Termoģenēze ir siltuma ražošana organismā, kā tas tiek darīts termoregulācijā, lai uzturētu ķermeņa temperatūru. Termoģenēze notiek vai nu muskuļos, vai brūnos taukaudos. Samazināta un palielināta termoģenēze var radīt nopietnas sekas ķermenim.
Kas ir termoģenēze?
Termoģenēze ir siltuma ražošana organismā, kā tas tiek darīts termoregulācijā, lai uzturētu ķermeņa temperatūru. Cilvēka ķermenis pastāvīgi atrodas siltuma apmaiņas procesos ar apkārtējo vidi. Šos procesus sauc par termoregulāciju un tie nodrošina ķermeņa temperatūras nemainību. Pastāvīgā ķermeņa temperatūra nodrošina ideālu darba temperatūru ķermeņa procesiem. Piemēram, ļoti mainīgā augstā un zemā temperatūrā asinis vairs nevarēja plūst, un ķermeņa audi nomirtu to trūkuma dēļ skābeklis. Lai uzturētu nemainīgu ķermeņa temperatūru, piemēram, jo augstāka ir ārējā temperatūra, jo vairāk siltuma cilvēks sadalās. Līdzīgi viņš ražo siltumu, kad tas ir auksts ārā. Ķermeņa siltuma ražošana ir pazīstama kā termoģenēze, un tā galvenokārt notiek kā vielmaiņas procesu daļa. Piemēram, siltums neizbēgami rodas kā blakusprodukts enerģijas metabolisms, muskuļu aktivitāte un gremošana. Šajā kontekstā tiek nošķirta muskuļu, bioķīmiskā un postprandiālā termoģenēze. Atkarībā no apkārtējās vides temperatūras termoģenēzes laikā saražotais siltums tiek vai nu uzkrāts, vai arī atbrīvots, lai uzturētu ķermeņa temperatūru.
Funkcija un uzdevums
Daudzām dzīvnieku sugām ir specializēti termoregulācijas mehānismi. Siltuma ražošana parasti atbilst muskuļu vai bioķīmiskajai termoģenēzei. Skeleta muskuļos darba laikā rodas siltums, palielināts muskuļu tonuss un auksts drebuļi. Reti kad skeleta muskuļu efektivitāte pārsniedz 20 procentus. Tāpēc lielākā daļa fiziskā darba enerģijas tiek pārvērsta siltumā. Ķermenī tas izraisa sildīšanu, ja siltums netiek atbrīvots. Ja jūs sasprindzināt muskuļus a auksts vidi un tādējādi paaugstina muskuļu tonusu, jūs organismā ģenerējat siltumu. Šis princips ir izšķirošs termoregulācijas aukstuma drebuļiem, kas zināmā mērā aizsargā organismu no atdzišanas. Redzamais muskuļu trīce ir raksturīga augstam muskuļu tonusam. Saaukstēšanās drebuļi automātiski sākas smadzenes aukstā vidē, lai uzturētu ķermeņa temperatūru, neskatoties uz aukstumu. Aktivētie muskuļi saraujas, vienlaicīgi kontrakcijas agonistu un antagonistu muskuļu grupām. Fizioloģiskajās kustībās vienlaikus nav iedomājama agonistu un antagonistu aktivizēšana. Siltuma drebuļi, kas iegūti aukstā drebuļā, var būt no 320 līdz 400 vatiem. Šī vērtība ir aptuveni piecas reizes lielāka par siltuma metaboliskā ātruma vērtību. No enerģijas viedokļa reāla aukstuma drebuļi ir smags darbs, un tāpēc tos var uzturēt ne ilgāk kā divas stundas. Bioķīmiskā termoģenēze ir jānošķir no šīs muskuļu siltuma radīšanas. Mierīgā stāvoklī cilvēki rada ķermeņa siltuma vielmaiņas ātrumu bazālās termoģenēzes ietvaros. Palielinoties vielmaiņas ātrumam, notiek termoģenēze. Tāpēc, kad nepieciešams uzturēt ķermeņa temperatūru, ķermenis apdegumi papildu taukskābes lai radītu siltumu aknas un brūni taukaudi. Termoģenēze taukaudos nav saistīta ar ATP sintēzi, un tāpēc tā ir visefektīvākā. Siltumu ražojošā proteīna termogenīna aktivitāti brūnos taukaudos sāk spēcīgi auksti stimuli. Šis siltuma ražošanas veids ir jānošķir no termoģenēzes pēc ēšanas, kas notiek gremošanas laikā. Enerģiju izmanto pārtikas uzņemšanai, sadalīšanai, transportēšanai un barības vielu uzglabāšanai. Siltuma pamata vielmaiņas ātrums tiek palielināts, lai uzturētu ķermeņa temperatūru tūlīt pēc ēšanas. Visi termoģenēzes veidi ir svarīgs līdzeklis, lai pielāgotos mainīgajām ārējām temperatūrām. Aukstā drebuļi un līdz ar to arī muskuļu termoģenēze visstraujāk sākas pēc temperatūras pazemināšanās. Bioķīmiskajiem procesiem nepieciešams ilgāks laiks, lai pielāgotos temperatūras kritumam.
Slimības un kaites
Var veicināt samazinātu termoģenēzes aktivitāti aptaukošanās. Pazemināts pamata vielmaiņas ātrums parasti raksturo enerģijas patēriņu liekais svars cilvēki. Šis zemais apgrozījums lielā mērā ir noteikts ģenētiski. Tomēr samazināta termoģenēze fizisko aktivitāšu trūkuma dēļ ir tikpat izšķirošs parametrs. Cilvēka ķermeņa bāzes metabolisma ātrums ir cieši saistīts ar muskuļiem masa, ko dēvē arī par beztauku masu. Jo vairāk muskuļu masa ir ķermenī, jo augstāks ir enerģijas metabolisma ātrums termoģenēzes dēļ pat miera stāvoklī. Šajā ziņā muskuļu audzēšana masa vienmēr palīdz sadedzināt taukus. Līdzīgi fiziskās slodzes trūkums, pat miera stāvoklī, veicina pazeminātu vielmaiņas ātrumu ar zemu termoģenēzi. Cik lielā mērā cilvēki ar patoloģisku aptaukošanās uzturvielu faktoru dēļ ir samazinājusies termoģenēze, vēl nav galīgi noteikts. Tagad ir atklāta aukstā termoģenēze kā svara zaudēšanas nozares līdzeklis. Papildus palielināšanai tauku dedzināšana, mērķtiecīga aukstuma iedarbība un tās izraisītā termoģenēze var uzlabot imūnā sistēma, palielināt hormonu līdzsvarot, zemāks asinis cukurs, un samazināt alkas. Šajā kontekstā jau ir eksperimentētas ar aukstām dušām, aukstām vannām un pat ledus vannām. Termoģenēzei ir nozīme arī diētās. Piemēram, nepareiza diēta var samazināt termoģenēzes aktivitāti. Termogēno procesu traucējumus var noteikt arī daudzu vielmaiņas traucējumu vai vairogdziedzera slimību kontekstā. Palielināta termoģenēze ir vērojama, piemēram, hipertiroīdisms. Papildus bazālās vielmaiņas ātruma palielināšanai šajā slimībā notiek ķermeņa temperatūras paaugstināšanās. Svīšana un paaugstināta jutība pret karstumu raksturo klīnisko ainu. Analogiski hipotireoze notiek termoģenēzes samazināšanās. Bāzes vielmaiņas ātrums un ķermeņa temperatūra ir samazināta. Jutīgums pret aukstumu un pasliktināta spēja pielāgoties temperatūras izmaiņām var būt vienlaikus simptomi pacientiem ar hipotireoze.
