Anche quando le condizioni dell'ambiente circostante cambiano, ad esempio quando la temperatura aumenta o si esaurisce l'acqua, il corpo lavora per mantenere uno stato stabile di equilibrio interno chiamato omeostasi. Molti meccanismi diversi aiutano a mantenere l'omeostasi. A livello cellulare e biochimico, le cellule hanno bisogno di regolare le vie chiave in modo che le molecole di cui hanno bisogno siano prodotte nelle quantità appropriate. Uno di questi passaggi chiave è il ciclo di Krebs.
Ciclo di Krebs
Le tue cellule abbattono lo zucchero sotto forma di glucosio per produrre energia. Iniziano attraverso una complicata serie di passaggi che alla fine portano alla produzione di una sostanza chimica chiamata acetil-CoA. Il gruppo acetilico a due atomi di carbonio dell'acetil-CoA viene alimentato nel ciclo di Krebs. Ci sono otto fasi, o reazioni chimiche, che si verificano nel ciclo di Krebs, e l'ultima reazione rigenera la stessa molecola che viene utilizzata nella prima fase, motivo per cui la via forma un ciclo.
Produzione ATP
Il ciclo di Krebs svolge due ruoli chiave nel mantenimento dell'omeostasi a livello cellulare. Il primo di questi è la produzione di adenosina trifosfato, o ATP. Ogni rotazione del ciclo di Krebs converte un gruppo acetilico a due atomi di carbonio da acetil-CoA a anidride carbonica, raccogliendo energia nel processo che viene utilizzato per generare ATP. A sua volta, l'ATP diventa combustibile di cui la cellula ha bisogno per tutti i tipi di altre reazioni. Quindi il primo ruolo del ciclo di Krebs è indiretto: fornisce energia chimica che la cellula usa per mantenere l'omeostasi.
Regolamento
Un altro ruolo chiave che il ciclo di Krebs gioca nell'omeostasi è come fonte di elementi costitutivi per importanti molecole nelle cellule. I prodotti chimici del ciclo fungono da precursori degli amminoacidi, degli acidi grassi e dell'eme nell'emoglobina. Affinché il ciclo continui, queste sostanze chimiche devono naturalmente essere reintegrate. Tipicamente le reazioni che rimuovono le sostanze chimiche dal ciclo e le reazioni che alimentano altre sostanze chimiche nel ciclo sono in equilibrio, quindi la concentrazione di queste sostanze chimiche rimane più o meno costante. Le cosiddette reazioni anaplerotiche forniscono sostanze chimiche aggiuntive se le concentrazioni sono troppo basse per mantenere il ciclo in corso.
Regolamento
La regolazione è fondamentale per l'omeostasi. È importante che ogni percorso biochimico produca solo la quantità necessaria di una determinata sostanza chimica, né troppo né troppo poco. Il ciclo di Krebs è regolato a più stadi attraverso il cosiddetto feedback negativo: quando il prodotto di una reazione si accumula, inibisce la reazione. Altri segnali possono aiutare ad accelerare o rallentare il ciclo secondo necessità. Nelle fibre muscolari, ad esempio, un aumento della concentrazione di ioni di calcio innesca la contrazione muscolare. Lo stesso aumento della concentrazione di ioni di calcio attiverà anche due enzimi chiave nel ciclo di Krebs per aumentare la velocità di reazione e quindi la produzione di ATP.
