في النظم البيولوجية ، يتم الحفاظ على التوازن بسبب وجود سلاسل غذائية. يأخذ كل كائن حي مكانه فيها ، ويتلقى جزيئات عضوية لنموه وتكاثره. في الوقت نفسه ، تسمى عملية تقسيم المواد المعقدة إلى مواد أولية يمكن استيعابها بواسطة أي خلية بالتبديد. في علم الأحياء ، هذا هو أساس وجود الكائنات الحية جنبًا إلى جنب مع الاستيعاب. يُطلق على التشتت أيضًا اسم الهدم ، وهو نوع من تقسيم التمثيل الغذائي.
مراحل التشوه
التشتت هي عملية معقدة تشمل الجهاز الهضمي في الجسم ، والتي تتعلق بالحصول على مكونات الغذاء ومعالجتها والتمثيل الغذائي في الخلية. الركيزة للتشتت في علم الأحياء هي أي جزيء عضوي معقد يمتلك الجسم أنظمة الإنزيم المناسبة لتفكيكه.
المرحلة الأولى من الهدم هي المرحلة التحضيرية. يتضمن عملية الحركةعلى الطعام والقبض عليه. تعمل البروتينات والدهون والكربوهيدرات في تكوين الأنسجة الحية أو المتحللة كمواد خام غذائية. المرحلة التحضيرية للتشوه في علم الأحياء هي مثال على سلوك تغذية الكائن الحي والهضم خارج الخلية. خلال ذلك ، تتلقى الكائنات أحادية الخلية مواد خام عضوية معقدة ، وتبلعمها وتكسرها إلى مكونات أولية.
في الكائنات متعددة الخلايا ، تعني المرحلة التحضيرية للتذويب عملية الانتقال إلى الطعام ، واستلامه وهضمه في الجهاز الهضمي ، وبعد ذلك يتم نقل العناصر الغذائية الأساسية عن طريق الدورة الدموية إلى الخلايا. النباتات لديها أيضا مرحلة تحضيرية. يتكون من امتصاص نواتج الاضمحلال للمواد العضوية ، والتي يتم تسليمها لاحقًا بواسطة أنظمة النقل إلى موقع التشتت داخل الخلايا. في علم الأحياء ، هذا يعني أنه من أجل نمو وتكاثر النباتات ، يلزم وجود ركيزة ، يتم تدميرها بواسطة الكائنات الحية المنخفضة ، مثل بكتيريا الاضمحلال.
تبديد لاهوائي
المرحلة الثانية من التبديد تسمى خالية من الأكسجين ، أي اللاهوائية. يتعلق الأمر بالكربوهيدرات والدهون ، لأن الأحماض الأمينية لا يتم استقلابها ، بل يتم إرسالها إلى موقع التخليق الحيوي. يتم بناء جزيئات البروتين الكبيرة منها ، وبالتالي فإن استخدام الأحماض الأمينية هو مثال على الاستيعاب ، أي التوليف. التشتت هو (في علم الأحياء) انهيار الجزيئات العضوية مع إطلاق الطاقة. في الوقت نفسه ، تستطيع جميع الكائنات الحية تقريبًا استقلاب الجلوكوز ، وهو السكاريد الأحادي العالميهو المصدر الرئيسي للطاقة لجميع الكائنات الحية.
أثناء التحلل اللاهوائي ، يتم تصنيع 2 جزيئات ATP ، والتي تخزن الطاقة في روابط كبيرة. هذه العملية غير فعالة ، وبالتالي تتطلب استهلاكًا كبيرًا للجلوكوز مع تكوين العديد من المستقلبات: البيروفات ، أو حمض اللاكتيك ، في بعض الكائنات الحية - كحول الإيثيل. سيتم استخدام هذه المواد في المرحلة الثالثة من التشوه ، ولكن سيتم استخدام الإيثانول من قبل الجسم دون فوائد الطاقة لمنع التسمم. في الوقت نفسه ، لا يمكن استقلاب الأحماض الدهنية ، باعتبارها نواتج تكسير الدهون ، عن طريق إلزام الكائنات اللاهوائية ، لأنها تتطلب مسارات انشقاق هوائية تتضمن أسيتيل أنزيم أ.
تبديد هوائي
تبديد الأكسجين في علم الأحياء هو تحلل هوائي ، عملية تكسير الجلوكوز مع إنتاجية عالية من الطاقة. إنه 36 جزيء ATP ، وهو أكثر كفاءة 18 مرة من التحلل السكري. في جسم الإنسان ، هناك مرحلتان من تحلل السكر ، وبالتالي فإن إجمالي إنتاج الطاقة أثناء عملية التمثيل الغذائي لجزيء الجلوكوز الواحد هو بالفعل 38 جزيء ATP. يتم تكوين جزيئين في مرحلة تحلل السكر الخالي من الأكسجين ، و 36 جزيئًا آخر أثناء الأكسدة الهوائية في الميتوكوندريا. في الوقت نفسه ، في بعض الخلايا في ظل ظروف نقص الأكسجين ، والتي لوحظت في مرض الشريان التاجي ، يمكن استهلاك المستقلبات فقط على طول المسار الخالي من الأكسجين.
التمثيل الغذائي للأيروبس واللاهوائية
التشتت في اللاهوائية والكائنات الهوائية متشابهة. ومع ذلك ، لا يمكن تحت أي ظرف من الظروف أن تشارك اللاهوائية في الأكسدة الهوائية. هذا يعني أنه لا يمكن أن يكون لديهم مرحلة ثالثة من التشويه. الكائنات الحية التي لديها أنظمة إنزيمية لربط الأكسجين ، على سبيل المثال ، السيتوكروم أوكسيديز ، قادرة على الأكسدة الهوائية ، وبالتالي ، خلال عملية التمثيل الغذائي ، فإنها تتلقى الطاقة بشكل أكثر كفاءة. لذلك ، فإن تبديد الأكسجين في علم الأحياء هو مثال على أكثر الطرق الأيضية كفاءة لتكسير الجلوكوز ، والذي سمح بظهور كائنات ذوات الدم الحار مع نظام عصبي متطور. في الوقت نفسه ، لا تحتوي الخلايا العصبية على إنزيمات مسؤولة عن تكسير المستقلبات الأخرى ، وبالتالي فهي قادرة فقط على تكسير الجلوكوز.
