توليد الحرارة هو إنتاج الحرارة في الجسم ، كما هو الحال في 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؟
التوليد الحراري هو إنتاج الحرارة في الجسم ، كما هو الحال في التنظيم الحراري للحفاظ على درجة حرارة الجسم. 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 درجات حرارة عمل مثالية لعمليات الجسم. في درجات الحرارة العالية والمنخفضة المتغيرة بشدة ، على سبيل المثال ، دم لم يعد بإمكانه التدفق وتموت أنسجة الجسم بسبب نقص أكسجين. للحفاظ على درجة حرارة الجسم ثابتة ، على سبيل المثال ، كلما ارتفعت درجات الحرارة الخارجية ، زادت الحرارة التي ينكسر فيها الشخص. وبالمثل ، فإنه ينتج الحرارة عندما يكون كذلك بارد في الخارج. يُعرف إنتاج حرارة الجسم بالتوليد الحراري ويتم بشكل أساسي كجزء من عمليات التمثيل الغذائي. على سبيل المثال ، يتم إنتاج الحرارة حتمًا كمنتج ثانوي لـ استقلاب الطاقةوالنشاط العضلي 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 إنتاج الحرارة مع التوليد الحراري العضلي والكيميائي الحيوي. في العضلات الهيكلية ، يتم توليد الحرارة أثناء العمل ، وزيادة قوة العضلات ، و بارد يرتجف. نادرًا ما تتجاوز كفاءة العضلات الهيكلية 20 بالمائة. لذلك ، يتم تحويل معظم الطاقة من العمل البدني إلى حرارة. ينتج عن هذا تسخين في الجسم إذا لم يتم إطلاق الحرارة. إذا قمت بشد عضلاتك في أ بارد البيئة وبالتالي ترفع من قوة العضلات ، وتولد حرارة في الجسم. هذا المبدأ ضروري للارتعاش البارد للتنظيم الحراري ، والذي يحمي الكائن الحي من التبريد إلى حد معين. الارتعاش الظاهر للعضلات هو سمة من سمات قوة العضلات. يبدأ الارتعاش البارد تلقائيًا بواسطة الدماغ في البيئات الباردة للحفاظ على درجة حرارة الجسم بالرغم من البرد. تنقبض العضلات المنشطة بشكل متزامن انكماش من مجموعات العضلات الناهضة والمناهضة. في الحركات الفسيولوجية ، التنشيط المتزامن للمنبهات والمضادات لا يمكن تصوره في ظل ظروف أخرى. يمكن أن تتراوح الطاقة الحرارية الناتجة عن الارتجاف البارد من 320 إلى 400 واط. هذه القيمة تقارب خمسة أضعاف قيمة معدل الأيض الأساسي للحرارة. من وجهة نظر الطاقة ، فإن الارتعاش الحقيقي من البرد هو عمل شاق ، وبالتالي يمكن أن يستمر لمدة ساعتين كحد أقصى. يجب التمييز بين التوليد الحراري الكيميائي الحيوي وتوليد الحرارة العضلي. في حالة الراحة ، يولد البشر معدل الأيض الأساسي لحرارة الجسم كجزء من التوليد الحراري الأساسي. عندما يزداد معدل الأيض ، يحدث التوليد الحراري. لذلك ، عند الضرورة للحفاظ على درجة حرارة الجسم والجسم الحروق إضافي الأحماض الدهنية لتوليد الحرارة في كبد والأنسجة الدهنية البنية. لا يرتبط التوليد الحراري في الأنسجة الدهنية بتخليق ATP وبالتالي فهو الأكثر فعالية. يبدأ نشاط الثرموجينين البروتيني المنتج للحرارة في الأنسجة الدهنية البنية عن طريق محفزات البرد القوية. يجب تمييز هذا النوع من إنتاج الحرارة عن التوليد الحراري بعد الأكل ، والذي يحدث أثناء الهضم. تُستخدم الطاقة في تناول المواد الغذائية وتفكيكها ونقلها وتخزينها. يتم زيادة معدل الأيض الأساسي للحرارة للحفاظ على درجة حرارة الجسم مباشرة بعد تناول الطعام. جميع أنواع التوليد الحراري هي وسيلة مهمة للتكيف مع درجات الحرارة الخارجية المتغيرة. يبدأ الارتعاش البارد ، وبالتالي توليد الحرارة العضلي ، بأسرع ما يمكن بعد انخفاض درجة الحرارة. تستغرق العمليات البيوكيميائية وقتًا أطول للتكيف مع درجات الحرارة المنخفضة.
الأمراض والعلل
قد يؤدي انخفاض نشاط توليد الحرارة إلى تعزيز بدانةعادة ما يميز معدل الأيض الأساسي المنخفض استهلاك الطاقة لـ زيادة الوزن اشخاص. يتم تحديد هذا الدوران المنخفض وراثيا إلى حد كبير. ومع ذلك ، فإن انخفاض توليد الحرارة بسبب نقص النشاط البدني هو عامل حاسم بنفس القدر. يرتبط معدل الأيض الأساسي لجسم الإنسان ارتباطًا وثيقًا بالعضلات كتلة، والتي يشار إليها أيضًا باسم الكتلة الخالية من الدهون. المزيد من العضلات كتلة يوجد في الجسم ، كلما ارتفع معدل الأيض الأساسي للطاقة بسبب توليد الحرارة ، حتى في حالة الراحة. في هذا الصدد ، بناء العضلات كتلة يساعد دائما على حرق الدهون. وبالمثل ، يؤدي عدم ممارسة الرياضة ، حتى في حالة الراحة ، إلى انخفاض معدل الأيض الأساسي مع انخفاض توليد الحرارة. إلى أي مدى يعاني الناس من المرض بدانة خفضت توليد الحرارة بسبب العوامل الغذائية لم يتم تحديدها بشكل قاطع. تم اكتشاف التوليد الحراري البارد كوسيلة لصناعة فقدان الوزن. بالإضافة إلى الزيادة حرق الدهون، يمكن أن يؤدي التعرض للبرد المستهدف والتوليد الحراري الذي يحفزه إلى تحسين الجهاز المناعي، زيادة الهرمون تحقيق التوازنأقل دم السكروتقليل الرغبة الشديدة. تم بالفعل تجربة الاستحمام البارد والحمامات الباردة وحتى الحمامات الجليدية في هذا السياق. يلعب التوليد الحراري أيضًا دورًا في الوجبات الغذائية. على سبيل المثال ، يمكن أن تقلل الأنظمة الغذائية غير السليمة من نشاط توليد الحرارة. يمكن أيضًا اكتشاف اضطرابات العمليات الحرارية في سياق العديد من الاضطرابات الأيضية أو أمراض الغدة الدرقية. زيادة توليد الحرارة موجود ، على سبيل المثال ، في سياق فرط نشاط الغدة الدرقية. بالإضافة إلى زيادة معدل الأيض الأساسي ، تحدث زيادة في درجة حرارة الجسم في هذا المرض. يتميز التعرق والحساسية المفرطة للحرارة بالصورة السريرية. بالمثل ، في قصور الغدة الدرقية هناك انخفاض في توليد الحرارة. ينخفض معدل الأيض الأساسي ودرجة حرارة الجسم. قد تكون الحساسية للبرد والقدرة على التكيف مع التغيرات في درجات الحرارة من الأعراض المصاحبة عند المرضى المصابين قصور الغدة الدرقية .
