O que é homeostase – conceito de equilíbrio dinâmico e homeostasia

Nos seres vivos, a composição química do interior das células e a do líquido intercelular que as envolve mantêm certa estabilidade, em um estado de equilíbrio dinâmico. Trata-se de uma propriedade importante, pois permite que os seres vivos se mantenham ajustados, mesmo diante de mudanças do ambiente. Essa constância do ambiente interno do corpo é denominada homeostase.

Como sinônimo de estabilidade em equilíbrio dinâmico, a palavra “homeostase” pode se referir a uma célula, a um organismo ou mesmo a um ecossistema.

Cada um a seu modo, os sistemas do corpo contribuem para a manutenção da homeostase. Um exemplo: aves e mamíferos mantêm a temperatura corporal variando dentro de um limite restrito (entre 34 °C e 38 °C), apesar das variações de temperatura do meio externo. Essa característica desempenha um papel importante na evolução desses animais, que podem ocupar uma ampla diversidade de ambientes, desde regiões extremamente quentes até regiões geladas. A regulação da temperatura corporal não se verifica em anfíbios, uma das razões pelas quais a maioria deles pode ser encontrada apenas em uma faixa restrita de temperatura ambiental.

Os seres autotróficos usam energia luminosa na realização da fotossíntese, que possibilita uma transformação energética fundamental para a vida. Devido a certas estruturas celulares e a um pigmento chamado clorofila, presente no interior do cloroplasto (um tipo de organoide celular), a energia luminosa é absorvida e convertida em energia química, armazenada primariamente nas moléculas de glicose, que são empregadas como alimento pelos próprios seres autotróficos ou pelos organismos que deles dependem, direta ou indiretamente. A fotossíntese também produz o gás oxigênio (02), usado na respiração celular aeróbia dos próprios seres autotróficos, bem como na dos seres heterotróficos.

As reações químicas que ocorrem na fotossíntese podem ser simplificadas nesta equação geral:

O que homeostase – conceito de equilíbrio dinâmico e homeostasia

Os ecossistemas, enquanto a matéria é reciclada pela ação de decompositores (e, posteriormente, de produtores e consumidores), a energia tem fluxo unidirecional, ou seja, não é reciclada. Inicialmente na forma de luz (em geral), converte-se em energia química presente nos compostos orgânicos e perde-se, finalmente, na forma de calor, que não é reutilizado.

 A manutenção vida

A jaguatirica (Leopardus pardalis) é um pequeno felino carnívoro cujo território estendia-se, originalmente, por quase toda a América do Sul, pela América Central e pelo sul da América do Norte. Embora não seja considerada uma espécie criticamente ameaçada de extinção, atualmente sua ocorrência é mais restrita. No Brasil, é encontrada na Mata Atlântica, no Pantanal Mato-Grossense e em algumas regiões da Floresta Amazônica.

Caçar, encontrar água, procurar parceiros sexuais e escapar de predadores (inclusive seres humanos) são algumas atividades realizadas pela jaguatirica, animal de hábitos predominantemente noturnos. Durante o dia, permanece a maior parte do tempo oculta nos galhos das árvores; à noite, sai em busca de alimento, como marsupiais (por exemplo, o gambá), roedores, lagartos e aves.

Os processos vitais que acontecem no corpo de uma jaguatirica, de uma capivara, de uma planta ou de outros organismos dependem de fenômenos físicos químicos. Todas as funções básicas de um ser vivo (como alimentação, respiração, eliminação de resíduos e crescimento) resultam de uma intensa atividade que ocorre no nível celular e molecular. Essa atividade biológica, chamada metabolismo, envolve a capacidade que os seres vivos têm de (a) obter e transformar energia, (b) usar energia para se manter e crescer, (c) transformar um tipo de composto químico em outro, em uma cadeia de reações químicas, e (d) eliminar os resíduos dessas reações químicas.

Metabolismo (do grego metabole, mudança) é o conjunto de atividades físicas e químicas de um sistema vivo, altamente integradas e que permitem a manutenção da vida. O metabolismo envolve obtenção e liberação da energia, formação, desenvolvimento, manutenção e renovação dos componentes celulares. Dele fazem parte o anabolismo (processo em que, a partir de moléculas mais simples, são produzidas moléculas complexas) e o catabolismo (processo que possibilita a degradação de moléculas complexas, com liberação de energia e formação de moléculas menores).

Os fenômenos físicos não alteram a composição química da matéria. A mastigação é um exemplo de fenômeno físico: ela apenas fraciona porções de alimento em partículas menores, sem alterar sua composição química.

Os fenômenos químicos (ou reações químicas) envolvem interações entre moléculas e resultam em moléculas diferentes das iniciais. Retomando o exemplo da jaguatirica, os tecidos das presas que lhe servem de alimento contêm proteínas. No tubo digestório, as proteínas são fracionadas em moléculas menores, os aminoácidos. Esse fato é um fenômeno químico, pois transforma um tipo de molécula em outro.

No corpo da jaguatirica, o sangue distribui compostos, como aminoácidos, glicose (C6H1206) e gás oxigênio (02), para os diversos tecidos que o constituem, onde são empregados em processos metabólicos.

A jaguatirica responde a estímulos ambientais, como cheiros, sons e sabores. A energia de que ela necessita para realizar todas essas funções é conseguida por meio da respiração celular aeróbia, a qual consiste em uma sequencia de reações químicas que, com consumo de gás oxigênio, liberam a energia dos alimentos (principalmente a energia contida na glicose), que é usada também na execução de atividades, como correr e produzir compostos essenciais à sua sobrevivência. Parte da energia liberada na respiração celular aeróbia perde-se para o ambiente, na forma de calor.

Não devemos confundir a respiração celular aeróbia com a respiração pulmonar, que engloba as trocas gasosas – absorção de gás oxigênio (02) e eliminação de dióxido de carbono (CO2) – entre o ar do interior dos pulmões e o sangue que passa por eles.

As reações químicas que ocorrem na respiração celular aeróbia podem ser simplificadas nesta equação geral:

produção de energia

Além de constituírem fonte de energia, os alimentos também são estruturas de construção. Compostos obtidos nos tecidos que a jaguatirica ingere podem ser utilizados na produção de células musculares e de outros tecidos, ou para produzir compostos metabolicamente importantes.

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