U biološkim sustavima, ravnoteža se održava zbog postojanja lanaca ishrane. Svaki organizam zauzima svoje mjesto u njima, primajući organske molekule za svoj rast i razmnožavanje. Istodobno, 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.
Fazije disimilacije
Disimilacija je složen proces koji uključuje probavne sustave tijela, a koji se svodi na dobivanje sastojaka hrane, njihovu preradu i metabolizam u stanici. Supstrat za disimilaciju u biologiji je svaka složena organska molekula za koju tijelo ima odgovarajući enzimski sustav 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 primjer je ponašanja organizma u hranjenju i izvanstanične probave. Tijekom nje jednostanični organizmi primaju složene organske sirovine, fagocitiraju je i razlažu na elementarne komponente.
Kod višestaničnih organizama, pripremna faza disimilacije znači proces prelaska na hranu, njezino primanje i probavu u probavnom sustavu, nakon čega se elementarne hranjive tvari cirkulacijskim sustavom prenose do stanica. Biljke također imaju pripremnu fazu. Sastoji se od apsorpcije produkata raspadanja organske tvari, koji se kasnije transportnim sustavima dostavljaju na mjesto unutarstanične disimilacije. U biologiji to znači da je za rast i razmnožavanje biljaka potreban supstrat čije uništavanje provode organizmi s niskim razinama, kao što su bakterije raspadanja.
Anaerobna disimilacija
Druga faza disimilacije naziva se bez kisika, 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 bjelančevina, pa je stoga korištenje aminokiselina primjer asimilacije, odnosno sinteze. Disimilacija je (u biologiji) razgradnja organskih molekula uz oslobađanje energije. U isto vrijeme, gotovo svi organizmi mogu metabolizirati glukozu, univerzalni monosaharid kojije glavni izvor energije za sva živa bića.
Tijekom anaerobne glikolize sintetiziraju se 2 ATP molekule koje pohranjuju energiju u makroergijske veze. Ovaj proces je neučinkovit, pa stoga zahtijeva veliku potrošnju glukoze s stvaranjem mnogih metabolita: piruvata, ili mliječne kiseline, u nekim organizmima - etilnog alkohola. Ove tvari će se koristiti u trećoj fazi disimilacije, ali će etanol tijelo koristiti bez energetske koristi kako bi se spriječila intoksikacija. U isto vrijeme, masne kiseline, kao produkti razgradnje masti, ne mogu se metabolizirati obveznim anaerobima, jer zahtijevaju aerobne puteve cijepanja koji uključuju acetil-koenzim-A.
Aerobna disimilacija
Disimilacija kisika u biologiji je aerobna glikoliza, proces razgradnje glukoze s visokim energetskim prinosom. To je 36 ATP molekula, što je 18 puta učinkovitije od anoksične glikolize. U ljudskom tijelu postoje dva stupnja glikolize, te stoga ukupni energetski prinos tijekom metabolizma jedne molekule glukoze iznosi već 38 molekula ATP-a. 2 molekule nastaju u fazi glikolize bez kisika, a još 36 tijekom aerobne oksidacije u mitohondrijima. Istovremeno, u nekim stanicama u uvjetima nedostatka kisika, što se opaža kod koronarne bolesti, potrošnja metabolita može ići samo putem bez kisika.
Metabolizam aeroba i anaeroba
Disimilacija u anaerobnom iaerobnih organizama je slično. Međutim, ni pod kojim uvjetima anaerobi ne mogu sudjelovati u aerobnoj oksidaciji. To znači da oni ne mogu imati treći stupanj disimilacije. Organizmi koji imaju enzimske sustave za vezanje kisika, na primjer, citokrom oksidazu, sposobni su za aerobnu oksidaciju, te stoga tijekom metabolizma dobivaju energiju učinkovitije. Stoga je disimilacija kisika u biologiji primjer najučinkovitijeg metaboličkog puta za razgradnju glukoze, koji je omogućio nastanak toplokrvnih organizama s razvijenim živčanim sustavom. Istodobno, živčane stanice nemaju enzime odgovorne za razgradnju drugih metabolita, pa su sposobne samo razgraditi glukozu.
