Sisältö
- Kuinka aineenvaihdunta ylläpitää homeostaasia
- Esimerkki glukoosihomeostaasista
- Krebs-syklin vaiheet
- Entsyymit soluhengityksessä
Krebs-sykli, joka on nimetty saksalais-brittiläisen biokemistin Hans Adolf Krebsin mukaan, on tärkeä osa solujen aineenvaihduntaa.
Kasvuaan ja tehtäviensä hoitamiseksi kehossa solujen on metaboloitava glukoosi energian tuottamiseksi. He voivat sitten käyttää tätä energiaa kehon tarvitsemien orgaanisten molekyylien syntetisointiin ja erityisiin toimintoihin, kuten liikkumiseen lihassoluissa tai mahalaukun sulamiseen. Vuonna 1937 Krebs löysi Krebs-syklireaktion, joka tunnetaan myös nimellä sitruunahapposykli, joka muodostaa pääosan tästä aineenvaihduntaprosessista.
Glukoosimolekyylien jakamisen ja metaboloitumisen aikana solujen on varmistettava, että monet kehon muuttujat, kuten lämpötila, syke ja hengitys, pidetään vakaalla tasolla. Homeostaasi kuvaa prosessia, jolla solut säätelevät hormonien, entsyymien ja aineenvaihdunnan vaikutuksia pitääkseen kehon toimimaan kunnolla, turvallisissa rajoissa.
Osana glukoosimetabolia, Krebs-syklin säätely auttaa soluja niiden homeostaasissa.
Kuinka aineenvaihdunta ylläpitää homeostaasia
Kehittyneet organismit ottavat ravintoaineita vastaan ja metaboloivat niitä siten, että ne voivat harjoittaa normaalia toimintaansa. Metabolisen energian päälähde on glukoosin hajoaminen hiilidioksidiksi ja vedeksi hapen läsnä ollessa.
Homeostaasin ylläpitämiseksi kaikkien glukoosin, hapen ja aineenvaihduntatuotteiden tasoja on säänneltävä tiukasti. Jokainen aineenvaihduntaprosessin vaihe, mukaan lukien Krebs-syklivaiheet, auttaa säätelemään hallittavia orgaanisia aineita.
Tärkeimmät metaboliset vaiheet sisältävät seuraavat:
Jokaisessa vaiheessa kehon, sen elinten ja sen solujen on pidettävä kehon muuttujia, kuten lämpötila, glukoositaso ja verenpaine tasaisena normaaleilla tasoilla. Tätä homeostaattista säätelyä säätelevät hormonien ja entsyymien vaikutukset, joita tarvitaan jokaisessa aineenvaihduntavaiheessa edetäkseen.
Jos tiettyä ainetta on liikaa tai liian vähän, entsyymi nopeuttaa tai hidastaa vastaavia aineenvaihduntavaiheita, kunnes homeostaasi todetaan uudelleen.
Esimerkki glukoosihomeostaasista
Glukoosi on pääasiallinen syöttö solujen hengityksessä, ja sen sivutuotteita käytetään Krebs-syklissä. Veren glukoositasoa on valvottava tiukalla alueella. Jos soluihin ei ole riittävästi glukoosia, ne eivät enää voi käyttää solujen hengitystä ja Krebs-sykliä energialähteenä. Sen sijaan ne voivat alkaa hajottaa rasvoja tai jopa lihaskudosta.
Liian paljon verensokeria voi myös olla haitallista. Ensinnäkin, elin yrittää päästä eroon ylimääräisestä glukoosista poistamalla sen munuaisten verestä ja poistamalla sen virtsaan. Liiallinen virtsaaminen kuivuttaa kehon ja lisää verensokeripitoisuutta. Jos glukoositaso nousee liian korkeaksi, henkilö voi pudota koomaan.
Haima säätelee glukoosin säätelyä.
Jos verensokeritaso on liian korkea, haima vapauttaa insuliinia verenkiertoon. Insuliini edistää glukoosin käyttöä soluissa ja auttaa solujen hengityksessä. Sitten verensokeripitoisuus laskee. Jos glukoositaso on liian alhainen, haima ilmoittaa maksasta vapauttavan enemmän glukoosia. Maksa pystyy varastoimaan ylimääräisen glukoosin ja vapauttaa sen glukoosin homeostaasin ylläpitämiseksi.
Krebs-syklin vaiheet
Krebs-syklin päätehtävä on muuntaa entsyymejä, joita elektronin kuljetusketju käyttää energian tuottamiseen. Sykli on itsenäinen siinä suhteessa, että se käyttää uudelleen aineosiensa kemikaaleja jatkuvasti toistuvassa järjestyksessä. NAD- ja FAD-entsyymit vaihdetaan korkeaenergisiksi molekyyleiksi NADH ja FADH2 jotka voivat antaa voiman elektronin kuljetusketjuun.
Krebs-sykli koostuu seuraavista vaiheista:
Krebs-sykli vaikuttaa roolinsa solujen hengitykseen kautta glukoosin homeostaasiin. Säätelemällä glukoosimetaboliaa sillä voi olla tärkeä rooli kehon homeostaasissa.
Entsyymit soluhengityksessä
Entsyymit, joita syntyy soluhengityksen aikana, auttavat pitämään solut homeostaasissa.
Molekyylejä, kuten NAD ja FAD, tarvitaan Krebs-syklin ja elektronin kuljetusketjun etenemiseen. Lisäentsyymit nopeuttavat tai hidastavat Krebs-sykliä solusignaalien mukaan. Solut signaalit osoittavat epätasapainoa ja pyytävät Krebs-sykliä ylläpitämään homeostaasia aineille ja muuttujille, joihin se voi vaikuttaa.
Koska Krebs-sykli on osa aineenvaihduntaketju joka käyttää glukoosia ja happea tuottaessaan hiilidioksidia ja vettä, sykli voi vaikuttaa näiden neljän aineen pitoisuuksiin ja laukaista säätöjä muissa aineenvaihdunnan toiminnoissa. Esimerkiksi, jos vaaditaan nopeaa aineenvaihduntaa, koska keho harjoittaa rasittavaa toimintaa, solujen happitasot voivat laskea. Hidastuva Krebs-sykli pakottaa kehon hengittämään nopeammin ja sydämen pumppaamaan nopeammin, toimittaen tarvittavan hapen soluille.
Saman tyyppiset mekanismit voivat vaikuttaa laukaiseviin tekijöihin, kuten nälkä, jano tai yritykset nostaa tai alentaa kehon lämpötilaa. Nälkä ja jano saavat ihmiset etsimään ruokaa ja vettä. Joku, joka tuntuu liian kuumalta, hikoilee, etsii varjoa ja poistaa vaatteet. Joku kylmästä värisee, etsii lämpimää kohtaa ja lisää vaatteita.
Ainutlaatuisen roolinsa kautta solujen aineenvaihdunnassa Krebs-sykli auttaa ylläpitämään homeostaasia kehossa ja vaikuttaa myös käyttäytymiseen.