Регуляция и контроль метаболизма

Метаболизм в организме человека происходит двумя путям:

  • анаболизм (ассимиляция) – синтез сложных веществ из простых молекул, в процессе которого организм «тратит» свои энергетические ресурсы;
  • катаболизм (диссимиляция) – распад сложных соединений на более простые элементы, в результате которого выделяется определенное количество энергии.

Эти два процесса являются зависимыми и взаимосвязанными компонентами метаболизма. Их объединяют местные и временные связи. Для сохранения равновесия между антагонистическими реакциями в организме человека существует ряд регуляторных систем, которые поддерживают постоянный состав внутриклеточной среды. Эта способность в медицине обозначается термином «гомеостаз». Все органы, ткани и клетки определенным образом реагируют на изменения внешней и внутренней среды. На молекулярном уровне адаптация происходит за счет ряда ферментативных реакций.

Выделяют несколько видов регуляторных механизмов:

  • регуляция скорости поступления метаболитов внутрь клетки;
  • регуляция продукции ферментов методом их супрессии или индукции;
  • регуляция активности уже существующих ферментов.

Ферменты, как основные вещества, регулирующие обмен веществ, обладают определенной активностью. Есть три уровня, которые влияют на свойства энзимов:

  1. Транскрипция – процесс синтеза белка (ключевого компонента фермента) на основе кодирующего гена. Этот процесс может контролироваться гормонами, метаболитами.
  2. Взаимопревращение неактивных форм ферментов в активные.
  3. Модуляция лигандами (субстратом, конечным продуктом реакций, коферментами и другими эффекторными веществами). Например, инсулин выделяется в кровь при поступлении глюкозы. Для связывания лишней глюкозы синтезируется гликоген. Данная реакция контролируется двумя ключевыми ферментами – фосфорилазой и гликогенсинтетазой. Последний фермент участвует в синтезе гликогена и активируется при повышении инсулина в крови.

Каждая клетка в человеческом организме выполняет свою специфическую функцию, но для работы целой системы между тканями существует сложная связь. Для координации функции целой системы существует две регулирующие системы: нервная и гуморальная. Именно эти органы в первую очередь реагируют на изменение среды. Третьей системой, которая выполняет роль трансфера, является кровеносное русло.

Show More