Krebs Döngüsü ve Homeostaz

Alman-İngiliz biyokimyacı Hans Adolf Krebs'in adını taşıyan Krebs döngüsü, hücresel metabolizmanın önemli bir parçasıdır.

Hücreler büyümek ve vücuttaki işlevlerini yerine getirmek için enerji üretmek için glikozu metabolize etmek zorundadır. Daha sonra bu enerjiyi vücudun ihtiyaç duyduğu organik molekülleri sentezlemek ve vücuttaki hareket gibi belirli işlevler için kullanabilirler. Kas hücreleri veya midede sindirim. 1937'de Krebs, bu metabolik sürecin büyük bir bölümünü oluşturan sitrik asit döngüsü olarak da bilinen Krebs döngüsü reaksiyonunu keşfetti.

Glikoz moleküllerinin parçalanması ve metabolize edilmesi sırasında hücreler, sıcaklık, kalp atışı ve solunum gibi birçok vücut değişkeninin sabit seviyelerde tutulmasını sağlamalıdır. homeostaz Hücrelerin vücudun güvenli sınırlar içinde düzgün çalışmasını sağlamak için hormonların, enzimlerin ve metabolizmanın etkilerini düzenlediği süreci tanımlar.

Bir parçası olarak glikoz metabolizması, Krebs döngüsünün düzenlenmesi, hücrelerin homeostazına yardımcı olur.

Gelişmiş organizmalar besinleri alır ve normal aktivitelerini sürdürebilmeleri için metabolize eder. Metabolik enerjinin ana kaynağı, oksijen varlığında glikozun karbondioksit ve suya parçalanmasıdır.

Homeostazı sürdürmek için glikoz, oksijen ve metabolik ürünlerin seviyelerinin hepsinin sıkı bir şekilde düzenlenmesi gerekir. Dahil olmak üzere metabolik sürecin her adımı Krebs döngüsü adımları, kontrol ettiği organik maddeleri düzenlemeye yardımcı olur.

Ana metabolik adımlar şunları içerir:

• Sindirim

1. Yiyecekler ağız boşluğuna verilir. Karbonhidratların parçalanması tükürük ile başlar.
2. Yutulan yiyecekler mideye girer. Mide suları yiyecekleri daha da sindirir.
3. Kompleks karbonhidratlar glikoza parçalanır ve bağırsaklardaki diğer yan ürünler. Glikoz, bağırsak duvarları tarafından emilir ve kan dolaşımına girer.

• Hücresel solunum

1. Akciğerlerden gelen oksijen ve bağırsaklardan gelen glikoz ile kan, oksijen ve glikozun tek tek hücrelere yayıldığı kılcal damarlara pompalanır.
2. Her hücrenin içinde kimyasal bir reaksiyon adı verilen glikoliz glikoz moleküllerini parçalayarak enzimler ve enerji taşıyan moleküller üretir. ATP (adenosin trifosfat).
3. Krebs döngüsü adımları ek enzimler, daha fazla ATP ve karbon dioksit üretmek için glikoliz tarafından üretilen enzimlerden bazılarını kullanın.
4. Glikoliz ve Krebs döngüsü tarafından üretilen enzimler elektron taşıma zinciri ve çok sayıda ATP molekülü üretir. Nihai hidrojen reaksiyon ürünleri, su oluşturmak için oksijen ile birleşir.

• Eliminasyon

1. Karbondioksit ve su hücrelerden kan dolaşımına yayılır ve damarlar yoluyla kalbe geri gönderilir.
2. Kan akciğerlere pompalanır karbondioksiti yok et ve böbrekler aracılığıyla fazla suyu ortadan kaldırmak.

Her adım için vücut, organları ve hücreleri, sıcaklık, glikoz seviyeleri ve kan basıncı gibi vücut değişkenlerini normal seviyelerde sabit tutmak zorundadır. Bu homeostatik düzenleme, metabolizmanın her aşamasının ilerlemesi için gerekli olan hormonların ve enzimlerin etkisi ile kontrol edilir.

Belirli bir maddeden çok fazla veya çok az varsa, bir enzim, homeostaz tekrar sağlanana kadar karşılık gelen metabolik adımları hızlandırır veya yavaşlatır.

glikoz hücresel solunum için temel girdidir ve yan ürünleri Krebs döngüsünde kullanılır. Kandaki glikoz seviyesi sıkı bir aralıkta kontrol edilmelidir. Hücrelere yeterli miktarda glikoz ulaşmadığında, hücreler artık hücresel solunumu ve Krebs döngüsünü enerji kaynağı olarak kullanamayacaklardır. Bunun yerine, yağları ve hatta kas dokusunu parçalamaya başlayabilirler.

Kanda çok fazla glikoz olması da zararlı olabilir. İlk olarak, vücut fazla glikozu böbreklerdeki kandan uzaklaştırarak ve idrar yoluyla atarak kurtulmaya çalışır. Aşırı idrara çıkma vücudu kurutur ve kandaki glikoz konsantrasyonunu arttırır. Glikoz seviyesi çok yükselirse, kişi komaya girebilir.

Glikoz regülasyonu pankreas tarafından kontrol edilir.

Kandaki glikoz seviyesi çok yüksekse, pankreas kan dolaşımına insülin salgılar. İnsülin, hücrelerde glikoz kullanımını teşvik eder ve hücresel solunuma yardımcı olur. Kandaki glikoz seviyesi daha sonra azalır. Glikoz seviyesi çok düşükse, pankreas karaciğere daha fazla glikoz salması için sinyal verir. Karaciğer fazla glikozu depolayabilir ve glikoz homeostazının korunmasına yardımcı olmak için serbest bırakır.

Krebs döngüsünün ana işlevi, elektron taşıma zincirinin enerji üretmek için kullandığı enzimleri dönüştürmektir. Döngü, kendisini oluşturan kimyasalları sürekli tekrar eden bir sırayla yeniden kullandığından bağımsızdır. NAD ve FAD enzimleri, yüksek enerjili moleküller NADH ve FADH'ye değiştirilir.₂ elektron taşıma zincirine güç sağlayabilir.

Krebs döngüsü aşağıdaki adımlardan oluşur:

1. Glikoliz sırasında glikozun parçalanmasıyla oluşturulan piruvat molekülleri, bir enzimin onları metabolize ettiği hücre mitokondrisine girer. asetil CoA Krebs döngüsünü başlatmak için.
2. Asetil grubu, bir dört karbonlu oksaloasetat ile birleşerek bir sitrat.
3. Sitrat iki karbon molekülünü kaybederek iki karbon dioksit molekülü oluşturur, bu da kırık bağlardan gelen enerjiyi kullanarak iki NADH moleküller.
4. Bir oksaloasetat molekülü rejenere edilir ve bir FADH₂ molekül ve bir başka NADH molekülü.
5. oksaloasetat molekül, yeni bir reaksiyon dizisinin başlangıcında başka bir döngü için kullanılabilir.
6. NADH ve FADH₂ Moleküller mitokondrinin iç zarına göç eder ve burada elektron taşıma zinciri.

rolü sayesinde hücresel solunum, Krebs döngüsü glikoz homeostazını etkiler. Glikoz metabolizmasının düzenlenmesi yoluyla, vücuttaki genel homeostazda önemli bir rol oynayabilir.

Hücresel solunum sırasında üretilen enzimler, hücrelerin homeostazda kalmasına yardımcı olur.

Krebs döngüsü ve elektron taşıma zincirinin devam etmesi için NAD ve FAD gibi moleküllere ihtiyaç vardır. Ek enzimler, hücre sinyaline bağlı olarak Krebs döngüsünü hızlandırır veya yavaşlatır. Hücreler, bir dengesizliği belirtmek için sinyaller gönderir ve etkileyebileceği maddeler ve değişkenler için homeostazın korunmasına yardımcı olmak için Krebs döngüsünü talep eder.

Krebs döngüsü, döngünün bir parçasını oluşturduğundan metabolik zincir Karbondioksit ve su üretirken glikoz ve oksijen kullanan döngü, bu dört maddenin seviyelerini etkileyebilir ve diğer metabolik işlevlerde ayarlamaları tetikleyebilir. Örneğin, vücut yorucu bir faaliyette bulunduğu için yüksek bir metabolizma hızı gerekiyorsa, hücrelerdeki oksijen seviyeleri düşebilir. Yavaşlayan bir Krebs döngüsü, vücudu daha hızlı nefes almaya ve kalbi daha hızlı pompalamaya zorlayarak hücrelere gerekli oksijeni sağlar.

Aynı tür mekanizma, açlık, susuzluk veya vücut ısısını yükseltme veya düşürme girişimleri gibi tetikleyicileri etkileyebilir. Açlık ve susuzluk bireyin yiyecek ve su aramasına neden olur. Kendini çok sıcak hisseden biri terler, gölge arar ve giysileri çıkarır. Üşüyen biri titreyecek, sıcak bir yer arayacak ve giysi katmanları ekleyecektir.

Hücre metabolizmasındaki benzersiz rolü sayesinde, Krebs döngüsü, homeostazın korunmasına yardımcı olur vücutta ve davranışları da etkiler.