معلومة

9.3C: تشوير الخلايا والأيض الخلوي - علم الأحياء


إن اندفاع الأدرينالين الذي يؤدي إلى زيادة توافر الجلوكوز هو مثال على زيادة التمثيل الغذائي.

أهداف التعلم

  • اشرح كيف يمكن تغيير التمثيل الغذائي الخلوي

النقاط الرئيسية

  • يؤدي تنشيط مستقبلات بيتا الأدرينالية في خلايا العضلات عن طريق الأدرينالين إلى زيادة AMP الدوري.
  • ينشط AMP الدوري PKA (بروتين كيناز أ) ، الذي يفسفر إنزيمين.
  • يعزز Phophorylation من أول إنزيم تحلل الجليكوجين عن طريق تنشيط GPK الوسيط الذي بدوره ينشط GP ، والذي يقوّض الجليكوجين إلى جلوكوز.
  • فسفرة الإنزيم الثاني ، سينثاز الجليكوجين (GS) ، يثبط قدرته على تكوين الجليكوجين من الجلوكوز.
  • يمنع تثبيط الجلوكوز لتكوين الجليكوجين دورة غير مجدية من تحلل الجليكوجين وتركيبه ، لذلك يتوفر الجلوكوز بعد ذلك للاستخدام من قبل خلية العضلات.

الشروط الاساسية

  • أحادي فوسفات الأدينوزين الدوري: cAMP ، رسول ثانٍ مشتق من ATP يشارك في تنشيط بروتين كينازات وينظم تأثيرات الأدرينالين
  • ادرينالين: (الأدرينالين) هرمون مشتق من الأحماض الأمينية تفرزه الغدة الكظرية استجابة للإجهاد.
  • بروتين كيناز أ: عائلة من الإنزيمات التي يعتمد نشاطها على المستويات الخلوية لـ cyclic AMP (cAMP)

زيادة التمثيل الغذائي الخلوي

نظرًا لأن بيئات معظم الكائنات الحية تتغير باستمرار ، يجب تنظيم تفاعلات التمثيل الغذائي بدقة للحفاظ على مجموعة ثابتة من الظروف داخل الخلايا. يسمح تنظيم التمثيل الغذائي أيضًا للكائنات الحية بالاستجابة للإشارات والتفاعل بنشاط مع بيئاتها. هناك مفهومان مرتبطان ارتباطًا وثيقًا مهمان لفهم كيفية التحكم في مسارات التمثيل الغذائي. أولا ، اللائحة من الإنزيم في المسار هو كيفية زيادة نشاطه وتقليله استجابة للإشارات. ثانياً ، مراقبةيمارس هذا الإنزيم تأثير هذه التغييرات في نشاطه على المعدل الإجمالي للمسار. على سبيل المثال ، قد يُظهر الإنزيم تغيرات كبيرة في النشاط (بمعنى آخر. يتم تنظيمه بشكل كبير) ، ولكن إذا كان لهذه التغييرات تأثير ضئيل على معدل مسار التمثيل الغذائي ، فإن هذا الإنزيم لا يشارك في التحكم في المسار.

تؤثر نتيجة أحد مسارات الإشارات هذه على خلايا العضلات وهي مثال جيد على زيادة التمثيل الغذائي الخلوي. يؤدي تنشيط مستقبلات بيتا الأدرينالية في خلايا العضلات عن طريق الأدرينالين إلى زيادة في أحادي فوسفات الأدينوزين الدوري (المعروف أيضًا باسم AMP الدوري أو cAMP) داخل الخلية. يُعرف الأدرينالين أيضًا باسم الأدرينالين ، وهو هرمون (تفرزه الغدة الكظرية المرتبطة بالكلى) والذي يعد الجسم لحالات الطوارئ قصيرة المدى. ينشط AMP الدوري PKA (بروتين كيناز أ) ، والذي بدوره يفسفر إنزيمين. يعزز الإنزيم الأول تحلل الجليكوجين عن طريق تنشيط وسيط الجليكوجين فسفوريلاز كيناز (GPK) الذي بدوره ينشط فوسفوريلاز الجليكوجين (GP) ، الذي يقوض الجليكوجين إلى جلوكوز. (تذكر أن جسمك يحول الجلوكوز الزائد إلى جليكوجين للتخزين على المدى القصير. عندما تكون هناك حاجة للطاقة ، يتم إعادة تحويل الجليكوجين بسرعة إلى جلوكوز.) فسفرة الإنزيم الثاني ، جليكوجين سينثيز (GS) ، يثبط قدرته على تكوين الجليكوجين من الجلوكوز. بهذه الطريقة ، تحصل الخلية العضلية على مجموعة جاهزة من الجلوكوز عن طريق تنشيط تكوينها عن طريق تحلل الجليكوجين وعن طريق تثبيط استخدام الجلوكوز لتكوين الجليكوجين ، وبالتالي منع دورة غير مجدية من تحلل الجليكوجين وتكوينه. يتوفر الجلوكوز بعد ذلك للاستخدام من قبل الخلية العضلية استجابةً للاندفاع المفاجئ في الأدرينالين - رد الفعل "القتال أو الهروب".