Termoģenēze ir siltuma ražošana organismā, kā tas tiek darīts termoregulācijas laikā, lai uzturētu ķermeņa temperatūru. Termoģenēze notiek muskuļos vai brūnajos taukaudos. Samazināta un palielināta termoģenēze var radīt nopietnas sekas organismam.
Kas ir termoģenēze?
Cilvēka ķermenis pastāvīgi atrodas siltuma apmaiņas procesos ar apkārtējo vidi. Šos procesus sauc par termoregulāciju un nodrošina ķermeņa temperatūras noturību. Pastāvīga ķermeņa temperatūra nodrošina ķermeņa procesiem ideālu darba temperatūru. Piemēram, augstā un zemā temperatūrā asinis vairs nevarēja plūst, un ķermeņa audi mirs skābekļa trūkuma dēļ.
Piemēram, lai uzturētu nemainīgu ķermeņa temperatūru, jo augstāka ir ārējā temperatūra, jo vairāk siltuma tas izkliedē. Līdzīgi tas rada siltumu, kad ārā ir auksts.
Ķermeņa siltuma ražošanu sauc par termoģenēzi, un tā notiek galvenokārt vielmaiņas procesu kontekstā. Piemēram, siltums neizbēgami rodas kā enerģijas metabolisma, muskuļu aktivitātes un gremošanas blakusprodukts. Šajā kontekstā tiek nošķirta muskuļu, bioķīmiskā un postprandiāla termoģenēze.
Atkarībā no apkārtējās vides temperatūras, termoģenēzes laikā saražotais siltums tiek vai nu uzkrāts, vai atbrīvots, lai uzturētu ķermeņa temperatūru.
Funkcija un uzdevums
Daudzām dzīvnieku sugām ir īpaši termoregulācijas mehānismi. Siltuma veidošanās parasti atbilst muskuļu vai bioķīmiskajai termoģenēzei. Skeleta muskuļi darba laikā rada siltumu, paaugstinātu muskuļu tonusu un drebuļus.
Skeleta muskuļu efektivitāte reti pārsniedz 20 procentus. Tāpēc fiziskā darba enerģija lielākoties tiek pārveidota siltumā. Tādā veidā ķermenis kļūst silts, ja siltums netiek izdalīts. Ja jūs sasprindzināt muskuļus aukstā vidē un tādējādi paaugstināt muskuļu tonusu, jūs ķermenī ģenerējat siltumu. Šis princips ir izšķirošs termoregulācijas satricinājumiem, kas zināmā mērā aizsargā organismu no atdzišanas.
Redzamais muskuļu trīce ir raksturīga augstam muskuļu tonim. Smadzenes automātiski sāk drebēt aukstā vidē, lai neskatoties uz aukstumu varētu uzturēt ķermeņa temperatūru. Aktivizētie muskuļi saraujas, līdz ar to agonistiskas un antagonistiskas muskuļu grupas vienlaicīgi saraujas. Fizioloģisko kustību secību gadījumā agonistu un antagonistu vienlaicīga aktivizēšana citos apstākļos nav iedomājama.
Apkures panāktā siltuma jauda var būt no 320 līdz 400 vatiem. Šī vērtība aptuveni piecas reizes pārsniedz siltuma patēriņa vērtību. Īsta drebēšana ir smags darbs enerģijas ziņā, tāpēc to var izturēt ne ilgāk kā divas stundas.
No šīs muskuļu siltuma veidošanās jānošķir bioķīmiskā termoģenēze. Miega stāvoklī cilvēki ģenerē ķermeņa siltuma metabolisma ātrumu kā daļu no pamata termoģenēzes. Palielinoties vielmaiņas ātrumam, notiek termoģenēze. Tāpēc, kad nepieciešams uzturēt ķermeņa temperatūru, ķermenis sadedzina papildu taukskābes un tādējādi rada siltumu aknās un brūnajos taukaudos. Termoģenēze taukaudos nav saistīta ar ATP sintēzi, tāpēc tā ir visefektīvākā. Siltuma ražošanas olbaltumvielas Thermogenin aktivitāti brūnajos taukaudos sāk spēcīgi saaukstēšanās stimuli.
Šis siltuma ražošanas veids ir jānošķir no postprandiālas termoģenēzes, jo tas notiek gremošanas laikā. Enerģija tiek izmantota barības vielu uzņemšanai, sadalīšanai, transportēšanai un uzglabāšanai. Siltuma metabolisma ātrums tiek palielināts tūlīt pēc ēšanas, lai uzturētu ķermeņa temperatūru.
Visu veidu termoģenēze ir svarīgs līdzeklis, lai pielāgotos mainīgajai ārējai temperatūrai. Drebuļi un līdz ar to arī muskuļu termoģenēze tiek uzsākta visātrāk pēc temperatūras pazemināšanās. Bioķīmiskajiem procesiem nepieciešams ilgāks pārejas laiks, lai pielāgotos krītošajai temperatūrai.
Jūs varat atrast savus medikamentus šeit
➔ Zāles aukstām pēdām un rokāmSlimības un kaites
Samazināta termogēna aktivitāte var veicināt aptaukošanos. Samazināts pamata metabolisma ātrums parasti norāda enerģijas patēriņu cilvēkiem ar lieko svaru. Šis nelielais apgrozījums lielākoties ir noteikts ģenētiski. Tomēr tikpat kritisks parametrs ir samazināta termoģenēze ķermeņa kustības trūkuma dēļ.
Cilvēka ķermeņa pamata metabolisma ātrums ir cieši saistīts ar muskuļu masu, ko sauc arī par masu, kas nesatur taukus. Jo vairāk ķermeņa masas ir muskuļiem, jo lielāks ir pamata metabolisma enerģijas ātrums termoģenēzes dēļ, pat atpūtas fāzēs. Muskuļu veidošana vienmēr palīdz sadedzināt taukus.
Tāpat fiziskās slodzes trūkums, pat atpūtas laikā, veicina samazinātu metabolisma ātrumu bazālā stāvoklī ar zemu termoģenēzi. Pagaidām nav pilnībā noskaidrots, cik lielā mērā cilvēki ar patoloģisku aptaukošanos cieš no samazinātas siltuma veidošanās uztura faktoru dēļ.
Aukstā termoģenēze tagad ir atklāta kā svara zaudēšanas nozares līdzeklis. Papildus tauku dedzināšanas palielināšanai, mērķtiecīga aukstuma iedarbība un tās izraisītā termoģenēze var uzlabot imūnsistēmu, paaugstināt hormonu līmeni, pazemināt cukura līmeni asinīs un mazināt alkas. Šajā kontekstā jau ir veikti eksperimenti ar aukstām dušām, aukstām vannām un pat ledus vannām. Termoģenēzei ir nozīme arī diētām. Piemēram, nepareiza diēta var samazināt termogēno aktivitāti.
Termoreģenētisko procesu traucējumus var noteikt arī daudzu metabolisma traucējumu vai vairogdziedzera slimību kontekstā. Piemēram, hipertireozes kontekstā ir paaugstināta termoģenēze. Papildus bazālā metabolisma ātruma palielināšanās šī slimība izraisa arī ķermeņa temperatūras paaugstināšanos. Svīšana un paaugstināta jutība pret karstumu raksturo klīnisko ainu. Līdzīgi tam ir hipotireozes termoģenēzes samazināšanās. Pamata metabolisma ātrums un ķermeņa temperatūra ir samazināta. Pacientiem ar hipotireozi var parādīties jutīgums pret aukstumu un pasliktināta spēja pielāgoties temperatūras svārstībām.
