Cos'è la regolamentazione metabolica?

La regolazione metabolica è il processo mediante il quale tutte le cellule mdash;dai batteri agli umani e mdash;Controllare i processi chimici necessari per la vita.Il metabolismo è organizzato in reazioni complesse e dipendenti dalle chiamate chiamate percorsi metabolici.Le proteine speciali onnipresenti chiamate enzimi sono il modo principale in cui questi percorsi sono regolati, sebbene la concentrazione di nutrienti, prodotti di scarto e ormoni possano controllare i tassi metabolici.I disturbi metabolici sono malattie ereditarie causate dall'assenza di enzimi chiave che interrompono la normale regolazione di un determinato percorso.

Il metabolismo descrive le reazioni chimiche con cui funzionano gli organismi, dalla respirazione cellulare agli eventi alla base della digestione, della crescita e della riproduzione.I sistemi chiamati percorsi metabolici coordinano queste funzioni e di solito vengono avviati o fermati da proteine chiamate enzimi.La regolazione metabolica è la base del controllo biologico del metabolismo, in quanto consente alle cellule viventi di dirigere questi percorsi.Nei sistemi non viventi, l'equilibrio con l'ambiente esterno si verifica alla conclusione delle reazioni chimiche, che ucciderebbero una cellula vivente.Pertanto, la regolamentazione metabolica aiuta a mantenere il sistema vivente in uno stato chimicamente equilibrato, chiamato omeostasi.

La forma più elementare di regolazione metabolica si verifica quando i geni indicano alle cellule di produrre enzimi e di regolare la loro quantità.Inoltre, in una via metabolica, le molecole subiscono cambiamenti significativi e vengono utilizzate dalla cellula o elaborate per generare un altro passo nel percorso.Alcune di queste molecole, chiamate substrati, sono mezzi efficaci di regolazione metabolica attraverso la loro concentrazione.Il tasso di un percorso metabolico cambierà, a seconda della disponibilità e della concentrazione di un substrato, che deve legarsi a un enzima per funzionare.Oltre ai substrati, gli enzimi dipendono spesso da altri enzimi e dalle vitamine.

Oltre al tipo più passivo di regolazione metabolica del "feedback" mediante concentrazione di substrato, ci sono controlli diretti nella maggior parte degli organismi multicellulari.Anche le piante usano gli ormoni per controllare il loro metabolismo.Negli animali superiori, la regolazione esterna del metabolismo può provenire da segnali chimici che controllano l'attività degli enzimi, agendo direttamente su enzimi o influenzando i geni che regolano la loro produzione.Alcune forme di regolazione metabolica cambiano solo il tasso di tempo in cui si verifica un processo biochimico;Altri attivano un processo o impediscono che inizi.Negli animali, il tasso metabolico controlla le funzioni dalla respirazione al grasso corporeo.

Ci sono molti disturbi del metabolismo, tra cui migliaia di carenze congenite di geni che codificano per gli enzimi essenziali.Le malattie della tiroide possono cambiare radicalmente il tasso metabolico, causando obesità o quasi la starvazione.A volte, il metabolismo umano è eccessivamente lento o veloce a causa degli stati patologici e può essere trattato dal punto di vista medico.Alcuni farmaci o sostanze nutrizionali si possono dire per aumentare i tassi metabolici modificando il tasso di percorsi coinvolti con i carboidrati o la digestione dei grassi.Nei pazienti con diabete mellito, ad esempio, gli effetti delle insuline ormonali sul metabolismo dello zucchero sono compromessi e l'insulina sintetica deve essere somministrata per ripristinare la normale regolazione metabolica.