Obsah
- Ako metabolizmus udržuje homeostázu
- Príklad homeostázy glukózy
- Kroky v Krebsovom cykle
- Enzýmy v bunkovej respirácii
Krebsov cyklus, pomenovaný po nemecko-britskom biochemikovi Hansovi Adolfovi Krebsovi, je kľúčovou súčasťou bunkového metabolizmu.
Aby bunky mohli rásť a vykonávať svoje funkcie v tele, musia metabolizovať glukózu, aby vytvorili energiu. Túto energiu potom môžu použiť na syntézu organických molekúl, ktoré telo potrebuje, a na špecifické funkcie, ako je pohyb svalových buniek alebo trávenie v žalúdku. V roku 1937 Krebs objavil Krebsov cyklus, známy tiež ako cyklus kyseliny citrónovej, ktorý tvorí hlavnú časť tohto metabolického procesu.
V priebehu štiepenia a metabolizácie glukózových molekúl musia bunky zabezpečiť, aby sa mnohé telesné premenné, ako napríklad teplota, srdcový rytmus a dýchanie, udržiavali na stabilných úrovniach. Homeostáza popisuje proces, ktorým bunky regulujú účinky hormónov, enzýmov a metabolizmu, aby telo správne fungovalo v bezpečných medziach.
Ako súčasť metabolizmus glukózy, regulácia Krebsovho cyklu pomáha bunkám s ich homeostázou.
Ako metabolizmus udržuje homeostázu
Pokročilé organizmy prijímajú výživné látky a metabolizujú ich tak, aby mohli vykonávať svoje normálne činnosti. Hlavným zdrojom metabolickej energie je rozklad glukózy na oxid uhličitý a vodu v prítomnosti kyslíka.
Na udržanie homeostázy je potrebné prísne regulovať hladinu glukózy, kyslíka a metabolických produktov. Každý krok metabolického procesu, vrátane krokov Krebsovho cyklu, pomáha regulovať organické látky, ktoré kontroluje.
Medzi hlavné metabolické kroky patrí:
Pre každý krok musí telo, jeho orgány a bunky udržiavať telesné premenné, ako sú teplota, hladina glukózy a krvný tlak, stabilné na normálnej úrovni. Táto homeostatická regulácia je riadená pôsobením hormónov a enzýmov, ktoré sú potrebné pre každý krok metabolizmu.
Ak je v konkrétnej látke priveľa alebo príliš málo, enzým urýchli alebo spomalí príslušné metabolické kroky, až kým sa nestanoví homeostáza.
Príklad homeostázy glukózy
Glukóza je hlavným vstupom pre bunkové dýchanie a jej vedľajšie produkty sa používajú v Krebsovom cykle. Hladina glukózy v krvi musí byť kontrolovaná v úzkom rozmedzí. Ak nebude dostatok buniek na dosiahnutie glukózy, nebudú môcť ďalej využívať bunkové dýchanie a Krebsov cyklus ako zdroj energie. Namiesto toho môžu začať odbúravať tuky alebo dokonca svalové tkanivo.
Príliš veľa glukózy v krvi môže byť tiež škodlivé. Po prvé, telo sa snaží zbaviť nadbytočnej glukózy tým, že ju odstráni z krvi v obličkách a vylúči ju močom. Nadmerné močenie dehydratuje telo a zvyšuje koncentráciu glukózy v krvi. Ak je hladina glukózy príliš vysoká, môže jedinec upadnúť do kómy.
Regulácia glukózy je riadená pankreasom.
Ak je hladina glukózy v krvi príliš vysoká, pankreas uvoľňuje inzulín do krvného obehu. Inzulín podporuje použitie glukózy v bunkách a pomáha pri dýchaní buniek. Hladina glukózy v krvi potom klesá. Ak je hladina glukózy príliš nízka, pankreas signalizuje pečeni, aby uvoľnila viac glukózy. Pečeň je schopná ukladať prebytočnú glukózu a uvoľňuje ju, aby pomohla udržať homeostázu glukózy.
Kroky v Krebsovom cykle
Hlavnou funkciou Krebsovho cyklu je konverzia enzýmov, ktoré používa reťazec prenosu elektrónov na výrobu energie. Cyklus je samostatný v tom, že opakovane používa svoje základné chemikálie v neustále sa opakujúcom poradí. Enzýmy NAD a FAD sa menia na vysoko energetické molekuly NADH a FADH2 ktoré môžu poháňať transportný reťazec elektrónov.
Krebsov cyklus pozostáva z nasledujúcich krokov:
Krebsov cyklus vďaka svojej úlohe pri dýchaní buniek ovplyvňuje homeostázu glukózy. Reguláciou metabolizmu glukózy môže hrať dôležitú úlohu pri celkovej homeostáze v tele.
Enzýmy v bunkovej respirácii
Enzýmy, ktoré sa tvoria pri dýchaní buniek, pomáhajú udržiavať bunky v homeostáze.
Na pokračovanie Krebsovho cyklu a reťazca prenosu elektrónov sú potrebné molekuly ako NAD a FAD. Ďalšie enzýmy urýchľujú alebo spomaľujú Krebsov cyklus v závislosti od bunkovej signalizácie. Bunkové signály naznačujú nerovnováhu a požadujú Krebsov cyklus, aby pomohli udržať homeostázu pre látky a premenné, ktoré môžu ovplyvniť.
Keďže Krebsov cyklus je súčasťou metabolický reťazec ktorý používa glukózu a kyslík, zatiaľ čo produkuje oxid uhličitý a vodu, môže cyklus ovplyvniť hladiny týchto štyroch látok a vyvolať úpravy ďalších metabolických funkcií. Napríklad, ak sa vyžaduje vysoká miera metabolizmu, pretože telo vykonáva namáhavú aktivitu, hladiny kyslíka v bunkách môžu klesať. Spomalujúci Krebsov cyklus núti telo rýchlejšie dýchať a srdce pumpovať rýchlejšie, čím sa do buniek dodáva potrebný kyslík.
Rovnaký typ mechanizmu môže ovplyvniť spúšťače ako hlad, smäd alebo pokusy zvýšiť alebo znížiť telesnú teplotu. Hlad a smäd spôsobia, že jednotlivec vyhľadá jedlo a vodu. Niekto, kto sa cíti príliš horko, sa potí, bude hľadať odtieň a odoberie časti oblečenia. Niekto, kto sa cíti studený, sa bude triasť, hľadať teplé miesto a pridať vrstvy oblečenia.
Vďaka svojej jedinečnej úlohe v metabolizme buniek Krebsov cyklus pomáha udržiavať homeostázu v tele a ovplyvňuje aj správanie.