Základná vlastnosť cicavcov: Ako a prečo vzniká telesné teplo

0
239
Business people lifestyle with thermoscan

Cicavce, vrátane ľudí, patria medzi endotermické organizmy, čo znamená, že dokážu udržiavať stabilnú vnútornú telesnú teplotu nezávisle od teploty okolia. Tento proces je zásadný pre udržiavanie homeostázy a zabezpečuje optimálne fungovanie biologických procesov. Na rozdiel od ektotermných živočíchov, ako sú plazy, ktoré sú závislé od vonkajších zdrojov tepla, endotermné organizmy produkujú teplo metabolickými procesmi vo svojom tele, ktoré je potom možné rôznymi špeciálnymi prístrojmi a zariadeniami merať. 

Ako a prečo telesné teplo vzniká a dá sa využiť nielen v obľúbenom poľovníctve, ale aj pri rôznych iných príležitostiach a situáciách?

Mechanizmy tvorby telesného tepla

Metabolizmus a termogenéza

Termogenéza je proces produkcie tepla v organizme, ktorý prebieha najmä v mitochondriách buniek. Hlavné zdroje energie pre tento proces sú tuky, sacharidy a bielkoviny získané z potravy. Po konzumácii jedla sa živiny rozložia na menšie molekuly (glukózu, mastné kyseliny, aminokyseliny) a vstrebávajú sa do krvi. Tie sú následne transportované do buniek, kde sa v mitochondriách oxidujú za vzniku energie vo forme ATP (adenozíntrifosfátu). Tento proces platí tak pre človeka, ako aj voľne žijúcich cicavcov v prírode, na ktorých pozorovanie sa dajú potom vďaka vyžarovanému teplu využiť moderné termovízie.

Mitochondriálna respirácia

Mitochondrie sú kľúčové bunkové organely zodpovedné za produkciu ATP prostredníctvom procesu známeho ako oxidatívna fosforylácia. Tento proces prebieha v niekoľkých krokoch:

  • Glykolýza: Rozklad glukózy na pyruvát, ktorý vstupuje do mitochondrií.
  • Krebsov cyklus: Pyruvát sa ďalej rozkladá na acetyl-CoA, ktorý vstupuje do Krebsovho cyklu, kde sa produkujú redukované formy koenzýmov (NADH a FADH2).
  • Elektrónový transportný reťazec: NADH a FADH2 odovzdávajú elektróny do elektronového transportného reťazca, čo vedie k čerpaniu protónov cez mitochondriálnu membránu a vytvára protónový gradient.
  • Chemiosmóza: Protóny sa vracajú späť cez ATP syntázu, čo umožňuje syntézu ATP.

Znie to možno komplikovane, dôležité však je, že počas týchto procesov sa uvoľňuje značné množstvo tepla ako vedľajší produkt, ktorý prispieva k udržiavaniu telesnej teploty.

Regulácia telesnej teploty

Svoju špecifickú teplotu môžu mať pri používaní aj jednotlivé autodiely, ktorá však vzniká väčšinou mechanickým trením. V regulácii telesnej teploty hrá kľúčovú hypotalamus, časť mozgu, ktorá obsahuje termoreceptory, monitorujúce teplotu krvi, a prijímajúce informácie z periférnych termoreceptorov umiestnených v koži. Na základe týchto informácií hypotalamus riadi rôzne mechanizmy na udržanie stabilnej telesnej teploty:

  • Vazodilatácia a vazokonstrikcia: Riadenie prietoku krvi cez kožu umožňuje reguláciu tepelnej výmeny s prostredím.
  • Potenie a trasenie: Potenie zvyšuje tepelnú stratu odparovaním, zatiaľ čo trasenie zvyšuje produkciu tepla svalovými kontrakciami.
  • Behaviorálne odpovede: Zmeny v správaní, ako je obliekanie alebo vyhľadávanie tieňa, tiež prispievajú k regulácii teploty.

Normálna telesná teplota

Normálna telesná teplota u človeka sa pohybuje okolo 37 °C, avšak môže kolísať v závislosti od denného času, aktivity a individuálnych rozdielov. Teplota nad 38 °C sa považuje za horúčku, čo je odpoveď organizmu na infekciu alebo zápal. Naopak, teplota pod 35 °C je známkou hypotermie, čo môže byť život ohrozujúci stav.

Endotermia je základnou vlastnosťou cicavcov, ktorá im umožňuje udržiavať stabilnú vnútornú teplotu nezávisle od vonkajších podmienok a predstavuje evolučnú výhodu, ktorá umožňuje cicavcom prosperovať v rôznorodých prostrediach. Tento proces je umožnený komplexnými metabolickými mechanizmami, predovšetkým v mitochondriách a hnedom tukovom tkanive. Regulácia telesnej teploty je riadená hypotalamom a zahŕňa fyziologické aj behaviorálne odpovede. 

Zdroj obrázka: Rawpixel.com/Adobestock.com