Homeostaza to stan wewnętrznej stabilności organizmu. Homeostaza odnosi się również do procesu, w którym organizm utrzymuje równowagę takich rzeczy, jak temperatura ciała, poziom wody i poziom soli. W celu utrzymania homeostazy zachodzi wiele reakcji chemicznych. Hormony muszą być wytwarzane przez rozbijanie innych cząsteczek. Jony soli muszą zostać wchłonięte z pożywienia, które jest spożywane lub przechowywane w kościach. Mięśnie muszą wytwarzać ciepło, aby ogrzać ciało.
Uwolnij energię z ATP
Ogromna większość enzymów, które powodują reakcje chemiczne wewnątrz komórki, wykorzystuje cząsteczkę energii zwaną trifosforanem adenozyny (ATP) – „tri” oznacza, że znajdują się na niej trzy cząsteczki fosforanu. ATP jest jak akumulator. ATP może zostać rozbity na adenozynodifosforan (ADP) – „di” oznacza, że istnieją dwa fosforany – i jedna cząsteczka fosforanu (P). Po rozbiciu na ADP i P, ATP uwalnia energię, która daje enzymom moc rozbijania lub tworzenia cząsteczek. Homeostazę utrzymuje wiele procesów komórkowych, które wymagają ATP. Oprócz enzymów tworzących i zrywających wiązania, inne białka wykorzystujące ATP obejmują pompy białkowe, które przenoszą sole przez błonę.
Synteza witaminy D
Witamina D to hormon, który pomaga w utrzymaniu homeostazy wapnia; czyli prawidłowy poziom wapnia w organizmie. Musi być wytworzony w wielu reakcjach chemicznych, zanim wpłynie na homeostazę. Pochodzi z cholesterolu znajdującego się w skórze, który pod wpływem promieni słonecznych zmienia kształt. Ten prekursor witaminy D trafia następnie do wątroby, gdzie jest modyfikowany. W końcu trafia do nerek, gdzie jest ponownie modyfikowany, aby stać się aktywną formą witaminy D. Aktywna forma ma zupełnie inną budowę niż cholesterol, gdzieniegdzie dodawane są dodatkowe części chemiczne. Do wytworzenia aktywnej witaminy D, zwanej 1,25-hydroksywitaminą D, potrzebnych jest wiele enzymów.
Odkładanie wapnia w kościach
Homeostaza wapnia obejmuje również usuwanie wapnia z krwi, a nie tylko wchłanianie go z pożywienia do krwi. Krew ludzka nie może zawierać za dużo ani za mało wapnia, więc nadmiar wapnia jest gromadzony w kościach. Proces osadzania jonów wapnia w tkance kostnej jest reakcją chemiczną, która zachodzi regularnie. Wapń istnieje jako kation (wymawiane „kocie oko”), co oznacza, że ma dodatni ładunek elektryczny. W kościach wapń jest przechowywany jako hydroksyapatyt wapnia, co oznacza, że jest związany z ujemnie naładowanymi cząsteczkami zwanymi fosforanami. Kiedy komórka chce pobrać wapń z krwi i przechowywać go w kościach, komórki kości wypluwają wokół siebie cząsteczki fosforanów, które przyciągają dodatnio naładowane jony wapnia. Wapń wiąże się z fosforanem i tworzy kryształy.
Oddychanie komórkowe w celu wytwarzania ciepła
Kiedy ciało ludzkie jest zbyt zimne, utrzymuje homeostazę temperatury, wytwarzając ciepło, aby się ogrzać. Organizm ludzki może zwiększyć swoją temperaturę wewnętrzną, wytwarzając ciepło w komórkach mięśni szkieletowych i brązowych komórkach tłuszczowych. Komórki te zawierają wiele mitochondriów, które są komórkami w komórce, które wytwarzają cząsteczki ATP. Mitochondria wytwarzają ATP, najpierw gromadząc dużo jonów wodorowych w jednym przedziale, a następnie pozwalając tym jonom naturalnie przepływać do innego przedziału – jak woda przepływająca przez tamę. Ten przepływ generuje moc, która jest wykorzystywana do tworzenia nowych cząsteczek ATP. Jednak ciepło jest wytwarzane, gdy jony wodorowe przepływają w ten sposób. Ciało rozgrzewa się, mówiąc komórkom, aby celowo powodowały przecieki w mitochondriach, tak aby przepływało więcej jonów wodoru. Aby tak się stało, musi zajść wiele reakcji chemicznych. Reakcje te są częścią tego, co nazywa się oddychaniem komórkowym.