Vad är metabolisk reglering?

Metabolisk reglering är processen genom vilken alla celler mdash;från bakterier till människor mdash;Kontrollera de kemiska processerna som är nödvändiga för livet.Metabolism är organiserad i komplexa, styvberoende reaktioner som kallas metaboliska vägar.Allmänna specialproteiner som kallas enzymer är det viktigaste sättet att dessa vägar regleras, även om koncentrationen av näringsämnen, avfallsprodukter och hormoner kan kontrollera metabolismhastigheter.Metaboliska störningar är ärftliga sjukdomar orsakade av frånvaron av viktiga enzymer som stör den normala regleringen av en given väg.

Metabolism beskriver de kemiska reaktionerna genom vilka organismer fungerar, från cellulär andning till händelserna som ligger bakom matsmältningen, tillväxten och reproduktionen.System som kallas metaboliska vägar koordinerar dessa funktioner och startas vanligtvis eller stoppas av proteiner som kallas enzymer.Metabolisk reglering är grunden för den biologiska kontrollen av metabolism, eftersom det gör det möjligt för levande celler att styra dessa vägar.I icke-levande system inträffar jämvikt med den yttre miljön vid slutet av kemiska reaktioner, vilket skulle döda en levande cell.Således hjälper metabolisk reglering att hålla det levande systemet i ett kemiskt balanserat tillstånd, kallad homeostas.

Den mest grundläggande formen av metabolisk reglering inträffar när gener instruerar celler att producera enzymer och reglera deras kvantitet.Dessutom genomgår molekyler i en metabolisk väg betydande förändringar och används antingen av cellen eller behandlas för att generera ytterligare ett steg i vägen.Några av dessa molekyler, kallade substrat, är effektiva sätt att metabolisk reglering genom deras koncentration.Hastigheten för en metabolisk väg kommer att förändras, beroende på tillgänglighet och koncentration av ett substrat, som måste binda till ett enzym för att arbeta.Förutom substrat är enzymer ofta beroende av andra enzymer och av vitaminer.

Utöver den mer passiva "feedback" typen av metabolisk reglering genom substratkoncentration finns det direkta kontroller i de flesta flercelliga organismer.Även växter använder hormoner för att kontrollera sin ämnesomsättning.Hos högre djur kan extern reglering av metabolism komma från kemiska signaler som kontrollerar enzymaktivitet, antingen genom att direkt verka på enzymer eller genom att påverka generna som reglerar deras produktion.Vissa former av metabolisk reglering förändrar endast den tidsfrekvens vid vilken en biokemisk process inträffar;Andra aktiverar en process eller förhindrar att den startar.Hos djur kontrollerar metabolismhastigheten från andning till kroppsfett.

Det finns många störningar i metabolismen, inklusive tusentals medfödda brister hos gener som kodar för essentiella enzymer.Sjukdomar i sköldkörteln kan radikalt förändra metabolism och orsaka fetma eller nästan svält.Ibland är mänsklig metabolism alltför långsam eller snabb på grund av sjukdomstillstånd och kan behandlas medicinskt.Vissa läkemedel eller näringsämnen kan sägas öka metabolismet genom att ändra hastigheten på vägar involverade med kolhydrat eller fettmatsmältning.Hos patienter med diabetes mellitus, till exempel, komprometteras hormonets insuliner på sockermetabolismen, och syntetiskt insulin måste administreras för att återställa normal metabolisk reglering.