Гомеостаз - это состояние внутренней стабильности в организме. Гомеостаз также относится к процессу, при котором организм поддерживает баланс таких вещей, как температура тела, уровень воды и уровень соли. Чтобы поддерживать гомеостаз, происходят многие химические реакции. Гормоны должны производиться путем расщепления других молекул. Ионы соли должны абсорбироваться из съеденной пищи или храниться в костях. Мышцам необходимо выделять тепло, чтобы согреть тело.
Высвободить энергию из АТФ
Подавляющее большинство ферментов, которые вызывают химические реакции внутри клетки, используют молекулу энергии, называемую аденозинтрифосфатом (АТФ) - «три» означает, что на ней находятся три молекулы фосфата. АТФ подобен перезаряжаемой батарее. АТФ может быть расщеплен на аденозиндифосфат (АДФ) - «ди» означает, что существует два фосфата - и одна молекула фосфата (P). При расщеплении на АДФ и Ф АТФ выделяет энергию, которая дает ферментам возможность разрушать или создавать молекулы. Гомеостаз поддерживается многими клеточными процессами, которым требуется АТФ. Помимо ферментов, которые создают и разрывают связи, другие белки, использующие АТФ, включают белковые насосы, которые перемещают соли через мембрану.
Синтез витамина D
Витамин D - это гормон, который помогает поддерживать гомеостаз кальция; то есть правильный уровень кальция в организме. Прежде чем он сможет повлиять на гомеостаз, его необходимо получить с помощью нескольких химических реакций. Это происходит из-за холестерина в коже, который меняет форму под воздействием солнечного света. Этот предшественник витамина D затем попадает в печень, где он модифицируется. Наконец, он попадает в почки, где снова модифицируется, чтобы стать активной формой витамина D. Активная форма имеет совершенно иную структуру, чем холестерин, с добавлением дополнительных химических компонентов то здесь, то там. Чтобы активировать витамин D, который называется 1,25-гидрокси-витамином D, требуется несколько ферментов.
Отложение кальция в костях
Гомеостаз кальция также предполагает выведение кальция из крови, а не только его всасывание из пищи в кровь. В человеческой крови не может быть слишком много или слишком мало кальция, поэтому избыток кальция хранится внутри костей. Процесс депонирования ионов кальция в костной ткани - это регулярная химическая реакция. Кальций существует в виде катиона (произносится как «кошачий глаз»), что означает, что он имеет положительный электрический заряд. В костях кальций хранится в виде гидроксиапатита кальция, что означает, что он связан с отрицательно заряженными молекулами, называемыми фосфатами. Когда клетка хочет взять кальций из крови и сохранить его в костях, костные клетки выплевывают молекулы фосфата вокруг себя, что притягивает положительно заряженные ионы кальция. Кальций связывается с фосфатом и образует кристаллы.
Клеточное дыхание для производства тепла
Когда человеческое тело становится слишком холодным, оно поддерживает температурный гомеостаз, выделяя тепло, чтобы согреться. Человеческое тело может повышать свою внутреннюю температуру, выделяя тепло в клетках скелетных мышц и коричневых жировых клетках. Эти клетки содержат множество митохондрий, которые представляют собой мешочки внутри клетки, вырабатывающие молекулы АТФ. Митохондрии производят АТФ, сначала накапливая много ионов водорода в одном отсеке, а затем позволяя этим ионам естественным образом течь в другой отсек - как вода, протекающая через плотину. Этот поток генерирует энергию, которая используется для образования новых молекул АТФ. Однако при таком движении ионов водорода выделяется тепло. Тело нагревается, приказывая клеткам намеренно вызвать утечку в митохондриях, чтобы больше ионов водорода текло. Для этого должно произойти множество химических реакций. Эти реакции являются частью так называемого клеточного дыхания.