V biologických systémoch je rovnováha udržiavaná vďaka existencii potravinových reťazcov. Každý organizmus v nich zaujíma svoje miesto a prijíma organické molekuly pre svoj rast a rozmnožovanie. Zároveň sa proces štiepenia zložitých látok na elementárne látky, ktoré môže asimilovať každá bunka, nazýva disimilácia. V biológii je to základ pre existenciu živých organizmov spolu s asimiláciou. Disimilácia sa tiež nazýva katabolizmus, typ štiepiaceho metabolizmu.
Fázy disimilácie
Disimilácia je komplexný proces zahŕňajúci tráviaci systém tela, ktorý spočíva v získavaní zložiek potravy, ich spracovaní a metabolizme v bunke. Substrátom pre disimiláciu v biológii je akákoľvek komplexná organická molekula, pre ktorú má telo vhodné enzýmové systémy na rozklad.
Prvá fáza katabolizmu je prípravná. Zahŕňa proces pohybuna jedlo a jeho zachytávanie. Proteíny, tuky a uhľohydráty v zložení živých alebo rozpadajúcich sa tkanív pôsobia ako potravinové suroviny. Prípravné štádium disimilácie v biológii je príkladom stravovacieho správania organizmu a extracelulárneho trávenia. Jednobunkové organizmy pri nej prijímajú zložité organické suroviny, fagocytujú ich a rozkladajú na elementárne zložky.
U mnohobunkových organizmov prípravná fáza disimilácie znamená proces presunu k potrave, jej príjmu a trávenia v tráviacom systéme, po ktorom sú elementárne živiny prenášané obehovým systémom do buniek. Rastliny majú aj prípravnú fázu. Spočíva v absorpcii produktov rozpadu organickej hmoty, ktoré sú neskôr transportnými systémami dopravené na miesto intracelulárnej disimilácie. V biológii to znamená, že na rast a rozmnožovanie rastlín je potrebný substrát, ktorého ničenie vykonávajú nízkorozpočtové organizmy, ako sú hnijúce baktérie.
Anaeróbna disimilácia
Druhá fáza disimilácie sa nazýva bezkyslíková, teda anaeróbna. Ide skôr o sacharidy a tuky, pretože aminokyseliny nie sú metabolizované, ale sú posielané do miesta biosyntézy. Z nich sú postavené makromolekuly bielkovín, a preto je použitie aminokyselín príkladom asimilácie, teda syntézy. Disimilácia je (v biológii) rozklad organických molekúl s uvoľnením energie. Takmer všetky organizmy sú zároveň schopné metabolizovať glukózu, univerzálny monosacharid, ktorýje hlavným zdrojom energie pre všetky živé veci.
Počas anaeróbnej glykolýzy sa syntetizujú 2 molekuly ATP, ktoré uchovávajú energiu v makroergických väzbách. Tento proces je neefektívny, a preto si vyžaduje veľkú spotrebu glukózy s tvorbou mnohých metabolitov: pyruvát, alebo kyselina mliečna, v niektorých organizmoch - etylalkohol. Tieto látky budú použité v tretej fáze disimilácie, ale etanol bude telom využitý bez energetických výhod, aby sa zabránilo intoxikácii. Zároveň mastné kyseliny, ako produkty rozkladu tukov, nemôžu byť metabolizované obligátnymi anaeróbmi, pretože vyžadujú aeróbne štiepne cesty zahŕňajúce acetyl-koenzým-A.
Aeróbna disimilácia
Disimilácia kyslíka v biológii je aeróbna glykolýza, proces rozkladu glukózy s vysokým energetickým výťažkom. Ide o 36 molekúl ATP, čo je 18-krát účinnejšie ako anoxická glykolýza. V ľudskom tele sú dva stupne glykolýzy, a preto je celkový energetický výťažok pri metabolizme jednej molekuly glukózy už 38 molekúl ATP. 2 molekuly vznikajú v štádiu bezkyslíkatej glykolýzy a ďalších 36 pri aeróbnej oxidácii v mitochondriách. Zároveň v niektorých bunkách v podmienkach nedostatku kyslíka, ktorý sa pozoruje pri koronárnej chorobe, spotreba metabolitov môže ísť iba cestou bez kyslíka.
Metabolizmus aeróbov a anaeróbov
Disimilácia v anaeróbnych aaeróbnych organizmov je podobná. Za žiadnych okolností sa však anaeróby nemôžu podieľať na aeróbnej oxidácii. To znamená, že nemôžu mať tretí stupeň disimilácie. Organizmy, ktoré majú enzýmové systémy na viazanie kyslíka, napríklad cytochrómoxidáza, sú schopné aeróbnej oxidácie, a preto v priebehu metabolizmu efektívnejšie prijímajú energiu. Disimilácia kyslíka v biológii je preto príkladom najefektívnejšej metabolickej cesty rozkladu glukózy, ktorá umožnila vznik teplokrvných organizmov s vyvinutým nervovým systémom. Nervové bunky zároveň nemajú enzýmy zodpovedné za štiepenie iných metabolitov, preto sú schopné štiepiť iba glukózu.
