Welche Bedeutung hat das Gleichgewicht in einer Zelle?

Wenn Sie “Gleichgewicht” sagen, meinen Sie “elektrochemisches Gleichgewicht” oder “homöostatisches Gleichgewicht”?

Zuerst werde ich annehmen, dass wenn Sie “Gleichgewicht” sagen, Sie elektrochemisches Gleichgewicht meinen.

Die Existenz eines elektrochemischen Gleichgewichts in einer Zelle ist sehr wichtig. In erster Linie kommt ein großer Teil der Osmolarität der Zelle aus dem im Zytoplasma gelösten Na, K und Cl. Diese streng kontrollierte Osmolarität erlaubt der Zelle, gerade genug Wasser aus ihrer Umgebung für ideale zelluläre Funktion zu absorbieren, aber nicht ein bisschen mehr. Ionen werden auch verwendet, um nützliche Funktionen für die Zelle durchzuführen. Zum Beispiel ist Natrium (Na) im Allgemeinen in der extrazellulären Umgebung häufiger vorhanden. Der Unterschied in der Na-Konzentration wird vom Na / Glukose-Co-Transporter genutzt, um Glukose zusammen mit Natrium in die Zelle zu bringen. Die Na / K-ATPase verwendet dann chemische Energie in Form von ATP, um mehr Na außerhalb der Zelle zu pumpen und den Konzentrationsgradienten stabil zu halten.

Wenn Sie aber eigentlich Gleichgewicht im allgemeinen chemischen Gleichgewicht, also “Homöostase”, meinen, dann ist es in erster Linie die kontrollierte Umgebung, den zelleigenen Stoffwechsel besser kontrollieren zu können. Zum Beispiel ist der primäre cytoplasmatische Elektronenträger der eukaryotischen Zelle NAD + / NADH. Es gibt Tausende von Reaktionen, die mit diesem Paar von Chemikalien zusammenhängen. Ein genau ausgewogenes Verhältnis von NAD + zu NADH ist erforderlich, um zu verhindern, dass diese gekoppelten Reaktionen zu langsam oder zu schnell ablaufen. Die Zelle kann zum Beispiel dieses Verhältnis regulieren, indem sie den Zitronensäurezyklus (der NADH aus NAD + erzeugt) und die mitochondirale Elektronentransportkette (m-ETC, die NAD aus NADH erzeugt) verlangsamt oder beschleunigt. Es gibt viele Beispiele für streng regulierte chemische Spezies wie dieses Paar in der Zelle, aber der ultimative Zweck besteht einfach darin, zu verhindern, dass der Stoffwechsel außer Kontrolle gerät.

Die Geschwindigkeiten der Enzyme, aus denen die Maschinerie der Zelle besteht, reagieren auf sich ändernde Reaktanten- und Produktkonzentrationen und eine ausgewogene Mischung ist notwendig, um sicherzustellen, dass alles mit der Geschwindigkeit läuft, die es benötigt, um zu laufen.