Quy định trao đổi chất là gì?

Điều chỉnh trao đổi chất là quá trình mà tất cả các tế bào mdash;từ vi khuẩn đến người mdash;Kiểm soát các quá trình hóa học cần thiết cho cuộc sống.Chuyển hóa được tổ chức thành các phản ứng phức tạp, phụ thuộc bước gọi là con đường trao đổi chất.Các protein đặc biệt phổ biến có tên là enzyme là cách chính mà các con đường này được điều chỉnh, mặc dù nồng độ chất dinh dưỡng, chất thải và hormone có thể kiểm soát tốc độ trao đổi chất.Rối loạn chuyển hóa là các bệnh di truyền do không có các enzyme chính làm gián đoạn sự điều hòa bình thường của một con đường nhất định.Các hệ thống được gọi là con đường trao đổi chất phối hợp các chức năng này và thường được bắt đầu hoặc dừng bởi các protein gọi là enzyme.Quy định trao đổi chất là cơ sở của sự kiểm soát sinh học của quá trình trao đổi chất, vì nó cho phép các tế bào sống hướng các con đường này.Trong các hệ thống không sống, cân bằng với môi trường bên ngoài xảy ra khi kết thúc các phản ứng hóa học, sẽ tiêu diệt một tế bào sống.Do đó, quy định trao đổi chất giúp giữ cho hệ thống sống ở trạng thái cân bằng hóa học, được gọi là cân bằng nội môi.

Hình thức cơ bản nhất của sự điều hòa trao đổi chất xảy ra khi các gen hướng dẫn các tế bào tạo ra các enzyme và điều chỉnh số lượng của chúng.Ngoài ra, trong một con đường trao đổi chất, các phân tử trải qua những thay đổi đáng kể và được sử dụng bởi tế bào hoặc được xử lý để tạo ra một bước khác trong con đường.Một số trong các phân tử này, được gọi là chất nền, là phương tiện hiệu quả của sự điều hòa trao đổi chất thông qua nồng độ của chúng.Tốc độ của một con đường trao đổi chất sẽ thay đổi, tùy thuộc vào tính khả dụng và nồng độ của chất nền, phải liên kết với enzyme để hoạt động.Ngoài chất nền, các enzyme thường phụ thuộc vào các enzyme khác và vitamin.Ngoài các phản hồi thụ động hơn về loại điều chỉnh trao đổi chất theo nồng độ cơ chất, còn có các biện pháp kiểm soát trực tiếp ở hầu hết các sinh vật đa bào.Ngay cả thực vật cũng sử dụng hormone để kiểm soát sự trao đổi chất của chúng.Ở động vật cao hơn, sự điều hòa bên ngoài của quá trình trao đổi chất có thể đến từ các tín hiệu hóa học kiểm soát hoạt động của enzyme, bằng cách tác động trực tiếp vào các enzyme hoặc bằng cách ảnh hưởng đến các gen điều chỉnh sản xuất của chúng.Một số hình thức điều chỉnh trao đổi chất chỉ thay đổi tỷ lệ thời gian xảy ra quá trình sinh hóa;những người khác kích hoạt một quá trình hoặc ngăn chặn nó bắt đầu.Ở động vật, tốc độ trao đổi chất kiểm soát các chức năng từ hô hấp đến mỡ cơ thể. Có nhiều rối loạn trao đổi chất, bao gồm hàng ngàn thiếu hụt gen bẩm sinh mã hóa cho các enzyme thiết yếu.Các bệnh của tuyến giáp có thể thay đổi hoàn toàn tỷ lệ trao đổi chất, gây béo phì hoặc gần như trêu chọc.Đôi khi, sự trao đổi chất của con người quá chậm hoặc nhanh do tình trạng bệnh và có thể được điều trị về mặt y tế.Một số loại thuốc hoặc các chất dinh dưỡng có thể được cho là tăng tỷ lệ trao đổi chất bằng cách thay đổi tỷ lệ của các con đường liên quan đến carbohydrate hoặc tiêu hóa chất béo.Ví dụ, ở những bệnh nhân bị đái tháo đường, các tác dụng của các loại insulin hormone đối với chuyển hóa đường bị tổn hại và insulin tổng hợp phải được sử dụng để khôi phục điều hòa chuyển hóa bình thường.