dissimilazione

Il dissimilazione rappresenta uno dei processi più centrali nell'organismo di ogni essere vivente che respira, assicura il mantenimento e la funzione intatta dell'intero metabolismo, del sistema cardiovascolare e del sistema nervoso centrale. In caso di un processo disturbato, questa importanza si traduce anche in presenza di molte gravi conseguenze e sintomi di malattia.

Cos'è la dissimilazione?

Il termine "dissimilazione" deriva dall'espressione latina "dissimilis" (= dissimile) o "dissimilatio" (= rendere dissimile). La dissimilazione si basa sulla scomposizione enzimatica delle sostanze proprie del corpo, che vengono inizialmente assorbite attraverso il cibo. Questi includono, ad esempio, grassi e carboidrati e glucosio.

A seguito della loro degradazione, le sostanze esogene attualmente presenti vengono escrete sotto forma di acqua e carbonio (anidride carbonica). Inoltre, durante l'intero processo di dissimilazione si ottengono grandi quantità di energia, che le cellule immagazzinano ed elaborano sotto forma di vettore energetico universale adenosina trifosfato (ATP).

Il numero di molecole di ATP ottenute è 38 per molecola di glucosio. Esiste anche una differenziazione tra guadagno di energia ossidativa (= processo di reazione con l'ossigeno), chiamato anche respirazione aerobica, e respirazione anaerobica (= senza l'influenza dell'ossigeno). Quest'ultimo è noto principalmente come fermentazione nel linguaggio quotidiano.

Funzione e compito

La dissimilazione avviene nelle cellule del corpo umano. Comprende le quattro fasi secondarie della glicolisi, la decarbossilazione ossidativa, il ciclo dell'acido citrico e la catena respiratoria finale, nota anche come ossidazione finale.

A parte la glicolisi, che avviene nel plasma cellulare, tutti gli altri sottoprocessi avvengono nei mitocondri o sulla loro membrana interna. I mitocondri sono organelli a piccole cellule racchiusi da una doppia membrana e quindi isolati dal citoplasma. Se una persona ingerisce glucosio attraverso il cibo, inizia una fase di dispendio energetico in cui un gruppo fosfato si lega al sesto atomo di carbonio della molecola di glucosio. Ciò deriva da una precedente scomposizione di una molecola di ATP in ADP (= adenosina difosfato). Dopo aver ripetuto lo stesso processo, il glucosio con i suoi sei atomi di carbonio si scompone in due molecole con tre atomi di carbonio ciascuna.

Inizia quindi la fase di rilascio dell'energia. I fosfati si staccano dagli atomi di carbonio e si combinano con l'ADP per formare l'ATP. Le molecole d'acqua vengono separate e si verifica una riduzione ricca di energia della sostanza NAD a NADH + H +. Gli ultimi prodotti sono chiamati "equivalenti di riduzione" e sono usati per trasferire e immagazzinare elettroni.

Segue la decarbossilazione ossidativa. Anche qui c'è inizialmente una riduzione comparabile; tuttavia, la molecola di glucosio originale si combina quindi con un coenzima per poter entrare nel ciclo dell'acido citrico.

I grassi passano prima attraverso il ciclo degli acidi grassi e poi entrano nel ciclo dell'acido citrico in un punto opportuno. Qui la molecola attraversa una serie di nuove connessioni differenti e si separa dagli atomi. Tutti questi processi contribuiscono principalmente a fornire sufficienti ulteriori portatori di elettroni per l'ossidazione finale e per lo smaltimento dell'anidride carbonica, che è tossica per l'uomo.

Gli equivalenti di riduzione arrivano alla membrana mitocondriale interna e nello spazio tra la membrana interna ed esterna (= spazio intermembrana) e si ossidano. Di conseguenza, gli elettroni sulla membrana interna vengono canalizzati attraverso vari complessi proteici e i protoni di idrogeno vengono pompati nello spazio intermedio. Questi si combinano con gli atomi di ossigeno e lasciano la cellula come una molecola d'acqua.

Da un punto di vista energetico, la catena respiratoria rappresenta la parte più importante dell'intero processo di dissimilazione Le forze e le differenze di concentrazione tra l'ambiente interno ed esterno del mitocondrio determinano la formazione di 34 molecole di ATP.

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Malattie e disturbi

Per generare un numero così elevato di ATP, deve essere disponibile ossigeno sufficiente. Tuttavia, in condizioni anaerobiche, cioè durante la fermentazione, questo manca, per cui l'ossidazione finale non può avvenire. Ciò a sua volta significa che solo il dieci percento dell'energia è ottenuto con lo stesso input di energia, poiché alla fine si possono ottenere solo quattro delle 38 molecole effettive di ATP.

Tale fermentazione (acido lattico) avviene, ad esempio, durante l'esercizio o uno sforzo fisico comparabile. Ciò diventa evidente dal doloroso bruciore dei muscoli, poiché questi sono decisamente acidi a causa dei prodotti in eccesso e non completamente scomposti.

La produzione di energia permanentemente interrotta, ad esempio a causa della mancanza di coenzimi appropriati, di un insufficiente apporto di ossigeno dall'esterno o dell'assorbimento di acqua ricca di sostanze inquinanti, può portare al cancro in caso di difficoltà. Tale disturbo può essere riconosciuto in una fase iniziale in base alla ridotta temperatura corporea della persona colpita. Il rilascio di calore è infine accompagnato dalla generazione di energia.

Ma reclami meno drastici possono anche essere il risultato di un breve apporto di ossigeno alle cellule ridotto. Una carenza nelle cellule del cervello porta a problemi di concentrazione e affaticamento. Allo stesso tempo, la carenza di cuore, polmoni e arterie può causare estremo esaurimento e problemi circolatori fino al collasso.

Inoltre, l'intero sistema immunitario è indebolito dalla mancanza di ossigeno nelle cellule, per cui si deve ipotizzare una maggiore suscettibilità a tutte le malattie.

Il sistema nervoso centrale è costituito anche da cellule che promuovono la dissimilazione, i neuroni. Poiché anche questi non funzionano correttamente in caso di dissimilazione incompleta e possono diventare eccessivamente acidi, il sistema nervoso può essere sovraeccitato. Questo si manifesta sotto forma di nervosismo, irritabilità fino a tremori muscolari e dolori muscolari. Anche lo stress e la sovrastimolazione possono essere causa di dissimilazione disturbata.

Al fine di contrastare un disturbo cronico di dissimilazione dell'intero organismo, si consiglia di garantire una dieta sana ed equilibrata e un sufficiente esercizio fisico, idealmente all'aria aperta. È anche importante evitare stress fisici ed emotivi non necessari.