Termogeneze

Termogeneze je produkce tepla v těle, jak se to děje během termoregulace k udržení tělesné teploty. K termogenezi dochází ve svalech nebo v hnědé tukové tkáni. Snížená a zvýšená termogeneze může mít pro tělo vážné následky.

Co je termogeneze?

Lidské tělo je trvale v procesu výměny tepla s prostředím. Tyto procesy se nazývají termoregulace a zajišťují stálost tělesné teploty. Konstantní tělesná teplota nabízí tělním procesům ideální pracovní teploty. Například při vysokých a nízkých teplotách již krev nemohla proudit a tkáně těla zemřely kvůli nedostatku kyslíku.

Například pro udržení konstantní tělesné teploty, čím vyšší je venkovní teplota, tím více tepla se odvádí. Podobně produkuje teplo, když je venku zima.

Produkce tepla v těle je známá jako termogeneze a probíhá primárně v souvislosti s metabolickými procesy. Například teplo nevyhnutelně vzniká jako vedlejší produkt energetického metabolismu, svalové aktivity a trávení. V této souvislosti se rozlišuje mezi svalovou, biochemickou a postprandiální termogenezí.

V závislosti na okolní teplotě se teplo vytvářené během termogeneze buď uchovává, nebo uvolňuje, aby se udržela tělesná teplota.

Funkce a úkol

Mnoho druhů zvířat má specializované mechanismy pro termoregulaci. Vytváření tepla obvykle odpovídá svalové a biochemické termogenezi. Kostrové svaly vytvářejí během práce teplo, zvyšují svalový tonus a třes.

Účinnost kosterních svalů málokdy přesahuje 20 procent. Energie z fyzické práce je proto z velké části přeměněna na teplo. Tímto způsobem se tělo zahřeje, pokud se teplo nevydá. Pokud napjete svaly v chladném prostředí a zvýšíte tak svalový tonus, vytvoříte v těle teplo. Tento princip je zásadní pro otřesy termoregulace, která organismus do určité míry chrání před ochlazením.

Viditelný třes svalů je charakteristický vysokým svalovým tónem. Chvění je automaticky iniciováno mozkem v chladném prostředí, aby bylo možné udržet tělesnou teplotu navzdory chladu. Aktivované svaly se stahují, čímž se současně stahují agonistické a antagonistické svalové skupiny. V případě fyziologických pohybových sekvencí je současná aktivace agonistů a antagonistů nemyslitelná za jiných okolností.

Tepelný výkon dosažený třepáním může být mezi 320 a 400 watty. Tato hodnota odpovídá asi pětinásobku hodnoty spotřeby tepla. Skutečné třes je energeticky těžká práce, a proto může vydržet maximálně dvě hodiny.

Biochemická termogeneze musí být odlišena od tohoto svalového tepla. V klidovém stavu lidé vytvářejí bazální metabolickou rychlost tělesného tepla jako součást základní termogeneze. Když se metabolismus zvýší, dojde k termogenezi. Proto, když je nezbytné udržovat tělesnou teplotu, tělo spaluje další mastné kyseliny a tím vytváří teplo v játrech a hnědé tukové tkáni. Termogeneze v tukové tkáni není spojena se syntézou ATP, a je proto nejúčinnější. Aktivita proteinu Thermogenin produkujícího teplo je iniciována v hnědé tukové tkáni silnými studenými podněty.

Tento typ produkce tepla je třeba odlišit od postprandiální termogeneze, ke které dochází během trávení. Energie se používá k požití, rozdělení, přepravě a skladování živin. Základní metabolická rychlost tepla se zvyšuje bezprostředně po jídle, aby se udržela tělesná teplota.

Všechny typy termogeneze jsou důležitým prostředkem pro přizpůsobení se měnícím se venkovním teplotám. Chvění a tím svalová termogeneze se zahajuje nejrychleji po poklesu teploty. Biochemické procesy potřebují delší dobu přechodu, aby se přizpůsobily klesajícím teplotám.

Zde najdete své léky

Nemoci a nemoci

Snížená termogenní aktivita může podporovat obezitu. Snížená bazální rychlost metabolismu obvykle znamená spotřebu energie u lidí s nadváhou. Tento nízký obrat je z velké části geneticky určen. Stejně důležitým parametrem je však snížená termogeneze v důsledku nedostatečného pohybu těla.

Bazální metabolický poměr lidského těla úzce souvisí se svalovou hmotou, která se také nazývá beztuková hmota. Čím více svalové hmoty je v těle, tím vyšší je základní metabolická rychlost energie v důsledku termogeneze, a to i během klidových fází. Budování svalové hmoty vždy pomáhá spalovat tuk.

Podobně nedostatek pohybu, dokonce i v době odpočinku, podporuje sníženou bazální metabolickou rychlost s nízkou termogenezí. Rozsah, ve kterém lidé s patologickou obezitou trpí sníženou tvorbou tepla v důsledku nutričních faktorů, nebyl dosud jednoznačně objasněn.

Studená termogeneze byla nyní objevena jako prostředek průmyslu hubnutí. Kromě zvýšeného spalování tuků může cílené vystavení chladu a termogeneze jím vyvolaná zlepšit imunitní systém, zvýšit rovnováhu hormonů, snížit hladinu cukru v krvi a snížit chuť k jídlu. V této souvislosti již byly provedeny experimenty se studenými sprchami, studenými a dokonce i ledovými lázněmi. Termogeneze také hraje roli ve stravě. Například nesprávná strava může snížit termogenní aktivitu.

Poruchy termogenních procesů lze také detekovat v souvislosti s mnoha metabolickými poruchami nebo onemocněními štítné žlázy. Například v souvislosti s hypertyreózou dochází ke zvýšené termogenezi. Kromě zvýšení bazální metabolické rychlosti způsobuje toto onemocnění také zvýšení tělesné teploty. Klinický obraz charakterizuje pocení a přecitlivělost na teplo. Analogicky k tomu dochází ke snížení termogeneze při hypotyreóze. Bazální metabolismus a tělesná teplota jsou sníženy. U pacientů s hypotyreózou se může objevit doprovodná citlivost na chlad a zhoršená schopnost přizpůsobit se kolísání teploty.