокръвни организми с развита нервна система. В същото време нервните клетки нямат ензими, отговорни за разграждането на други метаболити, следователно те са в състояние да разграждат само глюкозата.
