ბიოლოგიურ სისტემებში ბალანსი შენარჩუნებულია კვებითი ჯაჭვების არსებობის გამო. თითოეული ორგანიზმი თავის ადგილს იკავებს მათში, იღებს ორგანულ მოლეკულებს მისი ზრდისა და გამრავლებისთვის. ამავდროულად, რთული ნივთიერებების ელემენტარულებად დაყოფის პროცესს, რომლებიც შეიძლება შეითვისოს ნებისმიერი უჯრედი, ეწოდება დისიმილაცია. ბიოლოგიაში ეს არის ასიმილაციასთან ერთად ცოცხალი ორგანიზმების არსებობის საფუძველი. დისიმილაციას ასევე უწოდებენ კატაბოლიზმს, გაყოფის მეტაბოლიზმის სახეობას.
დისიმილაციის ეტაპები
დისიმილაცია არის კომპლექსური პროცესი, რომელიც მოიცავს ორგანიზმის საჭმლის მომნელებელ სისტემებს, რაც უკავშირდება საკვების კომპონენტების მიღებას, მათ გადამუშავებას და უჯრედში მეტაბოლიზმს. ბიოლოგიაში დისიმილაციის სუბსტრატი არის ნებისმიერი რთული ორგანული მოლეკულა, რომლის დასაშლელადაც სხეულს აქვს შესაბამისი ფერმენტული სისტემები.
კატაბოლიზმის პირველი ეტაპი მოსამზადებელია. იგი მოიცავს მოძრაობის პროცესსსაკვებს და მის დაჭერას. ცილები, ცხიმები და ნახშირწყლები ცოცხალი ან გახრწნილი ქსოვილების შემადგენლობაში მოქმედებს როგორც საკვები ნედლეული. ბიოლოგიაში დისიმილაციის მოსამზადებელი ეტაპი არის ორგანიზმის კვების ქცევისა და უჯრედგარე მონელების მაგალითი. მის დროს ერთუჯრედიანი ორგანიზმები იღებენ რთულ ორგანულ ნედლეულს, ახდენენ მას ფაგოციტირებას და ელემენტარულ კომპონენტებად იშლება.
მრავალუჯრედულ ორგანიზმებში დისიმილაციის მოსამზადებელი ეტაპი ნიშნავს საკვებისკენ გადაადგილების პროცესს, მის მიღებას და საჭმლის მომნელებელ სისტემაში მონელებას, რის შემდეგაც ელემენტარული საკვები ნივთიერებები სისხლის მიმოქცევის სისტემის მიერ უჯრედებში გადადის. მცენარეებს ასევე აქვთ მოსამზადებელი ეტაპი. იგი შედგება ორგანული ნივთიერებების დაშლის პროდუქტების შეწოვაში, რომლებიც მოგვიანებით სატრანსპორტო სისტემებით მიეწოდება უჯრედშიდა დისიმილაციის ადგილზე. ბიოლოგიაში ეს ნიშნავს, რომ მცენარეების ზრდისა და გამრავლებისთვის საჭიროა სუბსტრატი, რომლის განადგურებას ახორციელებენ დაბალი ორგანიზმები, როგორიცაა დაშლის ბაქტერიები.
ანაერობული დისიმილაცია
დისიმილაციის მეორე სტადიას ეწოდება უჟანგბადო, ანუ ანაერობული. ეს უფრო ნახშირწყლებსა და ცხიმებს ეხება, რადგან ამინომჟავები არ მეტაბოლიზდება, არამედ იგზავნება ბიოსინთეზის ადგილზე. მათგან შენდება ცილის მაკრომოლეკულები და, შესაბამისად, ამინომჟავების გამოყენება ასიმილაციის, ანუ სინთეზის მაგალითია. დისიმილაცია არის (ბიოლოგიაში) ორგანული მოლეკულების დაშლა ენერგიის განთავისუფლებით. ამავდროულად, თითქმის ყველა ორგანიზმს შეუძლია გლუკოზის მეტაბოლიზება, უნივერსალური მონოსაქარიდი, რომელიცარის ენერგიის მთავარი წყარო ყველა ცოცხალი არსებისთვის.
ანაერობული გლიკოლიზის დროს სინთეზირდება 2 ატფ მოლეკულა, რომელიც ენერგიას ინახავს მაკროერგიულ ობლიგაციებში. ეს პროცესი არაეფექტურია და ამიტომ მოითხოვს გლუკოზის დიდ მოხმარებას მრავალი მეტაბოლიტის წარმოქმნით: პირუვატი, ან რძემჟავა, ზოგიერთ ორგანიზმში - ეთილის სპირტი. ეს ნივთიერებები გამოყენებული იქნება დისიმილაციის მესამე ეტაპზე, მაგრამ ეთანოლი გამოიყენებს ორგანიზმს ენერგეტიკული სარგებელის გარეშე ინტოქსიკაციის თავიდან ასაცილებლად. ამავდროულად, ცხიმოვანი მჟავები, როგორც ცხიმების დაშლის პროდუქტები, არ შეიძლება მეტაბოლიზდეს ობლიგატური ანაერობებით, რადგან ისინი საჭიროებენ აერობულ დაშლის გზებს, რომლებიც მოიცავს აცეტილ-კოენზიმ-A-ს.
აერობული დისიმილაცია
ჟანგბადის დისიმილაცია ბიოლოგიაში არის აერობული გლიკოლიზი, გლუკოზის დაშლის პროცესი მაღალი ენერგიის გამომუშავებით. ეს არის 36 ATP მოლეკულა, რაც 18-ჯერ უფრო ეფექტურია ვიდრე ანოქსიური გლიკოლიზი. ადამიანის ორგანიზმში გლიკოლიზის ორი ეტაპია და, შესაბამისად, ერთი გლუკოზის მოლეკულის მეტაბოლიზმის დროს მთლიანი ენერგიის გამოსავალი უკვე 38 ATP მოლეკულაა. 2 მოლეკულა წარმოიქმნება უჟანგბადო გლიკოლიზის სტადიაზე და კიდევ 36 მიტოქონდრიაში აერობული დაჟანგვის დროს. ამავდროულად, ზოგიერთ უჯრედში ჟანგბადის დეფიციტის პირობებში, რაც შეინიშნება კორონარული დაავადების დროს, მეტაბოლიტების მოხმარება მხოლოდ უჟანგბადო გზაზე შეიძლება გაიაროს.
აერობებისა და ანაერობების მეტაბოლიზმი
დისიმილაცია ანაერობულში დამსგავსია აერობული ორგანიზმები. თუმცა, ანაერობებს არავითარ შემთხვევაში არ შეუძლიათ მონაწილეობა აერობულ დაჟანგვაში. ეს ნიშნავს, რომ მათ არ შეუძლიათ დისიმილაციის მესამე ეტაპი. ორგანიზმებს, რომლებსაც აქვთ ჟანგბადის დამაკავშირებელი ფერმენტული სისტემები, მაგალითად, ციტოქრომ ოქსიდაზა, შეუძლიათ აერობული დაჟანგვა და, შესაბამისად, მეტაბოლიზმის დროს ისინი უფრო ეფექტურად იღებენ ენერგიას. მაშასადამე, ჟანგბადის დისიმილაცია ბიოლოგიაში არის გლუკოზის დაშლის ყველაზე ეფექტური მეტაბოლური გზის მაგალითი, რამაც საშუალება მისცა გაჩენილიყო თბილი სისხლიანი ორგანიზმები განვითარებული ნერვული სისტემით. ამავდროულად, ნერვულ უჯრედებს არ აქვთ ფერმენტები, რომლებიც პასუხისმგებელნი არიან სხვა მეტაბოლიტების დაშლაზე, ამიტომ მათ შეუძლიათ მხოლოდ გლუკოზის დაშლა.
