U biološkim sistemima, ravnoteža se održava zahvaljujući postojanju lanaca ishrane. Svaki organizam zauzima svoje mjesto u njima, primajući organske molekule za svoj rast i reprodukciju. Istovremeno, proces cijepanja složenih tvari na elementarne koje može asimilirati bilo koja stanica naziva se disimilacija. U biologiji je to osnova za postojanje živih organizama uz asimilaciju. Disimilacija se također naziva katabolizam, vrsta metabolizma cijepanja.
Faze disimilacije
Disimilacija je složen proces koji uključuje probavne sisteme organizma, a koji se svodi na dobijanje komponenti hrane, njihovu preradu i metabolizam u ćeliji. Supstrat za disimilaciju u biologiji je svaki složeni organski molekul za koji tijelo ima odgovarajući enzimski sistem za razgradnju.
Prva faza katabolizma je pripremna. Uključuje proces kretanjana hranu i njeno hvatanje. Proteini, masti i ugljikohidrati u sastavu živih ili raspadajućih tkiva djeluju kao prehrambene sirovine. Pripremna faza disimilacije u biologiji je primjer ponašanja organizma u hranjenju i ekstracelularne probave. Tokom nje jednoćelijski organizmi primaju složene organske sirovine, fagocitiraju ih i razlažu na elementarne komponente.
Kod višećelijskih organizama, pripremna faza disimilacije znači proces kretanja do hrane, njenog prijema i varenja u probavnom sistemu, nakon čega se elementarne hranljive materije prenose cirkulacijskim sistemom do ćelija. Biljke takođe imaju pripremnu fazu. Sastoji se od apsorpcije produkata raspadanja organske materije, koji se kasnije transportnim sistemima dostavljaju do mesta unutarćelijske disimilacije. U biologiji to znači da je za rast i reprodukciju biljaka potreban supstrat čije uništavanje vrše organizmi sa niskim sadržajem, kao što su bakterije raspadanja.
Anaerobna disimilacija
Druga faza disimilacije naziva se bez kiseonika, odnosno anaerobna. Više se radi o ugljikohidratima i mastima, jer se aminokiseline ne metaboliziraju, već se šalju na mjesto biosinteze. Od njih se grade makromolekule proteina, pa je upotreba aminokiselina primjer asimilacije, odnosno sinteze. Disimilacija je (u biologiji) razgradnja organskih molekula uz oslobađanje energije. Istovremeno, gotovo svi organizmi mogu metabolizirati glukozu, univerzalni monosaharid kojije glavni izvor energije za sva živa bića.
Tokom anaerobne glikolize sintetišu se 2 molekula ATP-a, koji skladište energiju u makroergijskim vezama. Ovaj proces je neefikasan, te stoga zahtijeva veliku potrošnju glukoze uz stvaranje mnogih metabolita: piruvata, ili mliječne kiseline, u nekim organizmima - etil alkohola. Ove tvari će se koristiti u trećoj fazi disimilacije, ali će tijelo koristiti etanol bez energetske koristi kako bi se spriječila intoksikacija. U isto vrijeme, masne kiseline, kao produkti razgradnje masti, ne mogu se metabolizirati obaveznim anaerobima, jer zahtijevaju aerobne puteve cijepanja koji uključuju acetil-koenzim-A.
Aerobna disimilacija
Disimilacija kiseonika u biologiji je aerobna glikoliza, proces razgradnje glukoze sa visokim energetskim prinosom. Sastoji se od 36 ATP molekula, što je 18 puta efikasnije od anoksične glikolize. U ljudskom tijelu postoje dva stupnja glikolize, pa je ukupan energetski prinos tokom metabolizma jednog molekula glukoze već 38 ATP molekula. 2 molekula nastaju u fazi glikolize bez kiseonika, a još 36 tokom aerobne oksidacije u mitohondrijima. Istovremeno, u nekim ćelijama u uslovima nedostatka kiseonika, koji se primećuje kod koronarne bolesti, potrošnja metabolita može ići samo putem bez kiseonika.
Metabolizam aeroba i anaeroba
Disimilacija u anaerobnom iaerobnih organizama je slično. Međutim, ni pod kojim okolnostima anaerobi ne mogu sudjelovati u aerobnoj oksidaciji. To znači da oni ne mogu imati treću fazu disimilacije. Organizmi koji imaju enzimske sisteme za vezivanje kiseonika, na primer, citokrom oksidazu, sposobni su za aerobnu oksidaciju, pa samim tim, u toku metabolizma, efikasnije primaju energiju. Stoga je disimilacija kiseonika u biologiji primjer najefikasnijeg metaboličkog puta za razgradnju glukoze, koji je omogućio nastanak toplokrvnih organizama sa razvijenim nervnim sistemom. Istovremeno, nervne ćelije nemaju enzime odgovorne za razgradnju drugih metabolita, pa su sposobne samo da razgrađuju glukozu.
