У біологічних системах баланс зберігається через існування харчових ланцюгів. Кожен організм займає в ньому своє місце, отримуючи органічні молекули для свого росту і розмноження. При цьому процес розщеплення складних речовин до елементарних, які можна засвоїти будь-якій клітині, називається диссимиляцией. У біології це основа існування живих організмів разом з асиміляцією. Дисиміляція також називається катаболізмом, видом розщеплює метаболізму.
Етапи дисиміляції
Диссимиляцией називається комплексний процес з участю травних систем організму, який зводиться до отримання харчових компонентів, їх обробці та метаболізму в клітині. Субстрат для дисиміляції в біології — це будь-яка складна органічна молекула, для розщеплення якої у організму є відповідні ферментні системи.
Першим етапом катаболізму є підготовчий. Він включає процес руху до їжі та її захоплення. В якості харчового сировини виступають білки, жири і вуглеводи в складі живих або розкладаються тканин. Підготовчий етап дисиміляції в біології — це приклад харчової поведінки організму і позаклітинного травлення. В ході нього одноклітинні організми отримують складне органічне сировину, фагоцитують його і розщеплюють до елементарних складових.
У багатоклітинних організмах підготовчий етап дисиміляції означає процес руху до їжі, її отримання і перетравлення в травній системі, після чого елементарні живильні речовини розносяться системою кровообігу до клітин. У рослин також є підготовчий етап. Він полягає у всмоктуванні продуктів гниття органіки, які пізніше за транспортним системам доставляються до місця внутрішньоклітинної дисиміляції. У біології це означає, що для росту і розмноження рослин потрібно субстрат, руйнуванням якого займаються низкоорганизованные організми, наприклад бактерії гниття.
Анаеробна дисиміляція
Другим етапом дисиміляції називається безкисневий, тобто анаеробний. Він більшою мірою стосується вуглеводів і жирів, тому як не метаболізуються амінокислоти, а направляються до місця біосинтезу. З них будуються макромолекули білків, а тому використання амінокислот — це приклад асиміляції, тобто синтезу. Дисиміляція — це (в біології) розпад органічних молекул з виділенням енергії. При цьому практично всі організми здатні метаболізувати глюкозу — універсальний моносахарид, який є головним джерелом енергії для всього живого.
В ході анаеробного гліколізу синтезується 2 молекули АТФ, які запасають енергію в макроергічних зв'язках. Цей процес малоефективний, а тому вимагає великої витрати глюкози з утворенням великої кількості метаболітів: пірувату, або молочної кислоти, у деяких організмів — етилового спирту. Дані речовини будуть використані у третьому етапі дисиміляції, але етанол буде утилізований організмом без енергетичної вигоди для запобігання інтоксикації. При цьому жирні кислоти як продукти розщеплення жирів не можуть метаболізуватися облігатними анаеробами, так як вимагають аеробних шляхів розщеплення за участю ацетил-коферменту-А.
Аеробна дисиміляція
Киснева дисиміляція в біології — це аеробний гліколіз, процес розщеплення глюкози з високим енергетичним виходом. Він становить 36 молекул АТФ, що у 18 разів більш ефективно, ніж безкисневий гліколіз. В організмі людини проходять два етапи гліколізу, а тому загальний енергетичний вихід при метаболізмі однієї молекули глюкози становить вже 38 молекул АТФ. 2 молекули утворюються на етапі бескислородного гліколізу, а ще 36 при аеробному окисненні в мітохондріях. При цьому в деяких клітинах в умовах дефіциту кисню, що спостерігається при ішемічній хворобі, витрата метаболітів може йти тільки по бескислородному шляху.
Метаболізм аеробів і анаеробів
Дисиміляція в анаеробних і аеробних організмів подібна. Однак анаероби ні за яких обставин не можуть брати участь в аеробному окисненні. Це означає, що у них не може бути третього етапу дисиміляції. Організми, які мають ферментні системи для зв'язування кисню, наприклад, цитохромоксидазу, здатні до аеробного окислення, а тому в процесі метаболізму вони ефективніше отримують енергію. Тому киснева дисиміляція в біології — це приклад найбільш ефективного метаболічного шляху розщеплення глюкози, що дозволило з'явитися теплокровних організмів з розвиненою нервовою системою. При цьому нервові клітини не мають ферментів, відповідальних за розщеплення інших метаболітів, тому здатні розщеплювати тільки глюкозу.
