توليد الحرارة

ال توليد الحرارة هو إنتاج الحرارة في الجسم ، كما يحدث أثناء التنظيم الحراري للحفاظ على درجة حرارة الجسم. يحدث التوليد الحراري إما في العضلات أو في الأنسجة الدهنية البنية. يمكن أن يؤدي انخفاض وزيادة توليد الحرارة إلى عواقب وخيمة على الجسم.

ما هو التوليد الحراري؟

يكون جسم الإنسان دائمًا في عمليات التبادل الحراري مع البيئة. تسمى هذه العمليات التنظيم الحراري وتضمن ثبات درجة حرارة الجسم. توفر درجة حرارة الجسم الثابتة للجسم معالجة درجات حرارة العمل المثالية. في درجات الحرارة المرتفعة والمنخفضة ، على سبيل المثال ، لا يمكن للدم أن يتدفق وتموت أنسجة الجسم بسبب نقص الأكسجين.

على سبيل المثال ، للحفاظ على درجة حرارة الجسم ثابتة ، كلما ارتفعت درجة الحرارة الخارجية ، زادت الحرارة التي تتبدد. وبالمثل ، فإنها تنتج الحرارة عندما يكون الجو باردًا بالخارج.

يُعرف إنتاج حرارة الجسم بالتوليد الحراري ويحدث بشكل أساسي في سياق عمليات التمثيل الغذائي. الحرارة ، على سبيل المثال ، تنشأ حتمًا كنتاج ثانوي لاستقلاب الطاقة ونشاط العضلات والهضم. في هذا السياق ، يتم التمييز بين توليد الحرارة العضلي والكيميائي الحيوي وما بعد الأكل.

اعتمادًا على درجة الحرارة المحيطة ، يتم تخزين الحرارة الناتجة أثناء التوليد الحراري أو إطلاقها للحفاظ على درجة حرارة الجسم.

الوظيفة والمهمة

العديد من أنواع الحيوانات لديها آليات متخصصة لتنظيم الحرارة. عادة ما يتوافق توليد الحرارة مع توليد الحرارة العضلي والكيميائي الحيوي. تولد عضلات الهيكل العظمي الحرارة أثناء العمل ، وتزيد من قوة العضلات وترتجف.

نادراً ما تتجاوز كفاءة عضلات الهيكل العظمي 20 بالمائة. لذلك يتم تحويل الطاقة من العمل البدني إلى حد كبير إلى حرارة. بهذه الطريقة ، يصبح الجسم دافئًا إذا لم يتم إطلاق الحرارة. إذا قمت بشد عضلاتك في بيئة باردة وبالتالي زادت من قوة عضلاتك ، فإنك تولد حرارة في جسمك. هذا المبدأ ضروري لارتعاش التنظيم الحراري ، الذي يحمي الكائن الحي إلى حد ما من التبريد.

الرعاش المرئي للعضلات هو سمة من سمات قوة العضلات. يبدأ المخ بالارتجاف تلقائيًا في بيئة باردة ليتمكن من الحفاظ على درجة حرارة الجسم على الرغم من البرد. تنقبض العضلات المنشطة ، حيث تنقبض مجموعات العضلات المناهضة والعدائية في نفس الوقت. في حالة تسلسلات الحركة الفسيولوجية ، لا يمكن تصور التنشيط المتزامن للمنبهات والمناهضات في ظل ظروف أخرى.

يمكن أن يكون الناتج الحراري الناتج عن الارتعاش بين 320 و 400 واط. هذه القيمة تقابل حوالي خمسة أضعاف قيمة استهلاك الحرارة. الارتعاش الحقيقي هو عمل شاق من حيث الطاقة وبالتالي يمكن تحمله لمدة ساعتين كحد أقصى.

يجب تمييز التوليد الحراري الكيميائي الحيوي عن توليد الحرارة العضلي. في حالة الراحة ، يولد البشر معدل الأيض الأساسي لحرارة الجسم كجزء من التوليد الحراري الأساسي. عندما يزيد معدل الأيض ، يحدث التوليد الحراري. لذلك ، عندما يكون من الضروري الحفاظ على درجة حرارة الجسم ، يحرق الجسم أحماض دهنية إضافية ، وبالتالي يولد حرارة في الكبد والأنسجة الدهنية البنية. لا يرتبط التوليد الحراري في الأنسجة الدهنية بتخليق ATP وبالتالي فهو الأكثر فعالية. يبدأ نشاط بروتين Thermogenin المنتج للحرارة في الأنسجة الدهنية البنية عن طريق محفزات البرد القوية.

يجب تمييز هذا النوع من إنتاج الحرارة عن التوليد الحراري بعد الأكل ، كما يحدث أثناء الهضم. تُستخدم الطاقة في استيعاب العناصر الغذائية وتقسيمها ونقلها وتخزينها. يتم زيادة معدل الأيض الأساسي للحرارة مباشرة بعد الأكل للحفاظ على درجة حرارة الجسم.

جميع أنواع التوليد الحراري هي وسيلة مهمة للتكيف مع درجات الحرارة الخارجية المتغيرة. يبدأ الارتعاش ومعه توليد الحرارة العضلي بشكل أسرع بعد انخفاض درجة الحرارة. تحتاج العمليات الكيميائية الحيوية إلى وقت تغيير أطول للتكيف مع درجات الحرارة المنخفضة.

يمكنك العثور على أدويتك هنا

الامراض والاعتلالات

يمكن أن يؤدي النشاط الحراري المنخفض إلى زيادة السمنة. يشير معدل الأيض الأساسي المنخفض عادة إلى استهلاك الطاقة للأشخاص الذين يعانون من زيادة الوزن. يتم تحديد هذا الدوران المنخفض وراثيا إلى حد كبير. ومع ذلك ، فإن انخفاض توليد الحرارة بسبب نقص حركة الجسم هو عامل مهم بنفس القدر.

يرتبط معدل الأيض الأساسي لجسم الإنسان ارتباطًا وثيقًا بكتلة العضلات ، والتي تُعرف أيضًا باسم الكتلة الخالية من الدهون. كلما زادت كتلة العضلات في الجسم ، زاد معدل الأيض الأساسي للطاقة بسبب التوليد الحراري ، حتى أثناء مراحل الراحة. يساعد بناء كتلة العضلات دائمًا على حرق الدهون.

وبالمثل ، فإن عدم ممارسة الرياضة ، حتى أثناء فترات الراحة ، يعزز معدل الأيض الأساسي المنخفض مع توليد الحرارة المنخفض. لم يتم توضيح مدى معاناة الأشخاص الذين يعانون من السمنة المرضية من انخفاض توليد الحرارة بسبب العوامل الغذائية بشكل قاطع.

تم اكتشاف التوليد الحراري البارد كوسيلة لصناعة فقدان الوزن. بالإضافة إلى زيادة حرق الدهون ، يمكن أن يؤدي التعرض المستهدف للبرد والتوليد الحراري الناجم عن ذلك إلى تحسين جهاز المناعة وزيادة توازن الهرمونات وخفض نسبة السكر في الدم وتقليل الرغبة الشديدة. في هذا السياق ، تم بالفعل إجراء تجارب مع حمامات باردة وحمامات باردة وحتى حمامات ثلجية. يلعب التوليد الحراري أيضًا دورًا في الوجبات الغذائية. على سبيل المثال ، يمكن أن تقلل الأنظمة الغذائية الخاطئة من النشاط الحراري.

يمكن أيضًا اكتشاف اضطرابات العمليات الحرارية في سياق العديد من الاضطرابات الأيضية أو أمراض الغدة الدرقية. على سبيل المثال ، هناك زيادة في توليد الحرارة في سياق فرط نشاط الغدة الدرقية. بالإضافة إلى زيادة معدل الأيض الأساسي ، يتسبب هذا المرض أيضًا في زيادة درجة حرارة الجسم. يتميز التعرق والحساسية المفرطة للحرارة بالصورة السريرية. على غرار ذلك ، هناك انخفاض في توليد الحرارة في قصور الغدة الدرقية. يتم تقليل معدل الأيض الأساسي ودرجة حرارة الجسم. يمكن أن تظهر الأعراض المصاحبة للحساسية تجاه البرودة وتدهور القدرة على التكيف مع تقلبات درجات الحرارة لدى مرضى قصور الغدة الدرقية.