Zelfs wanneer de omstandigheden in uw omgeving veranderen - zoals wanneer de temperatuur stijgt of u te weinig water hebt - werkt uw lichaam om een ​​stabiele interne evenwichtstoestand te handhaven, de zogenaamde homeostase. Veel verschillende mechanismen helpen om de homeostase te behouden. Op cel- en biochemisch niveau moeten je cellen sleutelpaden reguleren, zodat de moleculen die ze nodig hebben in de juiste hoeveelheden worden geproduceerd. Een voorbeeld van zo'n sleutelpad is de Krebs-cyclus.

Krebs-cyclus

Je cellen breken suiker af in de vorm van glucose voor energie. Ze beginnen met een ingewikkelde reeks stappen die uiteindelijk leidt tot de productie van een chemische stof genaamd acetyl-CoA. De twee-koolstofacetylgroep van acetyl-CoA wordt in de Krebs-cyclus gevoerd. Er zijn acht stappen, of chemische reacties, die plaatsvinden in de Krebs-cyclus, en de laatste reactie regenereert hetzelfde molecuul dat in de eerste stap wordt gebruikt, daarom vormt het pad een cyclus.

ATP-productie

De Krebs-cyclus speelt twee hoofdrollen bij het handhaven van de homeostase op cellulair niveau. De eerste hiervan is de productie van adenosinetrifosfaat of ATP. Elke rotatie van de Krebs-cyclus zet een twee-koolstofacetylgroep om van acetyl-CoA in kooldioxide, waarbij energie wordt verzameld in het proces dat wordt gebruikt om ATP te genereren. ATP wordt op zijn beurt brandstof die de cel nodig heeft voor allerlei andere reacties. Dus de eerste rol die de Krebs-cyclus speelt, is een indirecte: het levert chemische energie die de cel gebruikt om de homeostase te handhaven.

Regeling

Een andere belangrijke rol die de Krebs-cyclus speelt in homeostase is als bron van bouwstenen voor belangrijke moleculen in cellen. Chemische stoffen uit de cyclus dienen als de voorlopers van aminozuren, vetzuren en heem in hemoglobine. Om de cyclus voort te zetten, moeten deze chemicaliën natuurlijk worden bijgevuld. Typisch zijn reacties die chemicaliën uit de cyclus verwijderen en reacties die extra chemicaliën in de cyclus voeden evenwichtig, zodat de concentratie van deze chemicaliën min of meer constant blijft. Zogenaamde anaplerotische reacties leveren extra chemicaliën als de concentraties te laag worden om de cyclus in stand te houden.

Regeling

Regulering is essentieel voor homeostase. Het is belangrijk dat elke biochemische route alleen de benodigde hoeveelheid van een bepaalde chemische stof produceert, niet te veel of te weinig. De Krebs-cyclus wordt geregeld in meerdere stadia door zogenaamde negatieve feedback: wanneer het product van een reactie zich ophoopt, remt het de reactie. Andere signalen kunnen helpen om de cyclus te versnellen of te vertragen als dat nodig is. In spiervezels bijvoorbeeld, veroorzaakt een toename in calciumionenconcentratie spiercontractie. Diezelfde toename in calciumionenconcentratie zal ook twee belangrijke enzymen in de Krebs-cyclus activeren om de reactiesnelheid en dus de productie van ATP te verhogen.