Дисиміляція

Дисиміляція (катаболізм) – сукупність процесів, при яких відбувається окислення складних органічних речовин і перетворення їх на неорганічні (воду, вуглекислий газ, сечовину (просте органічна речовина) тощо), що супроводжується синтезом АТФ, яка використовується організмом у процесах асиміляції і інших процесах життєдіяльності організму.

Головною функцією процесів дисиміляції в організмі є переведення енергії з «незручною» організму форми (енергії хімічних зв’язків складних органічних речовин – білків, вуглеводів, жирів) в «зручну» форму – макроергічні зв’язку з’єднання типу АТФ і АДФ, енергія яких за рахунок процесів фосфорилювання легко переходить від одного з’єднання до іншого. Це одна з біолого-екологічних функцій асиміляції. Інший такою функцією є реалізація кругообігу речовин, коли органічні речовини перетворюються на неорганічні, а останні знову вступають в круговорот, беручи участь в утворенні органічних речовин.

Переклад енергії з «незручною» для організму форми в «зручну» відбувається за рахунок перетворення спочатку АМФ в АДФ, а потім АДФ в АТФ.

Перетворення аденозінфосфати з утворенням макроергічних зв’язків виражаються схемами: АМФ + Н3РO4 ? АДФ + Н2O (поглинання енергії); АДФ + Н3РO4 = АТФ + Н2O (поглинання енергії).

У результаті процесів дисиміляції накопичується АТФ, яка потім використовується в процесах асиміляції, а енергія, укладена в макроергічних зв’язках молекул АТФ, передається на інші молекули або за рахунок процесів фосфорилювання (залишок переходить з молекули АТФ на інші молекули), або за рахунок гідролізу АТФ і її перетворення на АДФ і фосфорну кислоту.
Організми за характером участі в процесах дисиміляції молекулярного кисню діляться на анаеробні (безкисневі) і аеробні (кисневі). В анаеробних організмах дисиміляція здійснюється за рахунок бродіння, а в аеробних – за рахунок дихання в широкому розумінні сутності цього поняття.
Бродіння – сукупність процесів розкладання складних органічних речовин до більш простих, що супроводжується виділенням енергії і синтезом АТФ.

У природі найбільш поширеними видами бродіння є молочнокисле і спиртове. Як спосіб «добування» енергії бродіння – малоефективний процес: так, при молочнокислом бродінні з 1 моль глюкози утворюється 2 моль АТФ.

1. Молочнокисле бродіння – анаеробний процес розпаду глюкози до молочної кислоти. Виражається схемою:

С6Н12O6 (глюкоза) ? 2СН3СН (ОН) СООН (молочна кислота)

(Виділяється енергія, під дією якої синтезується дві молекули АТФ).

Цей вид бродіння характерний для молочнокислих бактерій, у присутності яких відбувається скисання молока.
Молочнокисле бродіння є однією із стадій процесу дихання (у широкому сенсі) у аеробних організмів, у тому числі і в людини.

2. Спиртове бродіння – аеробний процес розпаду глюкози, що супроводжується утворенням етилового спирту і вуглекислого газу; протікає за схемою:

С6Н12О6 (глюкоза) ? 2СО2 + 2С2Н5ОН (етиловий спирт)

(Виділяється енергія, яка використовується для синтезу АТФ).
Цей вид бродіння відбувається в плодах, в інших органах рослини, що знаходяться в анаеробної середовищі.

У природі найбільш широке поширення має інший спосіб дисиміляції – дихання, яке реалізується в окислювальному середовищі, тобто середовищі, що містить молекулярний кисень. Процес дихання складається з двох частин: газообміну і складної послідовності біохімічних процесів окислення органічних сполук, кінцевими продуктами яких є вуглекислий газ, вода, аміак (перетворюється в інші речовини) і деякі інші сполуки (сірководень, неорганічні сполуки фосфору та ін.)

У побуті дихання розглядається як процес газообміну (це розуміння поняття «дихання» у вузькому сенсі). Так, зоологи в організмах вищих тварин виділяють систему органів дихання – в цих органах здійснюється газообмін, в результаті якого з організму видаляється СО2, а в організм надходить О2 (ми «дихаємо», тобто виділяємо вуглекислий газ і поглинаємо молекулярний кисень).

У даному посібнику дихання розглядається в широкому сенсі цього слова як сукупність процесів газообміну, перенесення газів по організму і сукупність хімічних процесів, при яких складні органічні речовини перетворюються на неорганічні, при цьому енергія засвоюється організмом у формі АТФ, синтезирующейся в процесі дисиміляції.

Отже, процес дихання в широкому сенсі складається з двох фаз: газообміну і сукупності хімічних процесів звільнення енергії та синтезу АТФ. Коротко охарактеризуємо ці фази.

1. Газообмін.

Для одноклітинних і відносно просто влаштованих організмів (як рослинних, так тварин і грибів) газообмін протікає на всій поверхні тіла: кисень надходить в клітини, а вуглекислий газ виділяється в навколишнє середовище. У вищих рослин роль органів дихання грають або продихи (листя), або особливо влаштовані пори (чечевички) в корі багаторічних органів (стебла, коріння), крім того, коріння поглинають кисень і виділяють вуглекислий газ кореневими волосками. У високоорганізованих багатоклітинних тварин є складно влаштовані органи дихання – це чи зябра (у водних тварин), або легкі (вищі тварини типу Хребетні), або система трахей (комахи).
Розглянемо газообмін на прикладі людини – представника типу Хребетні.

Цей процес протікає досить складно і починається в легенях, в яких в капілярах альвеол кров, збагачена СO2 (венозна кров), контактує з повітрям, багатим киснем (надійшов в легені під час вдиху), за рахунок чого в повітря легких виділяється вуглекислий газ, а молекулярний кисень взаємодіє з гемоглобіном крові, утворюючи з’єднання червоного кольору – оксигемоглобін (О2 витісняє СО2 з його з’єднання з гемоглобіном). У порожнину легенів дифундує і СО2, що міститься в плазмі крові. Виникла артеріальна кров по венах легких надходить у ліве передсердя, а з нього – в лівий шлуночок і аорту. Далі кров по кровоносних судинах розноситься до тканин різних органів і через капіляри в тканинах вуглекислий газ з тканинної рідини (в тканинну рідину СО2 надійшов з клітин) надходить в еритроцити крові, частково реагуючи з оксигемоглобіном, а частково розчиняючись у плазмі клітини. Молекулярний кисень дифундує спочатку в тканинну рідину, а потім – в клітини. В результаті охарактеризованих процесів в тканинах утворюється венозна кров, яка з капілярів надходить у вени, а потім – у праве передсердя, правий шлуночок, з якого через легеневі артерії надходить у легені і процес повторюється.

ПОДІЛИТИСЯ: