क्रेब्स चक्र और होमोस्टैसिस

जर्मन-ब्रिटिश बायोकेमिस्ट हैंस एडॉल्फ क्रेब्स के नाम पर क्रेब्स चक्र, सेलुलर चयापचय का एक महत्वपूर्ण हिस्सा है।

शरीर में अपने कार्यों को विकसित करने और पूरा करने के लिए, कोशिकाओं को ऊर्जा उत्पन्न करने के लिए ग्लूकोज को चयापचय करना पड़ता है। फिर वे इस ऊर्जा का उपयोग शरीर के लिए आवश्यक कार्बनिक अणुओं को संश्लेषित करने और गति जैसे विशिष्ट कार्यों के लिए कर सकते हैं मांसपेशियों की कोशिकाएं या पेट में पाचन। 1937 में, क्रेब्स ने क्रेब्स चक्र प्रतिक्रिया की खोज की, जिसे साइट्रिक एसिड चक्र के रूप में भी जाना जाता है, जो इस चयापचय प्रक्रिया का एक प्रमुख हिस्सा है।

ग्लूकोज अणुओं को विभाजित करने और चयापचय करने के दौरान, कोशिकाओं को यह सुनिश्चित करना होता है कि तापमान, हृदय गति और श्वसन जैसे शरीर के कई चर स्थिर स्तरों पर बने रहें। समस्थिति उस प्रक्रिया का वर्णन करता है जिसके द्वारा कोशिकाएं शरीर को सुरक्षित सीमा के भीतर ठीक से काम करने के लिए हार्मोन, एंजाइम और चयापचय के प्रभाव को नियंत्रित करती हैं।

के हिस्से के रूप में ग्लूकोज चयापचयक्रेब्स चक्र के नियमन से कोशिकाओं को उनके होमोस्टैसिस में मदद मिलती है।

उन्नत जीव पोषक तत्वों को ग्रहण करते हैं और उनका उपापचय करते हैं ताकि वे अपनी सामान्य गतिविधियों को जारी रख सकें। चयापचय ऊर्जा का मुख्य स्रोत ऑक्सीजन की उपस्थिति में ग्लूकोज का कार्बन डाइऑक्साइड और पानी में टूटना है।

होमोस्टैसिस को बनाए रखने के लिए, ग्लूकोज, ऑक्सीजन और चयापचय उत्पादों के स्तर को सभी को कसकर नियंत्रित करना होगा। चयापचय प्रक्रिया का प्रत्येक चरण, जिसमें शामिल हैं क्रेब्स चक्र कदम, इसे नियंत्रित करने वाले कार्बनिक पदार्थों को विनियमित करने में मदद करता है।

मुख्य चयापचय चरणों में निम्नलिखित शामिल हैं:

• पाचन

1. भोजन को मौखिक गुहा में पेश किया जाता है। कार्बोहाइड्रेट का टूटना लार से शुरू होता है।
2. निगला हुआ भोजन पेट में प्रवेश करता है। जठर रस भोजन को और पचाते हैं।
3. जटिल कार्बोहाइड्रेट ग्लूकोज में टूट जाते हैं और आंतों में अन्य उपोत्पाद। ग्लूकोज आंतों की दीवारों द्वारा अवशोषित होता है और रक्त प्रवाह में प्रवेश करता है।

• कोशिकीय श्वसन

1. फेफड़ों से ऑक्सीजन के साथ रक्त और आंतों से ग्लूकोज को केशिकाओं में पंप किया जाता है जहां ऑक्सीजन और ग्लूकोज अलग-अलग कोशिकाओं में फैलते हैं।
2. प्रत्येक कोशिका के अंदर एक रासायनिक अभिक्रिया होती है जिसे. कहते हैं ग्लाइकोलाइसिस ग्लूकोज अणुओं को विभाजित करता है और एंजाइम और ऊर्जा-वाहक अणु उत्पन्न करता है जिसे कहा जाता है एटीपी (एडेनोसिन ट्राइफॉस्फेट).
3. क्रेब्स चक्र चरण अतिरिक्त एंजाइम, अधिक एटीपी और कार्बन डाइऑक्साइड का उत्पादन करने के लिए ग्लाइकोलाइसिस द्वारा उत्पादित कुछ एंजाइमों का उपयोग करें।
4. ग्लाइकोलाइसिस और क्रेब्स चक्र द्वारा निर्मित एंजाइम किसमें प्रवेश करते हैं? इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला और बड़ी संख्या में एटीपी अणु उत्पन्न करते हैं। अंतिम हाइड्रोजन प्रतिक्रिया उत्पाद पानी बनाने के लिए ऑक्सीजन के साथ जुड़ते हैं।

• निकाल देना

1. कार्बन डाइऑक्साइड और पानी कोशिकाओं से रक्त प्रवाह में फैल जाते हैं और नसों के माध्यम से हृदय में वापस चले जाते हैं।
2. फेफड़ों के माध्यम से रक्त को पंप किया जाता है कार्बन डाइऑक्साइड को खत्म करें और गुर्दे के माध्यम से अधिशेष पानी को खत्म करें.

प्रत्येक चरण के लिए, शरीर, उसके अंगों और उसकी कोशिकाओं को शरीर के चर जैसे तापमान, ग्लूकोज स्तर और रक्तचाप को सामान्य स्तर पर स्थिर रखना होता है। यह होमोस्टैटिक विनियमन हार्मोन और एंजाइमों की क्रिया द्वारा नियंत्रित होता है जो चयापचय के प्रत्येक चरण को आगे बढ़ने के लिए आवश्यक होते हैं।

यदि किसी विशेष पदार्थ की मात्रा बहुत अधिक या बहुत कम है, तो होमोस्टैसिस फिर से स्थापित होने तक एक एंजाइम संबंधित चयापचय चरणों को तेज या धीमा कर देगा।

शर्करा सेलुलर श्वसन के लिए प्रमुख इनपुट है और इसके उपोत्पादों का उपयोग क्रेब्स चक्र में किया जाता है। रक्त में ग्लूकोज के स्तर को एक सीमित दायरे में नियंत्रित करना होता है। यदि कोशिकाओं तक पर्याप्त ग्लूकोज नहीं पहुंचता है, तो वे सेलुलर श्वसन और क्रेब्स चक्र को ऊर्जा स्रोत के रूप में उपयोग करने में सक्षम नहीं होंगे। इसके बजाय, वे वसा या मांसपेशियों के ऊतकों को भी तोड़ना शुरू कर सकते हैं।

रक्त में बहुत अधिक ग्लूकोज होना हानिकारक भी हो सकता है। सबसे पहले, शरीर अतिरिक्त ग्लूकोज को गुर्दे में रक्त से निकालकर और मूत्र के माध्यम से इसे समाप्त करने का प्रयास करता है। अत्यधिक पेशाब शरीर को निर्जलित करता है और रक्त में ग्लूकोज की एकाग्रता को बढ़ाता है। यदि ग्लूकोज का स्तर बहुत अधिक हो जाता है, तो व्यक्ति कोमा में पड़ सकता है।

ग्लूकोज विनियमन अग्न्याशय द्वारा नियंत्रित किया जाता है।

यदि रक्त में ग्लूकोज का स्तर बहुत अधिक है, तो अग्न्याशय रक्त प्रवाह में इंसुलिन छोड़ता है। इंसुलिन कोशिकाओं में ग्लूकोज के उपयोग को बढ़ावा देता है और सेलुलर श्वसन में मदद करता है। तब रक्त में ग्लूकोज का स्तर कम हो जाता है। यदि ग्लूकोज का स्तर बहुत कम है, तो अग्न्याशय यकृत को अधिक ग्लूकोज छोड़ने का संकेत देता है। जिगर अतिरिक्त ग्लूकोज को स्टोर करने में सक्षम है और ग्लूकोज होमियोस्टेसिस को बनाए रखने में मदद करने के लिए इसे जारी करता है।

क्रेब्स चक्र का मुख्य कार्य उन एंजाइमों को परिवर्तित करना है जिनका उपयोग इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला ऊर्जा उत्पन्न करने के लिए करती है। चक्र स्वयं निहित है कि यह लगातार दोहराए जाने वाले अनुक्रम में अपने घटक रसायनों का पुन: उपयोग करता है। एंजाइम NAD और FAD को उच्च-ऊर्जा अणुओं NADH और FADH. में बदल दिया जाता है₂ जो इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला को शक्ति प्रदान कर सकता है।

क्रेब्स चक्र निम्नलिखित चरणों से बना है:

1. ग्लाइकोलाइसिस के दौरान ग्लूकोज को विभाजित करके बनाए गए पाइरूवेट अणु कोशिका माइटोकॉन्ड्रिया में प्रवेश करते हैं जहां एक एंजाइम उन्हें चयापचय करता है एसिटाइल कोआ क्रेब्स चक्र शुरू करने के लिए।
2. एसिटाइल समूह चार-कार्बन ऑक्सालोएसेटेट के साथ मिलकर a. बनाता है सिट्रट.
3. साइट्रेट दो कार्बन अणुओं को खो देता है जिससे दो कार्बन डाइऑक्साइड अणु बनते हैं, टूटे हुए बंधों से ऊर्जा का उपयोग करके दो का उत्पादन करते हैं नाधी अणु।
4. एक ऑक्सालोएसेटेट अणु पुन: उत्पन्न होता है, जिससे एक. का उत्पादन होता है FADH₂ अणु और एक और NADH अणु।
5. oxaloacetate प्रतिक्रिया के एक नए क्रम की शुरुआत में अणु दूसरे चक्र के लिए उपलब्ध है।
6. NADH और FADH₂ अणु माइटोकॉन्ड्रिया की आंतरिक झिल्ली में चले जाते हैं जहां वे शक्ति देते हैं इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला.

में अपनी भूमिका के माध्यम से कोशिकीय श्वसनक्रेब्स चक्र ग्लूकोज होमियोस्टेसिस को प्रभावित करता है। ग्लूकोज चयापचय के नियमन के माध्यम से, यह शरीर में समग्र होमियोस्टेसिस में महत्वपूर्ण भूमिका निभा सकता है।

सेलुलर श्वसन के दौरान उत्पन्न होने वाले एंजाइम कोशिकाओं को होमियोस्टेसिस में रखने में मदद करते हैं।

क्रेब्स चक्र और आगे बढ़ने के लिए इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला के लिए एनएडी और एफएडी जैसे अणुओं की आवश्यकता होती है। अतिरिक्त एंजाइम सेल सिग्नलिंग के आधार पर क्रेब्स चक्र को तेज या धीमा कर देते हैं। कोशिकाएं असंतुलन को इंगित करने के लिए संकेत भेजती हैं और क्रेब्स चक्र से उन पदार्थों और चर के लिए होमोस्टैसिस को बनाए रखने में मदद करने का अनुरोध करती हैं जो इसे प्रभावित कर सकती हैं।

चूंकि क्रेब्स चक्र किसका हिस्सा है? चयापचय श्रृंखला जो कार्बन डाइऑक्साइड और पानी का उत्पादन करते समय ग्लूकोज और ऑक्सीजन का उपयोग करता है, चक्र इन चार पदार्थों के स्तर को प्रभावित कर सकता है और अन्य चयापचय कार्यों में समायोजन को ट्रिगर कर सकता है। उदाहरण के लिए, यदि चयापचय की उच्च दर की आवश्यकता होती है क्योंकि शरीर ज़ोरदार गतिविधि कर रहा है, तो कोशिकाओं में ऑक्सीजन का स्तर नीचे जा सकता है। धीमा क्रेब्स चक्र शरीर को अधिक तेजी से सांस लेने और हृदय को तेजी से पंप करने के लिए मजबूर करता है, जिससे कोशिकाओं को आवश्यक ऑक्सीजन मिलती है।

एक ही प्रकार का तंत्र भूख, प्यास या शरीर के तापमान को बढ़ाने या कम करने के प्रयासों जैसे ट्रिगर्स को प्रभावित कर सकता है। भूख और प्यास के कारण व्यक्ति को भोजन और पानी की तलाश करनी पड़ती है। कोई व्यक्ति जो बहुत गर्म महसूस करता है, वह पसीना बहाएगा, छाया की तलाश करेगा और कपड़ों की वस्तुओं को हटा देगा। कोई व्यक्ति जो ठंडा महसूस करता है, कांप जाएगा, गर्म स्थान की तलाश करेगा और कपड़ों की परतें जोड़ देगा।

सेल चयापचय में अपनी अनूठी भूमिका के माध्यम से, क्रेब्स चक्र होमियोस्टैसिस को बनाए रखने में मदद करता है शरीर में और व्यवहार को भी प्रभावित करता है।