Регуляция обмена веществ
Обычно в метаболическом пути есть реакция, протекающая значительно медленнее, чем все другие реакции данного пути, — это лимитирующая стадия. Лимитирующая стадия определяет общую скорость превращения исходного вещества в конечный продукт метаболической цепи. Часто фермент, катализирующий лимитирующую реакцию, является регуляторным ферментом: его активность может изменяться при действии клеточных ингибиторов и активаторов, или может изменяться количество фермента в результате индукции или репрессии сто синтеза.
- Регуляция обмена.
В разветвленных метаболических системах регуляторные ферменты обычно катализируют первую реакцию в месте разветвления, например реакции b -+ с или b -+ i на рис. 6.5. Этим обеспечивается возможность независимой регуляции каждой ветви метаболической системы.Многие реакции метаболизма обратимы; направление их протекания в живой клетке определяется расходованием продукта в последующей реакции или удалением продукта из сферы реакции, например, путем экскреции (рис. 6.5). При изменениях состояния организма (прием пищи, переход от покоя к двигательной активности и др.) концентрации метаболитов в организме изменяются, т. е. устанавливается новое стационарное состояние.
При постоянных условиях среды многие характеристики организма сохраняются неизменными. В частности, это относится к концентрации ряда метаболитов в клетках и внеклеточных жидкостях. Например, измеряя у одного и того же человека концентрацию глюкозы в крови в одинаковых условиях (после ночного сна, до завтрака), мы обнаружим, что она день за днем, месяц за месяцем остается практически постоянной (или изменяется в узких пределах). Средние значения этих концентраций (с указанием пределов колебаний) служат одной из характеристик нормы. При болезнях стационарные концентрации метаболитов изменяются, причем эти изменения часто бывают специфичными для той или иной болезни. На этом основаны многие биохимические методы лабораторной диагностики болезней.
Такое постоянство многих свойств организма называют гомеостазом. Гомеос-таз поддерживается действием специальных регуляторных механизмов.
Однако еще более, чем гомеостаз, характерны для организма изменения ряда параметров, происходящие в определенном направлении и имеющие определенную величину.