De eso se tratan las ciencias de la Fisiología y la Bioquímica. Los libros de texto para estos temas son muy gordos porque el tema es complejo. No es muy fácil de destilar en un ensayo corto. Aquí hay algunos principios básicos.
El realmente grande es enzimas. Estas son proteínas que ayudan a que ocurra una reacción química particular. Usualmente lo hacen al tener una región cuya forma coincide con la sustancia o las sustancias que procesa. Una enzima que hace que una sustancia se separe puede tener una región que atrae a esa sustancia y hace que su forma cambie de una manera que la ayuda a dividirse. Una enzima que combina dos sustancias puede tener dos regiones activas una al lado de la otra, una para cada sustancia; unirlos los ayuda a combinarse.
Cada enzima generalmente realiza solo un pequeño paso en un proceso más grande. Descomponer la glucosa en CO2 y agua requiere una secuencia muy compleja llamada glucólisis y el Ciclo de Ácido Cítrico de Krebs.
Otras proteínas facilitan el transporte. La hemoglobina, por ejemplo, se une al oxígeno o lo libera según la concentración de oxígeno. Para muchas de estas sustancias, los principios son similares a los de las enzimas. La forma de la hemoglobina varía con la concentración de oxígeno.
Otras proteínas proporcionan estructura y barreras. Las membranas celulares mantienen algunas moléculas y otras adentro. Eso significa que ocurren diferentes reacciones dentro y fuera de cada célula. Las proteínas transportadoras controlan lo que entra y lo que se excluye.
Todo esto está regulado a través de comentarios. Si hay demasiada glucosa (azúcar) en la sangre, el páncreas secreta insulina, lo que estimula el transportador de glucosa que hace que la glucosa entre a la célula. Demasiada glucosa en una célula y otras reacciones en las que se convierte la glucosa en almidón o grasa. Algunas de estas reacciones simplemente ocurren cada vez que aparece glucosa, otras están reguladas por otras proteínas.
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Los ciclos de retroalimentación pueden ser muy complejos y normalmente suceden en forma graduada. Mientras más glucosa haya en su sangre, más insulina secretará. Otros pueden ser repentinos. Las neuronas individuales secretan neurotransmisores como la dopamina y la serotonina en todo o en ninguno, aunque puede parecer gradual cuando se observa el promedio de muchas neuronas.
La retroalimentación puede ser tan simple como una sustancia que inhibe directamente las enzimas que la crean o podría ser un proceso de pasos múltiples. El hambre es probablemente la más compleja de todas, involucrando gran parte del cuerpo y grandes porciones del cerebro. Pero fundamentalmente, el hambre obedece al principio de retroalimentación. No comer causa hambre y comer elimina el hambre.
Algunos procesos no son retroalimentaciones, pero ayudan a mantener la salud de otras maneras. Las proteínas en el tracto digestivo hacen que el intestino libere pepsina y enzimas similares que descomponen las proteínas en aminoácidos para que puedan atravesar la pared intestinal y llegar a la sangre.
Algunas sustancias reguladoras se secretan en una parte de su cuerpo e influyen en otra parte de su cuerpo. A menudo se llaman hormonas, algunas de las cuales son proteínas, pero otras no. Algunos actúan como mecanismos de retroalimentación como la insulina. Otros alteran la forma en que funciona su cuerpo por otras razones. El estrés psicológico hace que la glándula suprarrenal secrete cortisol y epinefrina que lo ayuda a manejar una emergencia.
La energética es fundamental para la regulación de todo.
Algunas reacciones ocurren espontáneamente. Las proteínas, por ejemplo, se degradan si se les da suficiente tiempo. Otras acciones necesitan energía para funcionar. A menudo, las enzimas obtienen energía pero conectan sus acciones con la descomposición de una sustancia que contiene energía. El más importante es el ATP (pero hay muchos otros). Muchas enzimas usan la energía liberada por la descomposición del ATP en ADP más fosfato para controlar cualquier reacción que sea apropiada (el TP significa tri-fosfato y el DP significa difosfato).
Generamos gran parte de nuestro ATP de ADP más fosfato al quemar glucosa en el proceso de varios pasos que mencioné anteriormente (glucólisis y el ciclo de ácido cítrico de Krebs).
