Диссимиляция

Диссимиляция у аэробов
Энергетический обмен у аэробных организмов состоит из трех этапов: подготовительного, бескислородного (гликолиза) и кислородного.
Подготовительный этап проходит в пищеварительной системе или в клетке под действием ферментов лизосом. Во время этого этапа происходит распад всех биополимеров до мономеров: белки распадаются сначала до аминокислот; жиры — до глицерина и жирных кислот; полисахариды — до моносахаридов (до глюкозы и ее изомеров). При распаде полимеров выделяется энергия в виде тепла.

Бескислородный (или анаэробный) этап проходит в матриксе цитоплазмы. Этот этап называют гликолизом: Под действием ферментов глюкоза расщепляется до двух молекул ПВК (пировиноградной кислоты). При этом выделяются 4 атома водорода, которые акцептируются НАД+, превращая его в НАД*Н Также за счет распада глюкозы образуются 2 молекулы АТФ из АДФ.

Кислородный этап проходит в митохондриях. Две молекулы ПВК поступают на ферментативный кольцевой «конвейер», который называют циклом Кребса или циклом трикарбоновых кислот. Все ферменты этого цикла находятся в матриксе митохондрий.
Попадая в митохондрии, ПВК окисляется и превращается в богатое энергией вещество — ацетил кофермент А. Далее это вещество поступает в цикл Кребса. В результате  образуется НАД*Н и углекислый газ.
Следующая стадия — окислительное фосфорилирование, которое происходит на внутренней мембране митохондрий. При этом происходит превращение энергии, запасенной в НАД*Н, в энергию связей АТФ. В ходе этого процесса от НАД*Н отрываются ионы водорода и электроны. Электроны перемещаются по цепи переноса электронов к конечному акцептору — молекулярному кислороду. При переходе электронов со ступени на ступень выделяется энергия, которая используется для превращения АДФ в АТФ. Образование АТФ происходит с помощью фермента АТФ-синтетазы. Во время кислородного этапа образуется 36 молекул АТФ.

Таким образом, конечными продуктами распада глюкозы являются углекислый газ и вода. При полном распаде одной молекулы глюкозы выделяется 38 молекул АТФ. При нехватке кислорода в клетке происходит окисление глюкозы с образованием молочной кислоты (например, при интенсивной работе мышц — бег и т. п.), в результате чего образуются только 2 молекулы АТФ.

Необходимо отметить, что источником энергии могут служить не только молекулы глюкозы. Жирные кислоты также окисляются в клетке до ацетил кофермента А, поступающего в цикл Кребса; при этом также происходит восстановление НАД+ в НАД*Н, который участвует в окислительном фосфорилировании. При острой нехватке в клетке глюкозы и жирных кислот окислению подвергаются многие аминокислоты. Из них также образуются ацетил кофермент А или органические кислоты, участвующие в цикле Кребса.

Диссимиляция у анаэробов
При анаэробном способе диссимиляции отсутствует кислородный этап, поэтому его эффективность значительно ниже, чем при аэробном способе. Энергетический обмен анаэробов называют брожением. Выделяют следующие разновидности брожения:
1) молочнокислое, характерное для молочнокислых бактерий:
C6H12О6 = 2СН3—СН(ОН)—СООН
2) спиртовое, встречающееся у дрожжей:
C6H12О6 = 2С2Н5ОН + 2СО2
При таком типе обмена в результате распада одной молекулы глюкозы образуются 2 молекулы АТФ. Таким образом, аэробное дыхание почти в 20 раз энергетически более выгодно, чем анаэробное.