Регуляція обміну речовин та енергії — сукупність рівнево організованих біохімічних й фізіологічних процесів, що здійснюють пристосування обміну речовин й енергії до потреб організму.
На молекулярному рівні організації організму людини відбувається генетична регуляція, що визначає синтез ферментів. Регуляція на рівні генів веде до збільшення чи зменшення концентрації тих чи інших ферментів шляхом впливу на активність ферментних генів регуляторних білків-індукторів чи репресорів. Цей тип регуляції обміну речовин вирізняється високою специфічністю, але сам процес відбувається повільно (зазвичай годинами).
Клітинна регуляція ґрунтується на особливостях взаємодії ферменту і субстрату. За наявності субстрату клітина синтезує фермент, за відсутності — припиняє синтез. Окрім того, активність ферментів у клітинах залежить від умов, в яких діє фермент, а саме від рН середовища, температури, концентрації як ферменту, так і субстрату. Наприклад, накопичення кислих продуктів реакції може сповільнити швидкість біокаталітичної реакції.
Гуморальна регуляція обміну речовин на рівні організму полягає в дії гормонів на активність ферменту або на діяльність тканин та органів. Наприклад, тиреотропний гомон гіпофіза впливає на щитоподібну залозу, яка може секретувати більше чи менше тироксину, що веде до прискорення чи сповільнення обміну речовин. Гуморальна регуляція обміну речовин має повільну регулювальну дію, і її прояви підпорядковані нервовій системі. Регулювальна дія гормонів є різнобічною і може бути реалізована через активацію й пригнічення ферментів, біосинтезу білків, зміну проникності клітинних мембран тощо. Гормони беруть важливу участь як у терміновій регуляції, так і у тривалій регуляції (адаптації) обміну речовин до умов середовища, кількості та якості вживаної їжі, регуляції надходження і засвоєння кількості рідини та електролітів в організмі. Після реалізації своїх функцій відбувається руйнування гормонів. Невелика частина залишків гормональних продуктів може знову ресинтезуватись у гормони, але більша їх частина піддається незворотному катаболізму. Видалення гормонів та їхніх метаболітів здійснюється переважно із сечею й жовчю.
Найвищим рівнем регуляції обміну речовин в організмі людини є нервова регуляція. Контроль за обміном речовин й перетворенням енергії належить до інтегративних процесів, що регулюються гіпоталамусом. Крім центрів голоду, ситості й спраги, центрів, що регулюють обмін білків, вуглеводів, ліпідів, водно-сольовий обмін, у гіпоталамусі розміщений і центр терморегуляції. Вони поєднані в один інтегративний центр, який регулює усі ці процеси. Найчастіше нервова система свою регуляторну функцію здійснює через ендокринну систему. Яскравим прикладом цього зв'язку є вплив емоцій на обмін речовин. Нервова регуляція обміну речовин перебуває також під контролем кори великого мозку, тому людина може свідомо й швидко впливати на процеси харчування й чинники, від яких залежить обмін речовин. Така регулювальна дія кори головного мозку називається кортикальною регуляцією.
Нервова регуляція обміну речовин здійснюється трьома шляхами:
- виділенням нейромедіаторів — біологічно активних речовин, за допомогою яких передаються імпульси з нейронів через синапси (наприклад, серотонін, адреналін, гістамін, ацетилхолін);
- зміною концентрації йонів, що активують або сповільнюють дію ферментів;
- за допомогою впливів на ендокринні залози (наприклад, дія гіпоталамуса. через гіпофіз на ендокринні залози).
Регуляція обміну речовин в організмі людини здійснюється на різних рівнях його організації.
Джерела:
Біологія і екологія (рівень стандарту): підруч. для 10 кл. закл. заг. серед. освіти / В. І. Соболь. – Кам’янець-Подільський : Абетка, 2018. с. 133-134.