Tartalom
- Hogyan működik a metabolizmus a homeosztázisban?
- Példa a glükóz homeosztázisra
- A Krebsi ciklus lépései
- Az enzimek a sejtek légzésében
A német-brit biokémikus, Hans Adolf Krebs elnevezésű Krebsi ciklus a sejtek metabolizmusának kulcsfontosságú része.
A növekedéshez és a testben betöltött funkcióik ellátásához a sejteknek metabolizálniuk kell a glükózt az energia előállításához. Ezt az energiát felhasználhatják a test számára szükséges szerves molekulák szintéziséhez és olyan speciális funkciók ellátásához, mint az izomsejtek mozgása vagy a gyomor emésztése. 1937-ben Krebs felfedezte a Krebsi ciklus reakciót, más néven citromsav ciklust, amely ezen anyagcserének fő részét képezi.
A glükózmolekulák felosztása és metabolizálása során a sejteknek meg kell győződniük arról, hogy a sok testváltozót, például a hőmérsékletet, a szívverést és a légzést stabil szinten tartják. A homeosztázis azt a folyamatot írja le, amellyel a sejtek szabályozzák a hormonok, enzimek és az anyagcserének hatásait a test megfelelő működése érdekében, biztonságos határokon belül.
Részeként glükóz anyagcserét, a Krebs-ciklus szabályozása segíti a sejteket homeosztázisukban.
Hogyan működik a metabolizmus a homeosztázisban?
A fejlett szervezetek tápanyagokat vesznek be és metabolizálják azokat, hogy folytathassák normál tevékenységeiket. A metabolikus energia fő forrása a glükóz szén-dioxidra és vízre történő bontása oxigén jelenlétében.
A homeosztázis fenntartása érdekében a glükóz, az oxigén és az anyagcserék szintjét szigorúan szabályozni kell. A metabolikus folyamat minden egyes lépése, beleértve a Krebs-ciklus lépéseit is, segíti az általa ellenőrzött szerves anyagok szabályozását.
A fő metabolikus lépések a következők:
A testnek, a szerveknek és a sejteknek minden egyes lépésnél a test olyan változóit, mint a hőmérséklet, a glükóz szint és a vérnyomás, normál szinten kell tartaniuk. Ezt a homeosztatikus szabályozást azoknak a hormonoknak és enzimeknek a hatása szabályozza, amelyek az anyagcserének minden egyes lépéséhez szükségesek.
Ha túl sok vagy túl kevés egy adott anyag, egy enzim felgyorsítja vagy lelassítja a megfelelő anyagcsere-lépéseket, amíg a homeosztázis meg nem alakul.
Példa a glükóz homeosztázisra
A glükóz a celluláris légzés fő inputja, melléktermékeit a Krebs-ciklusban használják. A vér glükózszintjét szűk tartományban kell szabályozni. Ha nem elég a glükóz a sejtekhez, akkor nem lesznek képesek a celluláris légzés és a Krebs-ciklus energiaforrásként történő felhasználására. Ehelyett elkezdhetik a zsírok vagy akár az izomszövet lebontását.
Túl sok glükózszint a vérben is káros lehet. Először, a test megkísérel megszabadulni az extra glükózról azáltal, hogy eltávolítja azt a vese véréből és a vizelettel. A túlzott vizelés kiszorítja a testet és növeli a vércukorszint koncentrációját. Ha a glükózszint túl magasra kerül, az ember kómába eshet.
A glükózszabályozást a hasnyálmirigy szabályozza.
Ha a vér glükózszintje túl magas, a hasnyálmirigy az inzulint engedi a véráramba. Az inzulin elősegíti a glükóz felhasználását a sejtekben és elősegíti a sejtek légzését. A vér glükózszintje ezután csökken. Ha a glükózszint túl alacsony, a hasnyálmirigy jelzi a májat, hogy további glükózt szabadítson fel. A máj képes tárolni a felesleges glükózt, és felszabadítja azt, hogy fenntartsa a glükóz homeosztázisát.
A Krebsi ciklus lépései
A Krebs-ciklus fő funkciója az enzimek átalakítása, amelyeket az elektronszállító lánc energiát termel. A ciklus önálló, mivel folyamatosan ismétlődő sorrendben felhasználja alkotó vegyszereit. A NAD és a FAD enzimek nagy energiájú NADH és FADH molekulákká változnak2 amelyek táplálhatják az elektronszállító láncot.
A Krebs-ciklus a következő lépésekből áll:
A sejtek légzésében játszott szerepe révén a Kreb-ciklus befolyásolja a glükóz homeosztázisát. A glükóz anyagcseréjének szabályozása révén fontos szerepet játszhat a test általános homeosztázisában.
Az enzimek a sejtek légzésében
A celluláris légzés során előállított enzimek segítik a sejtek homeosztázisában tartását.
Olyan molekulákra, mint a NAD és a FAD, szükség van a Krebsi ciklus és az elektronszállító lánc folytatásához. További enzimek felgyorsítják vagy lelassítják a Krebs-ciklust, a sejtjelzés függvényében. A sejtek egyensúlyhiány jelzésére szolgálnak, és kérik a Krebs-ciklust, hogy segítsenek fenntartani a homeosztázis fenntartását azon anyagok és változók számára, amelyeket befolyásolhat.
Mivel a Krebs-ciklus a anyagcsere lánc amely glükózt és oxigént használ fel, miközben szén-dioxidot és vizet termel, a ciklus befolyásolhatja e négy anyag szintjét, és változtatásokat idézhet elő más anyagcsere-funkciókban. Például, ha magas metabolizmusra van szükség azért, mert a test erőteljes tevékenységet folytat, akkor a sejtek oxigénszintje csökkenhet. A lassuló Krebs-ciklus arra kényszeríti a testet, hogy gyorsabban lélegezzen, és a szíve gyorsabban pumpáljon, szállítva a szükséges oxigént a sejtekhez.
Ugyanazon típusú mechanizmusok befolyásolhatják az olyan eseményeket, mint az éhezés, a szomjúság vagy a testhőmérséklet emelésének vagy csökkentésének kísérlete. Az éhezés és a szomjúság az embert arra kéri, hogy élelmet és vizet keressen. Valaki, aki túl melegnek érzi, izzad, árnyékot keres és eltávolítja a ruházatot. Valaki, aki hidegnek érzi, reszketni fog, meleg helyet keres, és ruházati rétegeket ad hozzá.
A sejtek metabolizmusában játszott egyedülálló szerepe révén a A Krebs-ciklus segíti a homeosztázis fenntartását a testben, és befolyásolja a viselkedést is.