Was ist die metabolische Regulierung?
metabolische Regulation ist der Prozess, durch den alle Zellen - von Bakterien bis zum Menschen - die für das Leben erforderlichen chemischen Prozesse kontrollieren. Der Metabolismus ist in komplexe, stufenabhängige Reaktionen organisiert, die als Stoffwechselwege bezeichnet werden. Allgegenwärtige Spezialproteine, die als Enzyme bezeichnet werden, sind die Hauptmethode, wie diese Wege reguliert werden, obwohl die Konzentration von Nährstoffen, Abfallprodukten und Hormonen die Stoffwechselraten kontrollieren kann. Stoffwechselstörungen sind ererbte Krankheiten, die durch das Fehlen von Schlüsselenzymen verursacht werden, die die normale Regulation eines bestimmten Weges stören. Systeme, die als Stoffwechselwege bezeichnet werden, koordinieren diese Funktionen und werden normalerweise von Proteinen, die als Enzyme bezeichnet werden, gestartet oder gestoppt. Die Stoffwechselregulation ist die Grundlage für die biologische Kontrolle des Metabolismus, da lebende Zellen diese Wege leiten können. In Nicht-LivinG -Systeme, Gleichgewicht mit der äußeren Umgebung tritt zum Ende chemischer Reaktionen auf, die eine lebende Zelle abtöten würden. Daher hilft die metabolische Regulierung dazu, das lebende System in einem chemisch ausgewogenen Zustand zu halten, der als Homöostase bezeichnet wird.
Die grundlegendste Form der metabolischen Regulation tritt auf, wenn Gene Zellen anweisen, Enzyme zu produzieren und ihre Menge zu regulieren. Darüber hinaus werden in einem Stoffwechselweg moleküle signifikante Veränderungen unterzogen und entweder von der Zelle verwendet oder verarbeitet, um einen weiteren Schritt im Weg zu erzeugen. Einige dieser Moleküle, die als Substrate bezeichnet werden, sind ein wirksames Mittel zur metabolischen Regulation durch ihre Konzentration. Die Geschwindigkeit eines Stoffwechselweges ändert sich abhängig von der Verfügbarkeit und Konzentration eines Substrats, das an ein Enzym binden muss, um zu arbeiten. Zusätzlich zu Substraten sind Enzyme häufig von anderen Enzymen und Vitaminen abhängig.
in aDdition zu der passiveren „Feedback“ -Metabol -Regulation durch Substratkonzentration gibt es direkte Kontrollen in den meisten mehrzelligen Organismen. Sogar Pflanzen verwenden Hormone, um ihren Stoffwechsel zu kontrollieren. Bei höheren Tieren kann die externe Regulierung des Metabolismus aus chemischen Signalen stammen, die die Enzymaktivität kontrollieren, entweder durch direktes wirken direkt auf Enzyme oder indem sie die Gene beeinflussen, die ihre Produktion regulieren. Einige Formen der Stoffwechselregulation ändern nur die Zeitrate, zu der ein biochemischer Prozess auftritt; Andere aktivieren einen Prozess oder verhindern, dass er beginnt. Bei Tieren kontrolliert die Stoffwechselrate Funktionen von der Atmung zum Körperfett.
Es gibt viele Störungen des Stoffwechsels, darunter Tausende angeborener Mängeln von Genen, die für wesentliche Enzyme kodieren. Krankheiten der Schilddrüse können die Stoffwechselrate radikal verändern und Fettleibigkeit oder Nahstarben verursachen. Manchmal ist der menschliche Stoffwechsel aufgrund von Krankheitszuständen übermäßig langsam oder schnell und kann medizinisch behandelt werdenly. Es kann gesagt werden, dass einige Medikamente oder Ernährungssubstanzen die Stoffwechselraten steigern, indem die Rate der mit Kohlenhydrat oder Fettverdauung beteiligten Pfadrate geändert wird. Bei Patienten mit Diabetes mellitus beispielsweise werden die Auswirkungen des Hormoninsulins auf den Zuckerstoffwechsel beeinträchtigt, und synthetisches Insulin muss verabreicht werden, um die normale Stoffwechselregulation wiederherzustellen.