恒常性を維持するために必要な化学反応

恒常性は、体内の内部安定状態です。 恒常性とは、生物が体温、水分レベル、塩分レベルなどのバランスを維持するプロセスも指します。 恒常性を維持するために多くの化学反応が起こります。 ホルモンは他の分子を破壊することによって作られなければなりません。 塩イオンは、骨に食べられたり貯蔵されたりする食品から吸収されなければなりません。 筋肉は体を温めるために熱を発生させる必要があります。

細胞内で化学反応を起こす酵素の大部分は、アデノシン三リン酸（ATP）と呼ばれるエネルギー分子を使用しています。「トリ」とは、その上に3つのリン酸分子があることを意味します。 ATPは充電式バッテリーのようなものです。 ATPは、アデノシン二リン酸（ADP）に分解できます。「di」は、2つのリン酸が存在することを意味します。1つのリン酸（P）分子です。 ADPとPに分解されると、ATPはエネルギーを放出し、酵素に分子を破壊または生成する力を与えます。 恒常性は、ATPを必要とする多くの細胞プロセスによって維持されています。 ATPを使用する他のタンパク質には、結合を形成および切断する酵素の他に、膜を横切って塩を移動させるタンパク質ポンプが含まれます。

ビタミンDはカルシウムの恒常性を維持するのに役立つホルモンです。 つまり、体内の適切なカルシウムレベルです。 それが恒常性に影響を与える前に、それは複数の化学反応を介して作られる必要があります。 それは皮膚のコレステロールに由来し、日光に当たると形が変わります。 次に、このビタミンDの前駆体は肝臓に行き、そこで修飾されます。 最後に、それは腎臓に行き、そこで再び修飾されてビタミンDの活性型になります。 活性型はコレステロールとは完全に異なる構造を持ち、あちこちに余分な化学部分が追加されています。 1,25-ヒドロキシビタミンDと呼ばれる活性型ビタミンDを作るには、複数の酵素が必要です。

カルシウムの恒常性には、食物から血液にカルシウムを吸収するだけでなく、血液からカルシウムを取り出すことも含まれます。 人間の血液はカルシウムが多すぎたり少なすぎたりすることはないので、過剰なカルシウムは骨の中に蓄えられます。 カルシウムイオンを骨組織に沈着させるプロセスは、定期的に起こる化学反応です。 カルシウムは陽イオン（キャットアイオンと発音）として存在し、正の電荷を持っていることを意味します。 骨では、カルシウムはカルシウムヒドロキシアパタイトとして貯蔵されます。つまり、リン酸塩と呼ばれる負に帯電した分子に結合します。 細胞が血液からカルシウムを取り出して骨に蓄えようとすると、骨細胞は周囲のリン酸分子を吐き出し、正に帯電したカルシウムイオンを引き付けます。 カルシウムはリン酸塩に結合して結晶を形成します。

人体が冷えすぎると、熱を発生させて体温を維持し、恒常性を維持します。 人体は、骨格筋細胞や褐色脂肪細胞を熱することで、体内の温度を上げることができます。 これらの細胞には多くのミトコンドリアが含まれています。ミトコンドリアは、ATP分子を生成する細胞内の袋です。 ミトコンドリアは、最初に1つの区画に大量の水素イオンを蓄積し、次にそれらのイオンをダムを流れる水のように別の区画に自然に流入させることによってATPを生成します。 この流れは、新しいATP分子を形成するために使用される電力を生成します。 ただし、このように水素イオンが流れると熱が発生します。 ミトコンドリアに意図的に漏れを引き起こすように細胞に指示することで体が温まり、より多くの水素イオンが流れます。 これが起こるためには、多くの化学反応が起こる必要があります。 これらの反応は、いわゆる細胞呼吸の一部です。