Termogenees

Termogenees on soojuse tootmine kehas, nagu seda tehakse termoregulatsiooni ajal kehatemperatuuri säilitamiseks. Termogenees toimub kas lihastes või pruunis rasvkoes. Vähenenud ja suurenenud termogenees võib organismile tõsiseid tagajärgi põhjustada.

Mis on termogenees?

Inimkeha viibib püsivalt keskkonnaga soojusvahetusprotsessides. Neid protsesse nimetatakse termoregulatsiooniks ja need tagavad kehatemperatuuri püsivuse. Pidev kehatemperatuur pakub kehaprotsessidele ideaalseid töötemperatuure. Näiteks kõrge ja madala temperatuuri korral ei saanud veri enam voolata ja keha kuded surevad hapniku puuduse tõttu.

Näiteks püsiva kehatemperatuuri hoidmiseks on kõrgem välistemperatuur, seda rohkem soojust see hajub. Samamoodi toodab see soojust, kui väljas on külm.

Keha soojuse tootmist nimetatakse termogeneesiks ja see toimub peamiselt ainevahetusprotsesside kontekstis. Näiteks kuumus tekib paratamatult energia metabolismi, lihaste aktiivsuse ja seedimise kõrvalsaadusena. Selles kontekstis eristatakse lihaste, biokeemilisi ja söögijärgseid termogeneese.

Sõltuvalt ümbritseva õhu temperatuurist säilitatakse või vabastatakse termogeneesi käigus toodetud soojus kehatemperatuuri säilitamiseks.

Funktsioon ja ülesanne

Paljudel loomaliikidel on spetsiaalsed termoregulatsiooni mehhanismid. Soojuse tootmine vastab tavaliselt kas lihaste ja biokeemilisele termogeneesile. Skeletilihased tekitavad töö ajal soojust, suurenenud lihastoonust ja värisemist.

Skeletilihaste efektiivsus ületab harva 20 protsenti. Füüsilisel tööl saadud energia muundub seetõttu suures osas soojuseks. Sel viisil muutub keha soojaks, kui soojust ei eraldata. Kui pingutate lihaseid külmas keskkonnas ja suurendate sel viisil lihastoonust, tekitate kehas kuumust. See põhimõte on ülioluline termoregulatsiooni raputamisel, mis kaitseb organismi teatud määral jahtumise eest.

Lihaste nähtav värin on iseloomulik kõrgele lihastoonusele. Aju algatab loksumise automaatselt külmas keskkonnas, et säilitada kehatemperatuuri hoolimata külmast. Aktiveeritud lihased tõmbuvad kokku, mistõttu agonistlikud ja antagonistlikud lihasrühmad tõmbuvad samaaegselt kokku. Füsioloogiliste liikumisjärjestuste korral on agonistide ja antagonistide samaaegne aktiveerimine muudes olukordades mõeldamatu.

Värisemisega saavutatav soojusvõimsus võib olla vahemikus 320–400 vatti. See väärtus vastab umbes viis korda soojustarbimise väärtusele. Tõeline värisemine on energia mõttes raske töö ja seetõttu võib seda teha maksimaalselt kaks tundi.

Sellest lihaste soojuse tekkest tuleb eristada biokeemilist termogeneesi. Puhkeseisundis tekitavad inimesed põhitermogeneesi osana keha kuumuse põhilise metaboolse kiiruse. Kui ainevahetuse kiirus suureneb, toimub termogenees. Seetõttu, kui on vaja säilitada kehatemperatuuri, põletab keha täiendavaid rasvhappeid ja tekitab seeläbi maksas ja pruunis rasvkoes soojust. Termogenees rasvkoes ei ole seotud ATP sünteesiga ja on seetõttu kõige tõhusam. Soojust tootva valgu Thermogenin aktiivsust käivitavad pruun rasvkoes tugevad külmad stiimulid.

Seda tüüpi soojuse tootmist tuleb eristada postprandiaalsest termogeneesist, kuna see toimub seedimise ajal. Energiat kasutatakse toitainete sissevõtmiseks, tükeldamiseks, transportimiseks ja säilitamiseks. Kehatemperatuuri hoidmiseks suureneb kuumuse põhiline ainevahetuse kiirus kohe pärast söömist.

Igasugused termogeneesi tüübid on olulised muutuvate välistemperatuuridega kohanemise vahendid. Värisemine ja koos sellega lihaste termogenees käivitatakse kiiremini pärast temperatuuri langust. Biokeemilised protsessid vajavad langeva temperatuuriga kohanemiseks pikemat üleminekuaega.

Ravimid leiate siit

Haigused ja tervisehäired

Vähendatud termogeenne aktiivsus võib soodustada rasvumist. Vähenenud põhiline ainevahetuse kiirus näitab tavaliselt ülekaaluliste inimeste energiatarbimist. See väike käive on suuresti geneetiliselt määratud. Keha liikumise puudumisest tulenev vähenenud termogenees on aga sama kriitiline parameeter.

Inimkeha põhiline ainevahetuse kiirus on tihedalt seotud lihasmassiga, mida nimetatakse ka rasvavabaks massiks. Mida rohkem on kehas lihasmassi, seda suurem on termoregeneesi tõttu ainevahetuse baaskiirus isegi puhkefaaside ajal. Lihasmassi suurendamine aitab alati rasva põletada.

Samuti soodustab vähene füüsiline koormus, isegi puhkeperioodidel, madalama termogeneesiga ainevahetuse kiiruse vähenemist. Seda, mil määral patoloogilise rasvumisega inimesed kannatavad toitumistegurite tõttu vähenenud soojuse tekke all, ei ole veel lõplikult täpsustatud.

Külmtermogenees on nüüd kaalulangetustööstuse vahendina avastatud. Lisaks rasvapõletuse suurendamisele võib sihipärane kokkupuude külmaga ja selle põhjustatud termogenees parandada immuunsussüsteemi, suurendada hormoonide tasakaalu, alandada veresuhkru taset ja vähendada isu. Sellega seoses on juba läbi viidud eksperimente külmade dušide, külmade vannide ja isegi jäävannidega. Termogenees mängib rolli ka dieetides. Näiteks võib vale toitumine vähendada termogeenset aktiivsust.

Termogeensete protsesside häireid saab tuvastada ka paljude ainevahetushäirete või kilpnäärmehaiguste taustal. Näiteks on hüpertüreoidismi korral suurenenud termogenees. Lisaks põhilise ainevahetuse kiiruse suurenemisele põhjustab see haigus ka kehatemperatuuri tõusu. Higistamine ja ülitundlikkus kuumuse suhtes iseloomustavad kliinilist pilti. Analoogselt sellele on hüpotüreoidismi termogeneesi vähenemine. Baasvahetuse kiirus ja kehatemperatuur on vähenenud. Hüpotüreoidismiga patsientidel võivad kaasneda sümptomid külma tundlikkusele ja halvenenud võimele kohaneda temperatuurikõikumistega.