L'omeostasi è uno stato di stabilità interna all'organismo. L'omeostasi si riferisce anche al processo in cui un organismo mantiene l'equilibrio di cose come la temperatura corporea, i livelli di acqua e di sale. Molte reazioni chimiche avvengono per mantenere l'omeostasi. Gli ormoni devono essere prodotti rompendo altre molecole. Gli ioni di sale devono essere assorbiti dal cibo che viene mangiato o immagazzinato nelle ossa. I muscoli hanno bisogno di produrre calore per riscaldare il corpo.
Rilascia energia dall'ATP
La stragrande maggioranza degli enzimi che fanno accadere le reazioni chimiche all'interno di una cellula usa una molecola di energia chiamata adenosina trifosfato (ATP) - "tri" significa che ci sono tre molecole di fosfato su di essa. L'ATP è come una batteria ricaricabile. L'ATP può essere suddiviso in adenosina difosfato (ADP) - "di" significa che ci sono due fosfati - e una singola molecola di fosfato (P). Quando viene suddiviso in ADP e P, l'ATP rilascia energia che dà agli enzimi il potere di rompere o creare molecole. L'omeostasi è mantenuta da molti processi cellulari che richiedono ATP. Oltre agli enzimi che creano e rompono i legami, altre proteine che utilizzano l'ATP includono pompe proteiche che spostano i sali attraverso una membrana.
Sintesi della vitamina D
La vitamina D è un ormone che aiuta a mantenere l'omeostasi del calcio; cioè, adeguati livelli di calcio nel corpo. Deve essere prodotto tramite più reazioni chimiche prima che possa influenzare l'omeostasi. Proviene dal colesterolo nella pelle, che cambia forma quando viene colpito dalla luce solare. Questo precursore della vitamina D va poi al fegato dove viene modificato. Infine, va ai reni dove viene nuovamente modificato per diventare la forma attiva della vitamina D. La forma attiva ha una struttura completamente diversa dal colesterolo, con parti chimiche extra aggiunte qua e là. Sono necessari più enzimi per produrre vitamina D attiva, chiamata 1,25-idrossi vitamina D.
Deposizione di calcio nelle ossa
L'omeostasi del calcio comporta anche l'estrazione del calcio dal sangue, non solo l'assorbimento dal cibo nel sangue. Il sangue umano non può avere troppo o troppo poco calcio, quindi il calcio in eccesso viene immagazzinato all'interno delle ossa. Il processo di deposito di ioni calcio nel tessuto osseo è una reazione chimica che avviene regolarmente. Il calcio esiste come catione (pronunciato occhio di gatto), il che significa che ha una carica elettrica positiva. Nelle ossa, il calcio viene immagazzinato come idrossiapatite di calcio, il che significa che è legato a molecole con carica negativa chiamate fosfati. Quando la cellula vuole estrarre il calcio dal sangue e immagazzinarlo nelle ossa, le cellule ossee emettono molecole di fosfato intorno a loro, che attraggono gli ioni calcio carichi positivamente. Il calcio si lega al fosfato e forma cristalli.
Respirazione cellulare per produrre calore
Quando il corpo umano diventa troppo freddo, mantiene l'omeostasi della temperatura producendo calore per riscaldarsi. Il corpo umano può aumentare la sua temperatura interna producendo calore nelle cellule muscolari scheletriche e nelle cellule di grasso bruno. Queste cellule contengono molti mitocondri, che sono sacchetti all'interno di una cellula che producono molecole di ATP. I mitocondri producono ATP immagazzinando prima molti ioni idrogeno in un compartimento e poi lasciando che quegli ioni fluiscano naturalmente in un altro compartimento, come l'acqua che scorre attraverso una diga. Questo flusso genera energia che viene utilizzata per formare nuove molecole di ATP. Tuttavia, il calore viene prodotto quando gli ioni di idrogeno fluiscono in questo modo. Il corpo si riscalda dicendo alle cellule di causare intenzionalmente perdite nei mitocondri, in modo che scorrano più ioni idrogeno. Affinché ciò avvenga, devono aver luogo molte reazioni chimiche. Queste reazioni fanno parte di quella che viene chiamata respirazione cellulare.