Περιεχόμενο
- Πώς ο μεταβολισμός διατηρεί την ομοιόσταση
- Το παράδειγμα ομοιόστασης γλυκόζης
- Τα βήματα κύκλου του Krebs
- Τα ένζυμα στην κυτταρική αναπνοή
Ο κύκλος Krebs, που ονομάστηκε από τον Γερμανό-Βρετανό βιοχημικό Hans Adolf Krebs, είναι ένα βασικό μέρος του κυτταρικού μεταβολισμού.
Για να αναπτυχθούν και να εκτελεστούν οι λειτουργίες τους στο σώμα, τα κύτταρα πρέπει να μεταβολίζουν τη γλυκόζη για να παράγουν ενέργεια. Μπορούν στη συνέχεια να χρησιμοποιήσουν αυτή την ενέργεια για να συνθέσουν τα οργανικά μόρια που χρειάζεται το σώμα και για συγκεκριμένες λειτουργίες όπως η κίνηση στα μυϊκά κύτταρα ή η πέψη στο στομάχι. Το 1937, ο Krebs ανακάλυψε την αντίδραση του κύκλου Krebs, επίσης γνωστή ως κύκλος κιτρικού οξέος, που αποτελεί το μεγαλύτερο μέρος αυτής της μεταβολικής διαδικασίας.
Κατά τη διάρκεια του διαχωρισμού και του μεταβολισμού των μορίων γλυκόζης, τα κύτταρα πρέπει να βεβαιωθούν ότι οι πολλές μεταβλητές του σώματος όπως η θερμοκρασία, ο καρδιακός ρυθμός και η αναπνοή διατηρούνται σε σταθερά επίπεδα. Η ομοιόσταση περιγράφει τη διαδικασία με την οποία τα κύτταρα ρυθμίζουν τις επιδράσεις των ορμονών, των ενζύμων και του μεταβολισμού για να διατηρούν το σώμα σωστά, εντός ασφαλών ορίων.
Ως μέρος του μεταβολισμού της γλυκόζης, η ρύθμιση του κύκλου του Krebs βοηθά τα κύτταρα με την ομοιόσταση τους.
Πώς ο μεταβολισμός διατηρεί την ομοιόσταση
Οι προηγμένοι οργανισμοί παίρνουν θρεπτικά συστατικά και μεταβολίζουν τους έτσι ώστε να μπορούν να συνεχίσουν τις κανονικές τους δραστηριότητες. Η κύρια πηγή μεταβολικής ενέργειας είναι η διάσπαση της γλυκόζης σε διοξείδιο του άνθρακα και νερό παρουσία οξυγόνου.
Για να διατηρηθεί η ομοιόσταση, τα επίπεδα της γλυκόζης, του οξυγόνου και των μεταβολικών προϊόντων πρέπει όλα να ρυθμιστούν αυστηρά. Κάθε βήμα της μεταβολικής διαδικασίας, συμπεριλαμβανομένων των βημάτων του κύκλου του Krebs, βοηθά στη ρύθμιση των οργανικών ουσιών που ελέγχει.
Τα κύρια μεταβολικά βήματα περιλαμβάνουν τα ακόλουθα:
Για κάθε βήμα, το σώμα, τα όργανα και τα κύτταρά του πρέπει να διατηρούν σταθερές τις μεταβλητές του σώματος όπως η θερμοκρασία, τα επίπεδα γλυκόζης και η αρτηριακή πίεση σε κανονικά επίπεδα. Αυτή η ομοιοστατική ρύθμιση ελέγχεται από τη δράση των ορμονών και των ενζύμων που απαιτούνται για κάθε στάδιο του μεταβολισμού.
Εάν υπάρχει υπερβολική ή πολύ μικρή ποσότητα συγκεκριμένης ουσίας, ένα ένζυμο θα επιταχύνει ή θα επιβραδύνει τις αντίστοιχες μεταβολικές βαθμίδες έως ότου επανατοποθετηθεί η ομοιόσταση.
Το παράδειγμα ομοιόστασης γλυκόζης
Η γλυκόζη είναι η κύρια εισροή για κυτταρική αναπνοή και τα υποπροϊόντα της χρησιμοποιούνται στον κύκλο του Krebs. Το επίπεδο της γλυκόζης στο αίμα πρέπει να ελέγχεται εντός ενός στενού εύρους. Εάν δεν υπάρχει αρκετή γλυκόζη που φθάνει στα κύτταρα, δεν θα είναι πλέον σε θέση να χρησιμοποιήσουν την κυτταρική αναπνοή και τον κύκλο του Krebs ως πηγή ενέργειας. Αντ 'αυτού, μπορεί να ξεκινήσει να διασπά τα λίπη ή ακόμα και τον μυϊκό ιστό.
Έχοντας πάρα πολύ γλυκόζη στο αίμα μπορεί επίσης να είναι επιβλαβής. Πρώτον, το σώμα προσπαθεί να απαλλαγεί από την επιπλέον γλυκόζη, αφαιρώντας το από το αίμα στα νεφρά και εξαλείφοντάς το με τα ούρα. Η υπερβολική ούρηση αφυδατώνει το σώμα και αυξάνει τη συγκέντρωση της γλυκόζης στο αίμα. Αν το επίπεδο γλυκόζης γίνει πολύ υψηλό, το άτομο μπορεί να πέσει σε κώμα.
Η ρύθμιση της γλυκόζης ελέγχεται από το πάγκρεας.
Εάν το επίπεδο γλυκόζης στο αίμα είναι πολύ υψηλό, το πάγκρεας απελευθερώνει την ινσουλίνη στην κυκλοφορία του αίματος. Η ινσουλίνη προωθεί τη χρήση γλυκόζης στα κύτταρα και βοηθά στην κυτταρική αναπνοή. Το επίπεδο γλυκόζης στο αίμα μειώνεται στη συνέχεια. Εάν το επίπεδο γλυκόζης είναι πολύ χαμηλό, το πάγκρεας σηματοδοτεί το ήπαρ για να απελευθερώσει περισσότερη γλυκόζη. Το ήπαρ είναι σε θέση να αποθηκεύσει την περίσσεια γλυκόζης και την απελευθερώνει για να βοηθήσει στη διατήρηση της ομοιόστασης της γλυκόζης.
Τα βήματα κύκλου του Krebs
Η κύρια λειτουργία του κύκλου του Krebs είναι η μετατροπή των ενζύμων που χρησιμοποιεί η αλυσίδα μεταφοράς ηλεκτρονίων για την παραγωγή ενέργειας. Ο κύκλος είναι αυτοτελής, διότι επαναχρησιμοποιεί τα συστατικά του χημικά σε μια συνεχώς επαναλαμβανόμενη αλληλουχία. Τα ένζυμα NAD και FAD μετατρέπονται σε μόρια υψηλής ενέργειας NADH και FADH2 που μπορεί να τροφοδοτήσει την αλυσίδα μεταφοράς ηλεκτρονίων.
Ο κύκλος του Krebs αποτελείται από τα ακόλουθα βήματα:
Μέσω του ρόλου της στην κυτταρική αναπνοή, ο κύκλος του Krebs επηρεάζει την ομοιοστασία της γλυκόζης. Μέσω της ρύθμισης του μεταβολισμού της γλυκόζης, μπορεί να διαδραματίσει σημαντικό ρόλο στη συνολική ομοιοστασία του σώματος.
Τα ένζυμα στην κυτταρική αναπνοή
Τα ένζυμα που παράγονται κατά τη διάρκεια της κυτταρικής αναπνοής βοηθούν τα κύτταρα στην ομοιόσταση.
Μόρια όπως NAD και FAD είναι απαραίτητα για τον κύκλο Krebs και την αλυσίδα μεταφοράς ηλεκτρονίων για να προχωρήσετε. Τα επιπρόσθετα ένζυμα επιταχύνουν ή επιβραδύνουν τον κύκλο του Krebs ανάλογα με τη σηματοδότηση των κυττάρων. Τα κύτταρα σηματοδοτούν την ένδειξη ανισορροπίας και ζητούν από τον κύκλο του Krebs να συμβάλλει στη διατήρηση της ομοιόστασης για τις ουσίες και τις μεταβλητές που μπορεί να επηρεάσει.
Δεδομένου ότι ο κύκλος του Krebs αποτελεί μέρος της μεταβολική αλυσίδα που χρησιμοποιεί γλυκόζη και οξυγόνο ενώ παράγει διοξείδιο του άνθρακα και νερό, ο κύκλος μπορεί να επηρεάσει τα επίπεδα αυτών των τεσσάρων ουσιών και να προκαλέσει προσαρμογές σε άλλες μεταβολικές λειτουργίες. Για παράδειγμα, εάν απαιτείται υψηλός ρυθμός μεταβολισμού, επειδή το σώμα αναλαμβάνει έντονη δραστηριότητα, τα επίπεδα οξυγόνου στα κύτταρα μπορεί να μειωθούν. Ένας επιβραδυνόμενος κύκλος Krebs αναγκάζει το σώμα να αναπνεύσει πιο γρήγορα και η καρδιά να αντλήσει ταχύτερα, παρέχοντας το απαιτούμενο οξυγόνο στα κύτταρα.
Ο ίδιος τύπος μηχανισμού μπορεί να επηρεάσει τις ασκήσεις όπως η πείνα, η δίψα ή οι προσπάθειες να αυξηθεί ή να μειωθεί η θερμοκρασία του σώματος. Η πείνα και η δίψα θα κάνουν το άτομο να ψάξει για φαγητό και νερό. Κάποιος που αισθάνεται πολύ ζεστός θα ιδρώσει, θα ψάξει για σκιά και θα αφαιρέσει τα είδη ένδυσης. Κάποιος που αισθάνεται κρύος θα τρέμει, αναζητήστε ένα ζεστό σημείο και προσθέστε στρώματα ρούχων.
Μέσω του μοναδικού ρόλου του στο μεταβολισμό των κυττάρων, το Ο κύκλος του Krebs βοηθά στη διατήρηση της ομοιόστασης στο σώμα και επηρεάζει και τη συμπεριφορά.