Sisu
- Kuidas ainevahetus säilitab homöostaasi
- Glükoosi homöostaasi näide
- Krebsi tsükli sammud
- Ensüümid rakuhingamisel
Krebsi tsükkel, mis sai nime Saksa-Briti biokeemiku Hans Adolf Krebsi järgi, on raku metabolismi oluline osa.
Kehas kasvamiseks ja funktsioonide täitmiseks peavad rakud energia tootmiseks metaboliseerima glükoosi. Seejärel saavad nad seda energiat kasutada keha jaoks vajalike orgaaniliste molekulide sünteesimiseks ja konkreetsete funktsioonide täitmiseks, nagu näiteks lihasrakkudes liikumine või maos seedimine. 1937. aastal avastas Krebs Krebsi tsükli reaktsiooni, tuntud ka kui sidrunhappe tsükkel, mis moodustab suurema osa sellest ainevahetusprotsessist.
Glükoosimolekulide tükeldamise ja metaboliseerimise käigus peavad rakud veenduma, et paljud keha muutujad, näiteks temperatuur, südame löögisagedus ja hingamine, püsivad stabiilsel tasemel. Homöostaas kirjeldab protsessi, mille käigus rakud reguleerivad hormoonide, ensüümide ja ainevahetuse mõju, et hoida keha korralikult töös ohutustes piirides.
Osana glükoosi metabolism, aitab Krebsi tsükli reguleerimine rakke nende homöostaasiga.
Kuidas ainevahetus säilitab homöostaasi
Arenenud organismid võtavad toitaineid sisse ja metaboliseerivad neid nii, et nad saaksid oma tavapärast tegevust jätkata. Metaboolse energia peamine allikas on glükoosi lagundamine süsinikdioksiidiks ja veeks hapniku juuresolekul.
Homöostaasi säilitamiseks peavad kõik glükoosi, hapniku ja ainevahetusproduktide tase olema täpselt reguleeritud. Ainevahetusprotsessi iga etapp, sealhulgas Krebsi tsükli etapid, aitab reguleerida orgaanilisi aineid, mida ta kontrollib.
Peamised metaboolsed etapid hõlmavad järgmist:
Igas etapis peavad keha, selle elundid ja rakud hoidma keha muutujaid nagu temperatuur, glükoositase ja vererõhk ühtlasel tasemel. Seda homöostaatilist regulatsiooni kontrollitakse hormoonide ja ensüümide toimel, mis on vajalikud metabolismi igal etapil.
Kui konkreetset ainet on liiga palju või liiga vähe, kiirendab või aeglustab ensüüm vastavaid metaboolseid etappe, kuni homöostaas taas tuvastatakse.
Glükoosi homöostaasi näide
Glükoos on rakkude hingamise peamine sisend ja selle kõrvalsaadusi kasutatakse Krebsi tsüklis. Veresuhkru taset tuleb kontrollida kitsas vahemikus. Kui rakkudesse ei jõua piisavalt glükoosi, ei saa nad enam energiaallikana kasutada rakulist hingamist ja Krebsi tsüklit. Selle asemel võivad nad hakata lagundama rasvu või isegi lihaskudesid.
Liiga palju glükoosisisaldust veres võib olla ka kahjulik. Esiteks üritab keha vabaneda ekstra glükoosist, eemaldades selle neerude verest ja elimineerides selle uriini kaudu. Liigne urineerimine dehüdreerib keha ja suurendab glükoosi kontsentratsiooni veres. Kui glükoositase muutub liiga kõrgeks, võib inimene sattuda koomasse.
Glükoosi regulatsiooni kontrollib kõhunääre.
Kui veres on glükoositase liiga kõrge, vabastab kõhunääre vereringesse insuliini. Insuliin soodustab glükoosi kasutamist rakkudes ja aitab raku hingamisel. Seejärel väheneb veresuhkru tase. Kui glükoositase on liiga madal, annab kõhunääre maksa märku, et see vabastab rohkem glükoosi. Maks suudab liigset glükoosi talletada ja vabastab selle, et aidata säilitada glükoosi homeostaasi.
Krebsi tsükli sammud
Krebsi tsükli põhifunktsioon on muundada ensüüme, mida elektronide transpordiahel kasutab energia tootmiseks. Tsükkel on iseseisev, kuna ta kasutab korduvalt oma koostisosi sisaldavaid kemikaale pidevalt korduvas järjestuses. Ensüümid NAD ja FAD muudetakse kõrge energiaga molekulideks NADH ja FADH2 mis võivad elektroni transpordiahelat toita.
Krebsi tsükkel koosneb järgmistest etappidest:
Oma rolli kaudu rakulises hingamises mõjutab Krebsi tsükkel glükoosi homöostaasi. Glükoosi metabolismi reguleerimise kaudu võib see mängida olulist rolli üldises homöostaasis kehas.
Ensüümid rakuhingamisel
Rakulise hingamise käigus toodetud ensüümid aitavad rakke homöostaasis hoida.
Krebsi tsükli ja elektronide transpordiahela jätkamiseks on vajalikud sellised molekulid nagu NAD ja FAD. Täiendavad ensüümid kiirendavad või aeglustavad Krebsi tsüklit sõltuvalt raku signalisatsioonist. Rakud annavad märku tasakaalustamatusest ja taotlevad Krebsi tsüklit, et aidata säilitada nende ainete ja muutujate homeostaasi, mida see võib mõjutada.
Kuna Krebsi tsükkel on osa ainevahetuse ahel See, mis kasutab süsihappegaasi ja vee tootmisel glükoosi ja hapnikku, võib tsükkel mõjutada nende nelja aine taset ja põhjustada muude metaboolsete funktsioonide kohandamist. Näiteks kui kiire metabolismi tõttu on vajalik keha intensiivne tegevus, võib rakkude hapnikusisaldus langeda. Krebi tsükli aeglustumine sunnib keha kiiremini hingama ja süda kiiremini pumpama, tarnides rakkudesse vajalikku hapnikku.
Sama tüüpi mehhanismid võivad mõjutada selliseid päästikuid nagu nälg, janu või kehatemperatuuri tõstmise või alandamise katsed. Nälg ja janu panevad inimese otsima toitu ja vett. Keegi, kes tunneb end liiga kuumana, higistab, otsib varju ja eemaldab riideesemed. Keegi, kes tunneb külma, väriseb, otsib sooja koha ja lisab riidekihid.
Tänu ainulaadsele rollile rakkude ainevahetuses Krebsi tsükkel aitab säilitada homöostaasi kehas ja mõjutab ka käitumist.