homeostase på cellulært niveau er afgørende for at opretholde homeostase i hele organismen. Dyreceller har flere måder at hjælpe dem med at forblive i ligevægt.
cellemembran og Phospholipid dobbeltlag
cellemembranen fungerer som en grænse, der adskiller det indre cellulære miljø fra det ydre miljø. Det er selektivt permeabelt, hvilket betyder, at det lader nogle materialer passere igennem, men regulerer passagen af andre materialer.
phospholipid-dobbeltlaget er en tolags struktur, der udgør cellemembranen, der omgiver cellen. Det omfatter fosfatmolekyler og lipidmolekyler med de hydrofobe ender af lipidmolekylerne vendt indad, og de hydrofile fosfatender vender udad. Det er omkring 7,5 nm tykt. Udover phospholipidmolekylerne indeholder membranen også kulhydrater, glycoproteiner, proteinkanaler, kolesterol og filamenter, der udgør et cytoskelet og giver støtte.
de to mekanismer, hvormed molekyler transporteres over cellemembranen, er aktiv transport og passiv transport. Aktiv transport kræver udgifter til energi, mens passive resultater fra tilfældig bevægelse af molekyler. Osmose og diffusion er to typer passiv transport. Ved osmose bevæger vand sig fra områder med større koncentration til en mindre koncentration, indtil ligevægt er nået. Det er den vigtigste proces, hvormed vand bevæger sig ind og ud af cellen. Små molekyler passerer gennem cellemembranen ved diffusion, også ved anvendelse af en koncentrationsgradient.
billedet ovenfor viser detaljer om cellemembranens phospholipid-dobbeltlag.
Iontransportmekanismer
der er flere iontransportmekanismer i cellemembranen, der fungerer til at opretholde korrekte niveauer af opløste stoffer i og uden for cellen. En af de vigtigste er natrium-kalium ATPase pumpen. Dette system bruger den energi, der er lagret i ATP, til at pumpe kalium ind i cellen og natrium ud af cellen. En anden kritisk pumpe er calcium ATPase-pumpen, der bevæger calcium ud af cellen eller pumper det ind i det endoplasmatiske retikulum. Denne overførsel af ioner frem og tilbage over membranen skaber et membranpotentiale, der driver de ioniske strømme. Vand bevæger sig også ind og ud af cellen baseret på forskellene i ionkoncentrationerne. På denne måde hjælper iontransport med at regulere både volumenet af cellen og membranpotentialet.
billedet ovenfor viser komponenterne i en natrium-kaliumpumpe i phospholipid-dobbeltlaget i cellemembranen.
cellulær kommunikation
der er tre grundlæggende former for intercellulær kommunikation, der bruges til at opretholde homeostase. Den første er, når der opstår direkte kontakt mellem membranerne i to celler, og de signalerer til hinanden. Det andet er, når celler bruger korte rækkevidde kemiske signaler over korte afstande. Den tredje er signaler med lang rækkevidde, der udskilles i blodbanen og kan bæres overalt i kroppen.
Gap-kryds er strukturer, der lader celler kommunikere med hinanden i en proces kaldet celle-til-celle-genkendelse. Embryonal udvikling og immunresponset er to eksempler på, hvor denne kommunikation anvendes. Paracrine signalering henviser til kemisk signalering, der ændrer opførsel af nærliggende celler. Et eksempel på dette er neurotransmitteren acetylcholin, der bærer en kemisk besked fra en nervecelle til en anden.
hormoner er, hvordan celler kommunikerer over længere afstande, kendt som endokrin signalering. Et eksempel er udskillelsen af insulin fra bugspytkirtlen i blodbanen, der bevæger sig gennem kroppen for at signalere celler til at indtage glukose. En celle kan også bruge kemisk signalering på sig selv i en proces kaldet autokrin signalering. Denne type cellulær kommunikation ses med cytokin interleukin-1 i monocytter i immunsystemet. En ekstern stimulus producerer interleukin – 1, som kan binde til receptorerne i den samme celle, der producerede den.
billedet ovenfor viser flere typer kemisk signalering, der forekommer mellem celler.