Termogeneza

Plik Termogeneza to wytwarzanie ciepła w organizmie, tak jak ma to miejsce podczas termoregulacji w celu utrzymania temperatury ciała. Termogeneza zachodzi w mięśniach lub w brązowej tkance tłuszczowej. Zmniejszona i zwiększona termogeneza może mieć poważne konsekwencje dla organizmu.

Co to jest termogeneza?

Ciało ludzkie jest stale w procesach wymiany ciepła z otoczeniem. Procesy te nazywane są termoregulacją i zapewniają stałość temperatury ciała. Dzięki stałej temperaturze ciała organizm przetwarza idealne temperatury robocze. Na przykład w wysokich i niskich temperaturach krew nie mogłaby już płynąć, a tkanki ciała umarłyby z powodu braku tlenu.

Na przykład, aby utrzymać stałą temperaturę ciała, im wyższa temperatura zewnętrzna, tym więcej ciepła oddaje. Podobnie wytwarza ciepło, gdy na zewnątrz jest zimno.

Produkcja ciepła w organizmie nazywana jest termogenezą i zachodzi przede wszystkim w kontekście procesów metabolicznych. Na przykład ciepło nieuchronnie powstaje jako produkt uboczny metabolizmu energetycznego, aktywności mięśni i trawienia. W tym kontekście rozróżnia się termogenezę mięśniową, biochemiczną i poposiłkową.

W zależności od temperatury otoczenia ciepło wytwarzane podczas termogenezy jest magazynowane lub uwalniane w celu utrzymania temperatury ciała.

Funkcja i zadanie

Wiele gatunków zwierząt posiada wyspecjalizowane mechanizmy termoregulacji. Wytwarzanie ciepła zwykle odpowiada termogenezie mięśniowej i biochemicznej. Mięśnie szkieletowe wytwarzają ciepło podczas pracy, zwiększają napięcie mięśniowe i dreszcze.

Sprawność mięśni szkieletowych rzadko przekracza 20 proc. Energia z pracy fizycznej jest zatem w dużej mierze zamieniana na ciepło. W ten sposób ciało nagrzewa się, jeśli ciepło nie jest oddawane. Jeśli napinasz mięśnie w zimnym otoczeniu, a tym samym zwiększasz napięcie mięśniowe, wytwarzasz ciepło w swoim ciele. Zasada ta ma kluczowe znaczenie dla drżenia termoregulacji, która do pewnego stopnia chroni organizm przed wychłodzeniem.

Widoczne drżenie mięśni jest charakterystyczne dla wysokiego napięcia mięśniowego. Dreszcze są automatycznie inicjowane przez mózg w zimnym środowisku, aby móc utrzymać temperaturę ciała pomimo zimna. Aktywowane mięśnie kurczą się, podczas gdy agonistyczne i antagonistyczne grupy mięśni kurczą się jednocześnie. W przypadku fizjologicznych sekwencji ruchowych jednoczesna aktywacja agonistów i antagonistów jest nie do pomyślenia w innych okolicznościach.

Moc cieplna osiągnięta przez drżenie może wynosić od 320 do 400 watów. Wartość ta odpowiada około pięciokrotnej wartości zużycia ciepła. Prawdziwe dreszcze są ciężką pracą pod względem energii i dlatego można je wytrzymać maksymalnie przez dwie godziny.

Należy odróżnić termogenezę biochemiczną od wytwarzania ciepła w mięśniach. W stanie spoczynku ludzie generują podstawową przemianę materii ciepła ciała w ramach podstawowej termogenezy. Kiedy tempo metabolizmu wzrasta, następuje termogeneza. Dlatego, jeśli konieczne jest utrzymanie temperatury ciała, organizm spala dodatkowe kwasy tłuszczowe i tym samym generuje ciepło w wątrobie i brunatnej tkance tłuszczowej. Termogeneza w tkance tłuszczowej nie jest związana z syntezą ATP i dlatego jest najbardziej skuteczna. Aktywność termogenicznego białka termogeniny jest inicjowana w brązowej tkance tłuszczowej przez silne zimne bodźce.

Ten rodzaj produkcji ciepła należy odróżnić od termogenezy poposiłkowej, która zachodzi podczas trawienia. Energia jest używana do wchłaniania, dzielenia, transportu i przechowywania składników odżywczych. Podstawowa przemiana ciepła wzrasta natychmiast po jedzeniu, aby utrzymać odpowiednią temperaturę ciała.

Wszystkie rodzaje termogenezy są ważnymi środkami dostosowywania się do zmieniających się temperatur zewnętrznych. Dreszcze, a wraz z nimi termogeneza mięśni, następuje najszybciej po spadku temperatury. Procesy biochemiczne wymagają dłuższego czasu przezbrojenia, aby przystosować się do spadających temperatur.

Tutaj znajdziesz swoje leki

Choroby i dolegliwości

Zmniejszona aktywność termogeniczna może sprzyjać otyłości. Zmniejszona podstawowa przemiana materii zwykle wskazuje na zużycie energii u osób z nadwagą. Ten niski obrót jest w dużej mierze uwarunkowany genetycznie. Jednak równie krytycznym parametrem jest zmniejszona termogeneza z powodu braku ruchu ciała.

Podstawowa przemiana materii organizmu człowieka jest ściśle związana z masą mięśniową, zwaną również masą beztłuszczową. Im więcej masy mięśniowej znajduje się w organizmie, tym wyższe jest podstawowe tempo metabolizmu energii w wyniku termogenezy, nawet podczas faz spoczynku. Budowanie masy mięśniowej zawsze pomaga spalić tłuszcz.

Podobnie brak ruchu, nawet podczas okresów odpoczynku, sprzyja obniżeniu podstawowego tempa metabolizmu z niską termogenezą. Stopień, w jakim osoby z patologiczną otyłością cierpią z powodu zmniejszonego gromadzenia się ciepła z powodu czynników odżywczych, nie został jeszcze ostatecznie wyjaśniony.

Obecnie odkryto zimną termogenezę jako środek przemysłu odchudzającego. Oprócz zwiększenia spalania tkanki tłuszczowej, ukierunkowana ekspozycja na zimno i indukowana przez nie termogeneza mogą wzmocnić układ odpornościowy, zwiększyć równowagę hormonalną, obniżyć poziom cukru we krwi i zmniejszyć apetyt. W tym kontekście przeprowadzono już eksperymenty z zimnymi prysznicami, zimnymi kąpielami, a nawet lodami. Termogeneza również odgrywa rolę w dietach. Na przykład niewłaściwa dieta może zmniejszyć aktywność termogeniczną.

Zaburzenia procesów termogenicznych można również wykryć w kontekście wielu zaburzeń metabolicznych czy chorób tarczycy. Na przykład występuje zwiększona termogeneza w kontekście nadczynności tarczycy. Oprócz wzrostu podstawowego tempa metabolizmu choroba ta powoduje również wzrost temperatury ciała. Pocenie się i nadwrażliwość na ciepło charakteryzują obraz kliniczny. Analogicznie do tego dochodzi do zmniejszenia termogenezy w niedoczynności tarczycy. Zmniejsza się podstawowa przemiana materii i temperatura ciała. U pacjentów z niedoczynnością tarczycy objawom mogą towarzyszyć nadwrażliwość na zimno i pogorszona zdolność adaptacji do wahań temperatury.