Co je metabolická regulace?

Metabolická regulace je proces, kterým všechny buňky mdash;od bakterií po lidi a mdash;Řídit chemické procesy nezbytné po celý život.Metabolismus je organizován do složitých, nevlastních reakcí zvaných metabolické dráhy.Všudypřítomné speciální proteiny zvané enzymy jsou hlavním způsobem, jak jsou tyto cesty regulovány, ačkoli koncentrace živin, odpadních produktů a hormonů může kontrolovat metabolické rychlosti.Metabolické poruchy jsou zděděná onemocnění způsobená nepřítomností klíčových enzymů, které narušují normální regulaci dané cesty.Systémy zvané metabolické dráhy koordinují tyto funkce a obvykle jsou zahájeny nebo zastaveny proteiny zvanými enzymy.Metabolická regulace je základem biologické kontroly metabolismu, protože umožňuje živým buňkám řídit tyto dráhy.V neživých systémech dochází k rovnováze s vnějším prostředím na závěr chemických reakcí, které by zabily živou buňku.Metabolická regulace tak pomáhá udržovat živý systém v chemicky vyváženém stavu, který se nazývá homeostáza.

Nejzákladnější forma metabolické regulace nastává, když geny dávají buňce, aby produkovaly enzymy a regulovaly jejich množství.Navíc v metabolické dráze podléhají molekul významné změny a buď jsou buď používány, nebo zpracovávají k vytvoření dalšího kroku v cestě.Některé z těchto molekul, nazývané substráty, jsou účinným prostředkem metabolické regulace prostřednictvím jejich koncentrace.Rychlost metabolické dráhy se změní v závislosti na dostupnosti a koncentraci substrátu, který se musí vázat na enzym, aby mohl fungovat.Kromě substrátů jsou enzymy často závislé na jiných enzymech a na vitamínech.

Kromě pasivnější „zpětné vazby“ metabolické regulace koncentrací substrátu existují přímé kontroly ve většině mnohobuněčných organismů.Dokonce i rostliny používají hormony k řízení jejich metabolismu.U vyšších zvířat může vnější regulace metabolismu pocházet z chemických signálů, které řídí aktivitu enzymu, buď přímo působícím na enzymy, nebo ovlivněním genů, které regulují jejich produkci.Některé formy metabolické regulace mění pouze rychlost času, ve kterém dochází k biochemickému procesu;jiní aktivují proces nebo mu zabrání spuštění.U zvířat funguje metabolická rychlost funkce od dýchání do tělesného tuku.

Existuje mnoho poruch metabolismu, včetně tisíců vrozených nedostatků genů, které kódují základní enzymy.Nemoci štítné žlázy mohou radikálně měnit metabolickou rychlost, což způsobuje obezitu nebo téměř hlad.Někdy je lidský metabolismus příliš pomalý nebo rychlý kvůli nemoci a může být léčen lékařsky.Lze říci, že některé léky nebo nutriční látky zvyšují rychlost metabolismu změnou rychlosti cest spojených s uhlohydráty nebo trávením tuku.Například u pacientů s diabetes mellitus jsou ohroženy účinky hormonálních inzulínů na metabolismus cukru a pro obnovení normální metabolické regulace musí být podávány syntetický inzulín.