Co to jest regulacja metaboliczna?

Regulacja metaboliczna jest procesem, w którym wszystkie komórki i mdash;od bakterii po ludzi i mdash;Kontroluj procesy chemiczne niezbędne do życia.Metabolizm jest zorganizowany w złożone, zależne od kroku reakcje zwane szlakami metabolicznymi.Wszechobecne specjalne białka zwane enzymami są głównym sposobem regulowania tych szlaków, chociaż stężenie składników odżywczych, produktów odpadowych i hormonów może kontrolować szybkości metabolizmu.Zaburzenia metaboliczne są dziedziczonymi chorobami spowodowanymi brakiem kluczowych enzymów, które zakłócają normalną regulację danego szlaku.

Metabolizm opisuje reakcje chemiczne, za pomocą których organizmy działają, od oddychania komórkowego po zdarzenia leżące u podstaw trawienia, wzrostu i reprodukcji.Układy zwane szlakami metabolicznymi koordynują te funkcje i są zwykle zakładane lub zatrzymywane przez białka zwane enzymami.Regulacja metaboliczna jest podstawą biologicznej kontroli metabolizmu, ponieważ umożliwia żywych komórkach kierowanie tymi szlakami.W systemach nie żyjących równowaga z środowiskiem zewnętrznym występuje po zakończeniu reakcji chemicznych, które zabiłyby żywą komórkę.Zatem regulacja metaboliczna pomaga utrzymać system żywy w stanie zrównoważonym chemicznie, zwanym homeostazą.

Najbardziej podstawowa forma regulacji metabolicznej występuje, gdy geny instruują komórki, aby wytwarzały enzymy i regulują ich ilość.Dodatkowo, na szlaku metabolicznym cząsteczki ulegają znacznym zmianom i są albo wykorzystywane przez komórkę, albo przetwarzane w celu wygenerowania kolejnego etapu na szlaku.Niektóre z tych cząsteczek, zwanych substratami, są skutecznymi środkami regulacji metabolicznej poprzez ich stężenie.Szybkość szlaku metabolicznego ulegnie zmianie, w zależności od dostępności i stężenia podłoża, który musi wiązać się z enzymem w celu pracy.Oprócz substratów enzymy są często zależne od innych enzymów i witamin.

Oprócz bardziej pasywnego „sprzężenia zwrotnego” regulacji metabolicznej według stężenia substratu występują bezpośrednie kontrole w większości organizmów wielokomórkowych.Nawet rośliny używają hormonów do kontrolowania ich metabolizmu.U wyższych zwierząt zewnętrzna regulacja metabolizmu może pochodzić z sygnałów chemicznych, które kontrolują aktywność enzymu, albo poprzez bezpośrednio działanie na enzymy lub wpływając na geny regulujące ich produkcję.Niektóre formy regulacji metabolicznej zmieniają się tylko szybkość czasu, w którym występuje proces biochemiczny;Inne aktywują proces lub zapobiegają uruchomieniu.U zwierząt szybkość metaboliczna kontroluje funkcje od oddychania do tłuszczu tłuszczowego.

Istnieje wiele zaburzeń metabolizmu, w tym tysiące niedoborów wrodzonych genów kodujących niezbędne enzymy.Choroby tarczycy mogą radykalnie zmienić szybkość metabolizmu, powodując otyłość lub bliskie gwiazdę.Czasami ludzki metabolizm jest nadmiernie powolny lub szybki z powodu stanów chorobowych i może być leczony medycznie.Można powiedzieć, że niektóre leki lub substancje żywieniowe zwiększają tempo metaboliczne poprzez zmianę szybkości szlaków związanych z trawieniem węglowodanów lub tłuszczu.Na przykład u pacjentów z cukrzycą, wpływ insuliny hormonalnej na metabolizm cukru jest zagrożony i należy podawać syntetyczną insulinę w celu przywrócenia normalnej regulacji metabolicznej.