lämmöntuotanto

lämmöntuotanto on kehossa tapahtuvaa lämmöntuotantoa, kuten se tapahtuu termoregulaation aikana kehon lämpötilan ylläpitämiseksi. Termogeneesi tapahtuu joko lihaksissa tai ruskeassa rasvakudoksessa. Vähentyneellä ja lisääntyneellä lämpögeneesillä voi olla vakavia seurauksia keholle.

Mikä on lämpögeneesi?

Ihmiskeho on jatkuvasti lämmönvaihtomenetelmissä ympäristön kanssa. Näitä prosesseja kutsutaan termoregulaatioiksi ja ne takaavat kehon lämpötilan vakion. Jatkuva kehon lämpötila tarjoaa kehon prosesseille ihanteelliset työskentelylämpötilat. Esimerkiksi korkeissa ja matalissa lämpötiloissa veri ei enää voinut virtaa ja kehon kudokset kuolevat hapen puutteen vuoksi.

Esimerkiksi, jotta ylläpidettäisiin kehon lämpötilaa vakiona, sitä korkeampi ulkolämpötila, sitä enemmän lämpöä se hajoaa. Samoin se tuottaa lämpöä, kun se on kylmä ulkona.

Kehon lämmöntuotanto tunnetaan termogeneesinä ja tapahtuu pääasiassa metabolisten prosessien yhteydessä. Esimerkiksi lämpö syntyy väistämättä energian aineenvaihdunnan, lihaksen toiminnan ja ruuansulatuksen sivutuotteena. Tässä yhteydessä erotetaan lihaksikas, biokemiallinen ja postrandrandiaalinen lämpögeneesi.

Ympäristön lämpötilasta riippuen lämpögeneesin aikana tuotettu lämpö joko varastoidaan tai vapautetaan kehon lämpötilan ylläpitämiseksi.

Toiminto ja tehtävä

Monilla eläinlajeilla on erikoistuneet mekanismit lämmön säätelyyn. Lämmöntuotanto vastaa yleensä joko lihaksen ja biokemiallista lämpögeneesiä. Luuston lihakset tuottavat lämpöä työn aikana, lisäävät lihaksen sävyä ja värisemistä.

Luustolihasten tehokkuus ylittää harvoin 20 prosenttia. Fyysisen työn energia muuttuu siis suurelta osin lämmöksi. Tällä tavalla vartalo lämpenee, jos lämpöä ei anneta. Jos jännittelet lihaksia kylmässä ympäristössä ja siten nostat lihastesi sävyä, tuotat kehossa lämpöä. Tämä periaate on ratkaisevan tärkeä termoregulaation väristyessä, joka suojaa organismia jossain määrin jäähtymiseltä.

Lihasten näkyvä vapina on ominaista korkealle lihaksen sävylle. Aivot aloittavat levityksen automaattisesti kylmässä ympäristössä voidakseen ylläpitää kehon lämpötilaa kylmästä huolimatta. Aktivoituneet lihakset supistuvat, jolloin agonistiset ja antagonistiset lihasryhmät supistuvat samanaikaisesti. Fysiologisten liikekvenssien tapauksessa agonistien ja antagonistien samanaikainen aktivointi on mahdotonta muissa olosuhteissa.

Värähtelyllä saavutettu lämpöteho voi olla välillä 320-400 wattia. Tämä arvo vastaa noin viisinkertaista lämmönkulutuksen arvoa. Todellinen vapina on kovaa työtä energian suhteen, ja siksi se voi kestää korkeintaan kaksi tuntia.

Biokemiallinen lämpögeneesi on erotettava tästä lihaksen lämmöntuotannosta. Lepotilassa ihminen tuottaa kehon lämmön perustason metabolisen nopeuden osana perustermogeneesiä. Kun aineenvaihdunta nousee, tapahtuu lämpögeneesi. Siksi, kun on tarpeen ylläpitää kehon lämpötilaa, keho polttaa lisää rasvahappoja ja tuottaa siten lämpöä maksassa ja ruskeassa rasvakudoksessa. Termogeneesi rasvakudoksessa ei liity ATP-synteesiin ja on siksi tehokkain. Lämpöä tuottavan proteiinin Thermogenin aktiivisuus käynnistyy ruskeassa rasvakudoksessa voimakkaiden kylmien ärsykkeiden avulla.

Tämän tyyppinen lämmöntuotanto on erotettava postprandiaalisesta termogeneesistä, koska se tapahtuu ruuansulatuksen aikana. Energiaa käytetään ravintoaineiden nauttimiseen, jakamiseen, kuljettamiseen ja varastointiin. Lämmön aineenvaihdunnan nopeus nousee heti syömisen jälkeen kehon lämpötilan ylläpitämiseksi.

Kaikentyyppiset lämpögeneesi ovat tärkeä keino sopeutua muuttuviin ulkolämpötiloihin. Väristyminen ja sen myötä lihasten lämpögeneesi käynnistyy nopeimmin lämpötilan laskun jälkeen. Biokemialliset prosessit tarvitsevat pidemmän vaihtoajan mukautuakseen laskeviin lämpötiloihin.

Löydät lääkkeesi täältä

Sairaudet ja vaivat

Vähentynyt termogeeninen aktiivisuus voi edistää liikalihavuutta. Alentunut perusaineenvaihdunnan nopeus osoittaa yleensä ylipainoisten ihmisten energiankulutuksen. Tämä pieni vaihtuvuus on suurelta osin geneettisesti määritetty. Kehon liikkumisen puutteesta johtuva vähentynyt lämpögeneesi on kuitenkin yhtä kriittinen parametri.

Ihmisen kehon perusaineenvaihdunnan nopeus liittyy läheisesti lihasmassaan, joka tunnetaan myös rasvattomana massana. Mitä enemmän lihasta on kehossa, sitä suurempi energian perustason metabolinen nopeus johtuu termogeneesistä, jopa lepovaiheissa. Lihasmassan rakentaminen auttaa aina polttamaan rasvaa.

Samoin liikunnan puute, jopa lepoaikoina, edistää perusmetabolian heikkenemistä alhaisella lämpögeneesillä. Sitä, missä määrin patologista liikalihavuutta sairastavat ihmiset kärsivät vähentyneestä lämmönkestävyydestä ravitsemustekijöiden vuoksi, ei ole vielä selvitetty lopullisesti.

Kylmä termogeneesi on nyt löydetty keinona laihtumiseen. Lisääntyneen rasvanpolton lisäksi kohdennettu altistuminen kylmyydelle ja sen aiheuttama lämpögeneesi voi parantaa immuunijärjestelmää, nostaa hormonitasoja, alentaa verensokeria ja vähentää halukkuutta. Tässä yhteydessä kokeita on jo tehty kylmien suihkujen, kylmäkylpyjen ja jopa jääkylpyjen kanssa. Termogeneesillä on myös merkitys ruokavalioissa. Esimerkiksi väärät ruokavaliot voivat vähentää lämpöä aiheuttavaa aktiivisuutta.

Termogeenisten prosessien häiriöt voidaan havaita myös monien aineenvaihduntahäiriöiden tai kilpirauhasen sairauksien yhteydessä. Esimerkiksi liiallisessa kilpirauhasen vajaatoiminnassa on lisääntynyt lämpögeneesi. Perusmetabolian lisääntymisen lisäksi tämä sairaus aiheuttaa myös kehon lämpötilan nousun. Hikoilu ja lämpöherkkyys luonnehtivat kliinistä kuvaa. Analogisesti tämän kanssa kilpirauhasen vajaatoiminta vähenee termogeneesissä. Perusmetabolianopeus ja kehon lämpötila ovat laskeneet. Herkkyys kylmälle ja heikentynyt kyky sopeutua lämpötilanvaihteluihin voivat ilmetä oireita potilailla, joilla on kilpirauhasen vajaatoiminta.