Απαιτούνται χημικές αντιδράσεις για τη διατήρηση της ομοιόστασης

Η ομοιόσταση είναι μια κατάσταση εσωτερικής σταθερότητας μέσα στο σώμα. Η ομοιόσταση αναφέρεται επίσης στη διαδικασία κατά την οποία ένας οργανισμός διατηρεί την ισορροπία πραγμάτων όπως η θερμοκρασία του σώματος, τα επίπεδα νερού και τα επίπεδα αλατιού. Πολλές χημικές αντιδράσεις συμβαίνουν προκειμένου να διατηρηθεί η ομοιόσταση. Οι ορμόνες πρέπει να παρασκευάζονται με διάσπαση άλλων μορίων. Τα ιόντα αλατιού πρέπει να απορροφηθούν από τα τρόφιμα που τρώγονται ή αποθηκεύονται στα οστά. Οι μύες πρέπει να παράγουν θερμότητα για να ζεσταθεί το σώμα.

Η συντριπτική πλειοψηφία των ενζύμων που προκαλούν χημικές αντιδράσεις μέσα σε ένα κύτταρο χρησιμοποιούν ένα ενεργειακό μόριο που ονομάζεται τριφωσφορική αδενοσίνη (ATP) - «tri» σημαίνει ότι υπάρχουν τρία μόρια φωσφορικών. Το ATP είναι σαν μια επαναφορτιζόμενη μπαταρία. Το ATP μπορεί να χωριστεί σε διφωσφορική αδενοσίνη (ADP) - το "di" σημαίνει ότι υπάρχουν δύο φωσφορικά άλατα - και ένα μόριο φωσφορικού (Ρ) μορίου. Όταν διασπάται σε ADP και P, το ATP απελευθερώνει ενέργεια που δίνει στα ένζυμα τη δύναμη να σπάσουν ή να δημιουργήσουν μόρια. Η ομοιόσταση διατηρείται από πολλές κυτταρικές διεργασίες που απαιτούν ATP. Εκτός από τα ένζυμα που δημιουργούν και διαλύουν τους δεσμούς, άλλες πρωτεΐνες που χρησιμοποιούν ATP περιλαμβάνουν αντλίες πρωτεΐνης που μετακινούν άλατα σε μια μεμβράνη.

Η βιταμίνη D είναι μια ορμόνη που βοηθά στη διατήρηση της ομοιόστασης του ασβεστίου. δηλαδή, τα κατάλληλα επίπεδα ασβεστίου στο σώμα. Πρέπει να γίνει μέσω πολλαπλών χημικών αντιδράσεων προτού επηρεάσει την ομοιόσταση. Προέρχεται από χοληστερόλη στο δέρμα, η οποία αλλάζει σχήμα όταν χτυπηθεί από το φως του ήλιου. Αυτός ο πρόδρομος της βιταμίνης D στη συνέχεια πηγαίνει στο ήπαρ όπου τροποποιείται. Τέλος, πηγαίνει στα νεφρά όπου τροποποιείται ξανά για να γίνει η ενεργή μορφή της βιταμίνης D. Η ενεργή μορφή έχει μια εντελώς διαφορετική δομή από τη χοληστερόλη, με επιπλέον χημικά μέρη που προστίθενται εδώ και εκεί. Απαιτούνται πολλαπλά ένζυμα για την παραγωγή ενεργού βιταμίνης D, η οποία ονομάζεται 1,25-υδροξυ βιταμίνη D.

Η ομοιόσταση ασβεστίου περιλαμβάνει επίσης τη λήψη ασβεστίου από το αίμα και όχι την απορρόφηση από το φαγητό στο αίμα. Το ανθρώπινο αίμα δεν μπορεί να έχει πάρα πολύ ή πολύ λίγο ασβέστιο, έτσι το υπερβολικό ασβέστιο αποθηκεύεται μέσα στα οστά. Η διαδικασία εναπόθεσης ιόντων ασβεστίου στον ιστό των οστών είναι μια χημική αντίδραση που συμβαίνει τακτικά. Το ασβέστιο υπάρχει ως κατιόν (προφέρεται cat-eye-on), που σημαίνει ότι έχει θετικό ηλεκτρικό φορτίο. Στα οστά, το ασβέστιο αποθηκεύεται ως υδροξυαπατίτης ασβεστίου, που σημαίνει ότι δεσμεύεται σε αρνητικά φορτισμένα μόρια που ονομάζονται φωσφορικά άλατα. Όταν το κύτταρο θέλει να πάρει ασβέστιο από το αίμα και να το αποθηκεύσει στα οστά, τα κύτταρα των οστών φτύνουν φωσφορικά μόρια γύρω τους, τα οποία προσελκύουν τα θετικά φορτισμένα ιόντα ασβεστίου. Το ασβέστιο συνδέεται με το φωσφορικό και σχηματίζει κρυστάλλους.

Όταν το ανθρώπινο σώμα κρυώσει πολύ, διατηρεί την ομοιόσταση της θερμοκρασίας παράγοντας θερμότητα για να θερμανθεί. Το ανθρώπινο σώμα μπορεί να αυξήσει την εσωτερική του θερμοκρασία κάνοντας θερμότητα στα κύτταρα των σκελετικών μυών και τα καφέ λιπώδη κύτταρα. Αυτά τα κύτταρα περιέχουν πολλά μιτοχόνδρια, τα οποία είναι θύλακες εντός ενός κυττάρου που παράγουν μόρια ΑΤΡ. Τα μιτοχόνδρια δημιουργούν ATP αποθηκεύοντας πρώτα πολλά ιόντα υδρογόνου σε ένα διαμέρισμα και στη συνέχεια αφήνοντας αυτά τα ιόντα να ρέουν φυσικά σε ένα άλλο διαμέρισμα - όπως νερό που ρέει μέσα από ένα φράγμα. Αυτή η ροή παράγει ισχύ που χρησιμοποιείται για το σχηματισμό νέων ATP μορίων. Ωστόσο, η θερμότητα παράγεται όταν τα ιόντα υδρογόνου ρέουν με αυτόν τον τρόπο. Το σώμα ζεσταίνεται λέγοντας στα κύτταρα να προκαλούν σκόπιμα διαρροές στα μιτοχόνδρια, έτσι ώστε να ρέουν περισσότερα ιόντα υδρογόνου. Για να συμβεί αυτό πρέπει να πραγματοποιηθούν πολλές χημικές αντιδράσεις. Αυτές οι αντιδράσεις είναι μέρος αυτού που ονομάζεται κυτταρική αναπνοή.