Innehåll
- Hur metabolism upprätthåller homeostasis
- Exempel på glukoshomeostas
- Krebs cykelsteg
- Enzymerna i cellulär respiration
Krebs-cykeln, uppkallad efter den tysk-brittiska biokemisten Hans Adolf Krebs, är en viktig del av cellulär ämnesomsättning.
För att växa och utföra sina funktioner i kroppen måste celler metabolisera glukos för att producera energi. De kan sedan använda denna energi för att syntetisera de organiska molekylerna som kroppen behöver och för specifika funktioner som rörelse i muskelceller eller matsmältning i magen. År 1937 upptäckte Krebs Krebs-cykelreaktionen, även känd som citronsyrecykeln, som utgör en viktig del av denna metabola process.
Under uppdelningen och metaboliseringen av glukosmolekyler måste celler se till att de många kroppsvariablerna såsom temperatur, hjärtrytm och andning upprätthålls på stabila nivåer. Homeostas beskriver processen genom vilken celler reglerar effekterna av hormoner, enzymer och metabolism för att hålla kroppen fungerar korrekt, inom säkra gränser.
Som en del av glukosmetabolism, regleringen av Krebs-cykeln hjälper celler med deras homeostas.
Hur metabolism upprätthåller homeostasis
Avancerade organismer tar in näringsämnen och metaboliserar dem så att de kan fortsätta sin normala verksamhet. Den huvudsakliga källan till metabolisk energi är nedbrytningen av glukos till koldioxid och vatten i närvaro av syre.
För att upprätthålla homeostasen måste nivåerna av glukos, syre och de metaboliska produkterna regleras ordentligt. Varje steg i metabolisk process, inklusive Krebs-cykelstegen, hjälper till att reglera de organiska ämnena som den kontrollerar.
De viktigaste metaboliska stegen inkluderar följande:
För varje steg måste kroppen, dess organ och dess celler hålla kroppsvariabler som temperatur, glukosnivåer och blodtryck stabilt vid normala nivåer. Denna homeostatiska reglering styrs av verkan av hormoner och enzymer som krävs för att varje metabolismsteg ska fortsätta.
Om det finns för mycket eller för lite av ett specifikt ämne, kommer ett enzym att påskynda eller bromsa motsvarande metaboliska steg tills homeostasen återigen har etablerats.
Exempel på glukoshomeostas
Glukos är den viktigaste inmatningen för cellulär andning och dess biprodukter används i Krebs-cykeln. Nivån på glukos i blodet måste kontrolleras inom ett trångt område. Om det inte finns tillräckligt med glukos som når cellerna kommer de inte längre att kunna använda cellandning och Krebs-cykeln som energikälla. Istället kan de börja bryta ner fett eller till och med muskelvävnad.
Att ha för mycket glukos i blodet kan också vara skadligt. Först försöker kroppen bli av med den extra glukosen genom att ta bort den från blodet i njurarna och eliminera den genom urin. Överdriven urination dehydratiserar kroppen och ökar koncentrationen av glukos i blodet. Om glukosnivån blir för hög kan individen hamna i koma.
Glukosreglering kontrolleras av bukspottkörteln.
Om nivån av glukos i blodet är för hög släpper bukspottkörteln insulin i blodströmmen. Insulin främjar användningen av glukos i cellerna och hjälper till med cellandning. Glukosnivån i blodet sjunker sedan. Om glukosnivån är för låg signalerar bukspottkörteln levern att släppa ut mer glukos. Levern kan lagra överskott av glukos och släpper den för att upprätthålla glukoshomeostas.
Krebs cykelsteg
Huvudfunktionen för Krebs-cykeln är att konvertera enzymer som elektrontransportkedjan använder för att producera energi. Cykeln är självständig genom att den återanvänder sina bestående kemikalier i en ständigt upprepande sekvens. Enzymerna NAD och FAD ändras till högenergimolekyler NADH och FADH2 som kan driva elektrontransportkedjan.
Krebs-cykeln består av följande steg:
Genom sin roll i cellulär andning påverkar Krebs-cykeln glukoshomeostas. Genom reglering av glukosmetabolism kan det spela en viktig roll i den totala homeostasen i kroppen.
Enzymerna i cellulär respiration
Enzymerna som produceras under cellulär andning hjälper till att hålla cellerna i homeostas.
Molekyler som NAD och FAD behövs för att Krebs-cykeln och elektrontransportkedjan ska fortsätta. Ytterligare enzymer påskyndar eller bromsar Krebs-cykeln beroende på cellsignalering. Cellsignaler för att indikera en obalans och begära Krebs-cykeln för att upprätthålla homeostas för de ämnen och variabler som det kan påverka.
Eftersom Krebs-cykeln utgör en del av metabolisk kedja som använder glukos och syre medan man producerar koldioxid och vatten, kan cykeln påverka halterna av dessa fyra ämnen och utlösa justeringar i andra metaboliska funktioner. Om till exempel en hög metabolismhastighet krävs eftersom kroppen utövar ansträngande aktivitet, kan syrehalterna i cellerna sjunka. En långsammare Krebs-cykel tvingar kroppen att andas snabbare och hjärtat att pumpa snabbare, vilket ger nödvändigt syre till cellerna.
Samma typ av mekanism kan påverka triggers som hunger, törst eller försök att höja eller sänka kroppstemperaturen. Hunger och törst kommer att få en person att leta efter mat och vatten. Någon som känner sig för varm kommer att svettas, leta efter skugga och ta bort kläder. Någon som känner sig kallt kommer att skaka, leta efter en varm plats och lägga till klädlager.
Genom sin unika roll i cellmetabolismen, Krebs-cykel hjälper till att upprätthålla homeostasen i kroppen och påverkar också beteende.