Хормонални регулиране на метаболитни процеси - биология

За нормалното функциониране на комплекс организъм, като например човек, е необходимо, наред с други неща, координация между множество възможни метаболитни реакции. Скоростта на всяка от тези реакции трябва да се увеличава или намалява в отговор на някои промени в околната среда. Някои от тези стойности се определят от ензимни кинетични свойства: те се повиши или понижи според промените в концентрациите на субстрати и кофактори. Например, глюкозо-6-фосфат може да се превърне в черния дроб до глюкоза 1-фосфат, фруктоза 6-фосфат, 6-phosphogluconic киселина или свободна глюкоза; всяка от тези реакции се катализира ензим, и скоростта на всеки от тях зависи от афинитета на съответния ензим до глюкоза-6-фосфат и максималната скорост на ензимната реакция при пълно насищане на ензима субстрат. Самото промяната в концентрацията на глюкоза-6-фосфат ще доведе не само до скорост на преплъзване метаболитни реакции, но също така и до промяна на посоката на обменните процеси. При ниски концентрации на глюкоза-6-фосфат субстрат е наситен само един ензим - глюкоза-6-фосфат дехидрогеназа (с най-висок афинитет към основата) и е на разположение в малко количество глюкоза 6-фосфат се превръща почти цялата 6-phosphogluconic киселина. На този ниска концентрация на субстрат на глюкозо-6-фосфатаза, афинитета на което за него е много малък, е малко вероятно да се действа на всички, и само една малка част от глюкозо-6-фосфат може да се превърне в свободна глюкоза. При високи концентрации на глюкоза-6-фосфат, когато всички ензими са наситени със субстрати, посоката на метаболитни процеси ще се определя съотношението на максималните скорости на реакцията на всички четири ензими. Тъй като максималната скорост на реакцията, катализирана от глюкоза-6-фосфатаза е особено голяма, когато високи концентрации на глюкоза-6-фосфат, по-голямата част ще бъдат преобразувани в глюкоза.
В допълнение към субстрат и коензима концентрации на активността на много ензими също са засегнати от присъствието на други молекули. Например, adenylic киселина (AMP) се увеличава, и АТР инхибира фосфофруктокиназа активност, която превръща фруктоза 6-фосфат до фруктоза 1,6-бифосфат. В същото време fruktozodifosfatazy AMP инхибира активността - ензим катализира преобразуване фруктоза 1,6-бифосфат до фруктоза 6-фосфат. Обратният ефект на AMP на ензима, тези две избягва едновременното действие на двете от тях, което би довело до загуба на АТР в резултат на цикличен хидролиза. Тези и други подобни взаимодействия, които променят активността на ензимите, са много сложни, а разглеждането им не е част от нашите задачи; Ние говорим за тях, само за да даде представа за разнообразието от вътреклетъчни механизми, които могат да регулират метаболитните процеси.
Тези регулаторни фактори определят от свойствата на самите ензими и промяна на тяхната активност от метаболити насложени ефект на друг вид, поради специфичните хормони. Някои хормони - тироксин, инсулин, хормон на растежа, и кортизол - се имат дълбок ефект върху метаболизма на голямо разнообразие от тъкани; В допълнение, те са включени в координирането между много метаболитни реакции, които могат да възникнат в тези тъкани.
Повечето гръбначни, например, не може да се постигне размер и форма, характерни за нормалните възрастни индивиди, без тироксин. Очевидно, растежа на костите се регулира от действието на тироксин и хормон на растежа. Добре известен с ролята на тироксин в регулацията на метаморфоза в земноводни; в други гръбначни животни, този хормон също влияе на растежа и диференциацията, въпреки че по-малко изрично. Тироксин и трийодтиронин увеличи общата интензивността на метаболизма и консумацията на кислород в почти всички органи и тъкани на тялото. Има данни за повече от 100 ензими, чиято дейност се увеличава след въвеждането на тироксин. Тъй тироксин увеличава консумацията на кислород и кислород се използва главно в митохондриите, естествено се предполага, че основният ефект на тироксин е да променят структурата и функцията на митохондриите. И, всъщност, изолирани митохондрии под влиянието на този хормон да се подуват. Високите концентрации на тироксин може да предизвика "изключване" на дишането и фосфорилиране процеси, така че се освобождава енергия под формата на топлина, отколкото се съхранява под формата на облигации високо енергийни фосфат (