ระเบียบการเผาผลาญคืออะไร?

การควบคุมเมตะบอลิกเป็นกระบวนการที่ทุกเซลล์ - จากแบคทีเรียสู่มนุษย์ - ควบคุมกระบวนการทางเคมีที่จำเป็นสำหรับชีวิต การเผาผลาญถูกจัดระเบียบเป็นปฏิกิริยาที่ซับซ้อนขึ้นอยู่กับขั้นตอนที่เรียกว่าเส้นทางการเผาผลาญ โปรตีนพิเศษที่แพร่หลายที่เรียกว่าเอนไซม์เป็นวิธีหลักที่เส้นทางเหล่านี้ถูกควบคุมแม้ว่าความเข้มข้นของสารอาหารผลิตภัณฑ์ของเสียและฮอร์โมนสามารถควบคุมอัตราการเผาผลาญได้ ความผิดปกติของเมตะบอลิกเป็นโรคที่เกิดจากการขาดเอนไซม์สำคัญที่รบกวนการควบคุมตามปกติของเส้นทางที่กำหนด

เมตาบอลิซึมอธิบายปฏิกิริยาทางเคมีที่สิ่งมีชีวิตทำงานจากการหายใจของเซลล์ไปจนถึงเหตุการณ์ย่อยอาหารการเจริญเติบโตและการสืบพันธุ์ ระบบที่เรียกว่าเส้นทางเมตาบอลิประสานงานเหล่านี้และมักจะเริ่มหรือหยุดโดยโปรตีนที่เรียกว่าเอนไซม์ การควบคุมเมตะบอลิกเป็นพื้นฐานของการควบคุมเมตาบอลิซึมทางชีวภาพเนื่องจากช่วยให้เซลล์ที่มีชีวิตสามารถควบคุมเส้นทางเหล่านี้ได้ ในระบบที่ไม่มีชีวิตความสมดุลกับสภาพแวดล้อมภายนอกเกิดขึ้นเมื่อบทสรุปของปฏิกิริยาเคมีซึ่งจะฆ่าเซลล์มีชีวิต ดังนั้นกฎระเบียบของการเผาผลาญช่วยให้ระบบชีวิตอยู่ในสภาวะสมดุลทางเคมีที่เรียกว่าสภาวะสมดุล

รูปแบบพื้นฐานที่สุดของการควบคุมการเผาผลาญเกิดขึ้นเมื่อยีนสั่งให้เซลล์ผลิตเอนไซม์และควบคุมปริมาณของพวกเขา นอกจากนี้ในเส้นทางเมตาบอลิซึมโมเลกุลได้รับการเปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญและถูกใช้โดยเซลล์หรือดำเนินการเพื่อสร้างขั้นตอนอื่นในทางเดิน โมเลกุลเหล่านี้บางชนิดเรียกว่าซับสเตรตเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพในการควบคุมเมแทบอลิซึมผ่านความเข้มข้น อัตราของเส้นทางเมตาบอลิซึมจะเปลี่ยนแปลงขึ้นอยู่กับความพร้อมใช้งานและความเข้มข้นของสารตั้งต้นซึ่งจะต้องผูกกับเอนไซม์เพื่อให้ทำงานได้ นอกจากพื้นผิวแล้วเอนไซม์มักขึ้นอยู่กับเอนไซม์อื่นและวิตามิน

นอกจากการควบคุมแบบเมตาบอลิซึมแบบ "ป้อนกลับ" แบบพาสซีฟโดยความเข้มข้นของสารตั้งต้นแล้วยังมีการควบคุมโดยตรงในสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ แม้แต่พืชก็ใช้ฮอร์โมนเพื่อควบคุมการเผาผลาญ ในสัตว์ที่สูงกว่าการควบคุมจากภายนอกของการเผาผลาญอาหารอาจมาจากสัญญาณทางเคมีที่ควบคุมการทำงานของเอนไซม์ไม่ว่าจะโดยการทำหน้าที่โดยตรงกับเอนไซม์หรือโดยส่งผลกระทบต่อยีนที่ควบคุมการผลิตของพวกเขา รูปแบบการควบคุมเมตาบอลิกบางรูปแบบเปลี่ยนอัตราเวลาที่กระบวนการทางชีวเคมีเกิดขึ้นเท่านั้น บางคนเปิดใช้งานกระบวนการหรือป้องกันไม่ให้เริ่มต้น ในสัตว์อัตราการเผาผลาญจะควบคุมการทำงานจากการหายใจไปจนถึงไขมันในร่างกาย

มีความผิดปกติของเมแทบอลิซึมรวมถึงยีนที่บกพร่อง แต่กำเนิดหลายพันยีนซึ่งเป็นรหัสสำหรับเอนไซม์ที่จำเป็น โรคของต่อมไทรอยด์สามารถเปลี่ยนแปลงอัตราการเผาผลาญอย่างรุนแรงทำให้เกิดโรคอ้วนหรือความอดอยากใกล้ บางครั้งการเผาผลาญของมนุษย์ช้าเกินไปหรือเร็วเกินไปเนื่องจากสภาวะของโรคและอาจได้รับการรักษาทางการแพทย์ ยาหรือสารอาหารบางอย่างอาจกล่าวได้ว่าช่วยเพิ่มอัตราการเผาผลาญโดยการเปลี่ยนอัตราของวิถีที่เกี่ยวข้องกับคาร์โบไฮเดรตหรือการย่อยไขมัน ในผู้ป่วยที่เป็นโรคเบาหวานตัวอย่างเช่นผลกระทบของฮอร์โมนอินซูลินต่อเมแทบอลิซึมของน้ำตาลจะลดลงและอินซูลินสังเคราะห์จะต้องได้รับการจัดการเพื่อฟื้นฟูกฎระเบียบของการเผาผลาญปกติ