Reações químicas necessárias para manter a homeostase

A homeostase é um estado de estabilidade interna do corpo. A homeostase também se refere ao processo no qual um organismo mantém o equilíbrio de coisas como temperatura corporal, níveis de água e níveis de sal. Muitas reações químicas acontecem para manter a homeostase. Os hormônios devem ser produzidos quebrando outras moléculas. Os íons de sal devem ser absorvidos dos alimentos ingeridos ou armazenados nos ossos. Os músculos precisam produzir calor para aquecer o corpo.

A grande maioria das enzimas que fazem as reações químicas acontecerem dentro de uma célula usa uma molécula de energia chamada trifosfato de adenosina (ATP) - “tri” significa que existem três moléculas de fosfato nela. O ATP é como uma bateria recarregável. O ATP pode ser dividido em difosfato de adenosina (ADP) - "di" significa que existem dois fosfatos - e uma única molécula de fosfato (P). Quando dividido em ADP e P, o ATP libera energia que dá às enzimas o poder de quebrar ou formar moléculas. A homeostase é mantida por muitos processos celulares que requerem ATP. Além das enzimas que fazem e quebram ligações, outras proteínas que usam ATP incluem bombas de proteínas que movem os sais através da membrana.

A vitamina D é um hormônio que ajuda a manter a homeostase do cálcio; ou seja, níveis adequados de cálcio no corpo. Ele precisa ser feito por meio de várias reações químicas antes que possa afetar a homeostase. Vem do colesterol na pele, que muda de forma quando atingido pela luz solar. Esse precursor da vitamina D então vai para o fígado, onde é modificado. Finalmente, ele vai para os rins, onde é modificado novamente para se tornar a forma ativa da vitamina D. A forma ativa tem uma estrutura completamente diferente do colesterol, com partes químicas extras adicionadas aqui e ali. Várias enzimas são necessárias para produzir vitamina D ativa, que é chamada de 1,25-hidroxivitamina D.

A homeostase do cálcio também envolve tirar o cálcio do sangue, não apenas absorvê-lo dos alimentos para o sangue. O sangue humano não pode ter muito ou pouco cálcio, então o excesso de cálcio é armazenado dentro dos ossos. O processo de deposição de íons de cálcio no tecido ósseo é uma reação química que ocorre regularmente. O cálcio existe como um cátion (pronuncia-se cat-eye-on), o que significa que tem uma carga elétrica positiva. No osso, o cálcio é armazenado como hidroxiapatita de cálcio, o que significa que é ligado a moléculas carregadas negativamente chamadas fosfatos. Quando a célula quer tirar cálcio do sangue e armazená-lo nos ossos, as células ósseas cuspem moléculas de fosfato ao seu redor, o que atrai os íons de cálcio carregados positivamente. O cálcio se liga ao fosfato e forma cristais.

Quando o corpo humano fica muito frio, ele mantém a homeostase da temperatura, produzindo calor para se aquecer. O corpo humano pode aumentar sua temperatura interna ao produzir calor nas células do músculo esquelético e nas células de gordura marrom. Essas células contêm muitas mitocôndrias, que são bolsas dentro de uma célula que produzem moléculas de ATP. As mitocôndrias produzem ATP primeiro armazenando muitos íons de hidrogênio em um compartimento e, em seguida, permitindo que esses íons fluam naturalmente para outro compartimento - como a água fluindo através de uma barragem. Esse fluxo gera energia que é usada para formar novas moléculas de ATP. No entanto, o calor é produzido quando os íons de hidrogênio fluem dessa maneira. O corpo se aquece dizendo às células para causar vazamentos propositalmente nas mitocôndrias, para que mais íons de hidrogênio fluam. Muitas reações químicas precisam ocorrer para que isso aconteça. Essas reações fazem parte do que é chamado de respiração celular.