Hvad er metabolisk regulering?

Metabolisk regulering er den proces, hvormed alle celler mdash;fra bakterier til mennesker mdash;Kontroller de kemiske processer, der er nødvendige for livet.Metabolisme er organiseret i komplekse, stedafhængige reaktioner kaldet metaboliske veje.Ubiquitøse specielle proteiner kaldet enzymer er den vigtigste måde, at disse veje reguleres, skønt koncentrationen af næringsstoffer, affaldsprodukter og hormoner kan kontrollere metaboliske hastigheder.Metaboliske lidelser er arvet sygdomme forårsaget af fraværet af nøgleenzymer, der forstyrrer den normale regulering af en given vej.

Metabolisme beskriver de kemiske reaktioner, som organismer fungerer, fra cellulær respiration til de begivenheder, der ligger til grund for fordøjelse, vækst og reproduktion.Systemer kaldet metaboliske veje koordinerer disse funktioner og startes normalt eller stoppes af proteiner kaldet enzymer.Metabolisk regulering er grundlaget for den biologiske kontrol af metabolisme, da det gør det muligt for levende celler at dirigere disse veje.I ikke-levende systemer forekommer ligevægt med det udvendige miljø ved afslutningen af kemiske reaktioner, der ville dræbe en levende celle.Metabolisk regulering hjælper således med at holde det levende system i en kemisk afbalanceret tilstand, kaldet homeostase.

Den mest basale form for metabolisk regulering opstår, når gener instruerer celler til at producere enzymer og regulere deres mængde.Derudover gennemgår molekyler i en metabolisk vej væsentlige ændringer og bruges enten af cellen eller behandles til at generere et andet trin i stien.Nogle af disse molekyler, kaldet substrater, er effektive midler til metabolisk regulering gennem deres koncentration.Hastigheden af en metabolisk vej vil ændre sig, afhængigt af tilgængeligheden og koncentrationen af et underlag, som skal binde til et enzym for at arbejde.Foruden substrater er enzymer ofte afhængige af andre enzymer og af vitaminer.

Ud over den mere passive "feedback" slags metabolisk regulering ved substratkoncentration er der direkte kontroller i de fleste multicellulære organismer.Selv planter bruger hormoner til at kontrollere deres stofskifte.Hos højere dyr kan ekstern regulering af metabolisme komme fra kemiske signaler, der kontrollerer enzymaktivitet, enten ved direkte at virke på enzymer eller ved at påvirke de gener, der regulerer deres produktion.Nogle former for metabolisk regulering ændrer kun den tidshastighed, hvormed en biokemisk proces opstår;Andre aktiverer en proces eller forhindrer den i at starte.Hos dyr fungerer metaboliske hastighedskontroller fra respiration til kropsfedt.

Der er mange lidelser i stofskiftet, herunder tusinder af medfødte mangler af gener, der koder for essentielle enzymer.Sygdomme i skjoldbruskkirtlen kan radikalt ændre den metaboliske hastighed, hvilket forårsager fedme eller nærstørrelse.Nogle gange er menneskelig metabolisme overdreven langsom eller hurtig på grund af sygdomstilstande og kan behandles medicinsk.Nogle lægemidler eller ernæringsmæssige stoffer kan siges at øge de metaboliske hastigheder ved at ændre hastigheden af veje, der er involveret i kulhydrat eller fedtfordøjelse.Hos patienter med diabetes mellitus, for eksempel, kompromitteres hormoninsulinvirkningerne på sukkermetabolismen, og syntetisk insulin skal administreres for at gendanne normal metabolisk regulering.