Kemiske reaktioner, der kræves for at opretholde homeostase

Homeostase er en tilstand af intern stabilitet i kroppen. Homeostase henviser også til den proces, hvor en organisme opretholder balance mellem ting som kropstemperatur, vandniveauer og saltniveauer. Mange kemiske reaktioner sker for at opretholde homeostase. Hormoner skal fremstilles ved at bryde andre molekyler. Saltioner skal absorberes fra den mad, der spises eller opbevares i knogler. Muskler har brug for at producere varme for at varme kroppen.

Langt størstedelen af ​​enzymer, der får kemiske reaktioner til at ske inden i en celle, bruger et energimolekyle kaldet adenosintrifosfat (ATP) - "tri" betyder, at der er tre phosphatmolekyler på det. ATP er som et genopladeligt batteri. ATP kan opdeles i adenosindiphosphat (ADP) - "di" betyder, at der er to fosfater - og et enkelt fosfat (P) -molekyle. Når det er opdelt i ADP og P, frigiver ATP energi, der giver enzymerne magten til at bryde eller fremstille molekyler. Homeostase opretholdes af mange cellulære processer, der kræver ATP. Bortset fra enzymer er mærke- og brydningsbindinger, andre proteiner, der bruger ATP, inkluderer proteinpumper, der flytter salte over en membran.

D-vitamin er et hormon, der hjælper med at opretholde calciumhomeostase; det vil sige korrekte calciumniveauer i kroppen. Det skal laves via flere kemiske reaktioner, før det kan påvirke homeostase. Det kommer fra kolesterol i huden, som ændrer form, når det rammes af sollys. Denne forløber for D-vitamin går derefter til leveren, hvor den modificeres. Endelig går det til nyrerne, hvor det modificeres igen til at blive den aktive form for D-vitamin. Den aktive form har en helt anden struktur end kolesterol, med ekstra kemiske dele tilføjet her og der. Flere enzymer er nødvendige for at fremstille aktivt D-vitamin, som kaldes 1,25-hydroxy-vitamin D.

Calciumhomeostase indebærer også at tage calcium ud af blodet og ikke kun absorbere det fra mad i blodet. Menneskeligt blod kan ikke have for meget eller for lidt calcium, så overskydende calcium lagres inde i knoglerne. Processen med deponering af calciumioner i knoglevæv er en kemisk reaktion, der sker regelmæssigt. Calcium eksisterer som en kation (udtalt cat-eye-on), hvilket betyder at den har en positiv elektrisk ladning. I knogler opbevares calcium som calciumhydroxyapatit, hvilket betyder at det er bundet til negativt ladede molekyler kaldet fosfater. Når cellen ønsker at tage calcium ud af blodet og opbevare det i knogler, spytter knogleceller fosfatmolekyler omkring dem, hvilket tiltrækker de positivt ladede calciumioner. Calciet binder til fosfatet og danner krystaller.

Når den menneskelige krop bliver for kold, opretholder den temperatur homeostase ved at producere varme for at varme sig selv op. Den menneskelige krop kan øge sin indre temperatur ved at skabe varme i skeletmuskelceller og brune fedtceller. Disse celler indeholder mange mitokondrier, som er poser i en celle, der producerer ATP-molekyler. Mitokondrier fremstiller ATP ved først at opbevare masser af brintioner i et rum og derefter lade disse ioner naturligt strømme ind i et andet rum - som vand, der strømmer gennem en dæmning. Denne strøm genererer strøm, der bruges til at danne nye ATP-molekyler. Dog produceres varme, når hydrogenioner strømmer på denne måde. Kroppen varmer op ved at fortælle cellerne, at de med vilje forårsager lækager i mitokondrier, så flere brintioner strømmer. Mange kemiske reaktioner skal finde sted for at dette kan ske. Disse reaktioner er en del af det, der kaldes cellulær respiration.