Kemiske reaktioner påkrævet for at opretholde Homeostasis

Homeostase er en tilstand af indre stabilitet i kroppen. Homeostase henviser også til den proces, hvor en organisme opretholder balance mellem ting som kropstemperatur, vandniveau og saltniveau. Mange kemiske reaktioner sker for at opretholde homeostase. Hormoner skal laves ved at bryde andre molekyler. Saltioner skal absorberes fra den mad, der spises eller opbevares i knogler. Musklerne skal producere varme for at opvarme kroppen.

Udslip energi fra ATP

Langt de fleste enzymer, der forårsager kemiske reaktioner i en celle, bruger et energimolekyle kaldet adenosintrifosfat (ATP ) - "tri" betyder at der er tre fosfatmolekyler på den. ATP er som et genopladeligt batteri. ATP kan brydes ind i adenosindifosfat (ADP) - "di" betyder, at der er to phosphater - og et enkelt fosfat (P) molekyle. Når det er brudt i ADP og P, frigiver ATP energi, der giver enzymer strøm til at bryde eller lave molekyler. Homeostase opretholdes af mange cellulære processer, der kræver ATP. Bortset fra enzymer fremstiller make-and-break-bindingerne andre proteiner, der bruger ATP, proteinpumper, der flytter salte over en membran.

Vitamin D-syntese

Vitamin D er et hormon, der hjælper med at opretholde calciumhomeostase; det vil sige ordentlige calciumniveauer i kroppen. Det skal gøres via flere kemiske reaktioner, før det kan påvirke homeostasen. Det kommer fra kolesterol i huden, som ændrer form, når den rammes af sollys. Denne precursor til D-vitamin går derefter til leveren, hvor den er modificeret. Endelig går det til nyrerne, hvor det modificeres igen for at blive den aktive form af D-vitamin. Den aktive form har en helt anden struktur end kolesterol, med ekstra kemiske dele tilføjet her og der. Flere enzymer er nødvendige for at lave aktivt D-vitamin, der kaldes 1,25-hydroxy D-vitamin.

Calcium homeostase involverer også at tage calcium ud af blodet, ikke bare absorbere det fra mad ind i blodet. Humant blod kan ikke have for meget eller for lidt calcium, så overskydende calcium opbevares i knoglerne. Processen med at deponere calciumioner i knoglevæv er en kemisk reaktion, der sker regelmæssigt. Calcium eksisterer som en kation (udtalet katteøje), hvilket betyder, at den har en positiv elektrisk ladning. I knogler opbevares calcium som calciumhydroxyapatit, hvilket betyder, at det er bundet til negativt ladede molekyler kaldet fosfater. Når cellen ønsker at tage calcium ud af blodet og opbevare det i knogler, spøger knogleceller ud fosfatmolekyler omkring dem, hvilket tiltrækker de positivt ladede calciumioner. Kalcium binder sig til fosfat og danner krystaller.

Cellulær respiration til produktion af varme

Når kroppen bliver for kold, opretholder den temperaturhjemostase ved at producere varme til at varme sig selv. Den menneskelige krop kan øge sin indre temperatur ved at gøre varmen i skeletmuskelceller og brune fedtceller. Disse celler indeholder mange mitokondrier, som er poser i en celle, der producerer ATP molekyler. Mitokondrier gør ATP ved først at lagre masser af brintioner i et rum og derefter lade disse ioner naturligt strømme ind i et andet rum - som vand strømmer gennem en dæmning. Denne strøm genererer strøm, der bruges til at danne nye ATP-molekyler. Men varme produceres, når hydrogenioner strømmer på denne måde. Kroppen opvarmes ved at fortælle cellerne med vilje at forårsage lækager i mitokondrier, således at flere hydrogenioner strømmer. Mange kemiske reaktioner skal finde sted for at dette kan ske. Disse reaktioner er en del af det, der kaldes cellulær respiration.