Metabolik Düzenleme Nedir?

Metabolik düzenleme, tüm hücrelerin - bakterilerden insanlara - yaşam için gerekli kimyasal süreçleri kontrol ettiği süreçtir. Metabolizma, metabolik yollar adı verilen karmaşık, adımlara bağlı reaksiyonlar halinde düzenlenir. Besinlerin, atık ürünlerin ve hormonların konsantrasyonu metabolik hızları kontrol edebilmesine rağmen, enzimler adı verilen her yerde bulunan özel proteinler, bu yolların düzenlenmesi için ana yoldur. Metabolik bozukluklar, belirli bir yolun normal düzenlenmesini bozan anahtar enzimlerin bulunmamasından kaynaklanan miras kalmış hastalıklardır.

Metabolizma, hücresel solunumdan sindirim, üreme ve üremenin altında yatan olaylara kadar organizmaların işlev gösterdiği kimyasal reaksiyonları tanımlar. Metabolik yollar denilen sistemler bu işlevleri koordine eder ve genellikle enzim adı verilen proteinler tarafından başlatılır veya durdurulur. Metabolik düzenleme, canlı hücrelerin bu yolları yönlendirmesini sağladığı için metabolizmanın biyolojik kontrolünün temelidir. Canlı olmayan sistemlerde, dış ortamla denge, canlı bir hücreyi öldürebilecek kimyasal reaksiyonların sonucunda ortaya çıkar. Böylece metabolik düzenleme, canlı sistemi homeostaz denilen kimyasal olarak dengeli bir durumda tutmaya yardımcı olur.

Metabolik düzenlemenin en temel şekli, genlerin hücrelere enzim üretmesini ve miktarlarını düzenlemesini emrettiği zaman ortaya çıkar. Ek olarak, bir metabolik yolda, moleküller önemli değişikliklere uğrar ve hücre tarafından kullanılır veya yol içinde başka bir adım üretmek için işlenir. Substratlar olarak adlandırılan bu moleküllerin bazıları konsantrasyonları boyunca etkili metabolik düzenleme araçlarıdır. Metabolik bir yolun hızı, çalışmak için bir enzime bağlanması gereken bir substratın bulunup bulunmadığına bağlı olarak değişecektir. Substratlara ek olarak, enzimler sıklıkla diğer enzimlere ve vitaminlere de bağımlıdır.

Substrat konsantrasyonuyla daha pasif “geri bildirim” tipi metabolik düzenlemeye ek olarak, çoğu çok hücreli organizmada doğrudan kontroller vardır. Bitkiler bile metabolizmalarını kontrol etmek için hormonları kullanır. Daha yüksek hayvanlarda, metabolizmanın dışsal düzenlenmesi, doğrudan enzimlere etki ederek veya üretimini düzenleyen genleri etkileyerek enzim aktivitesini kontrol eden kimyasal sinyallerden gelebilir. Bazı metabolik düzenleme formları sadece biyokimyasal bir işlemin gerçekleştiği zaman oranını değiştirir; diğerleri bir süreci aktive eder veya başlamasını önler. Hayvanlarda metabolik hız, solunumdan vücut yağına kadar işlevleri kontrol eder.

Temel enzimleri kodlayan genlerin binlerce doğumsal eksikliği dahil olmak üzere birçok metabolizma bozukluğu vardır. Tiroid hastalıkları, metabolizma hızını radikal bir şekilde değiştirebilir, obeziteye veya açlığa yakınlaşmaya neden olabilir. Bazen insan metabolizması, hastalık durumlarından dolayı aşırı yavaş veya hızlıdır ve tıbbi olarak tedavi edilebilir. Bazı ilaçların veya besin maddelerinin, karbonhidrat veya yağ sindirimi ile ilgili yolakların oranını değiştirerek metabolik hızları arttırdığı söylenebilir. Örneğin, diabetes mellituslu hastalarda, insülinin hormonun şeker metabolizması üzerindeki etkileri tehlikeye girer ve normal metabolik düzenlemeyi yeniden sağlamak için sentetik insülin uygulanmalıdır.