Termogeneza

Termogeneza je proces proizvodne toplote u živim organizmima. Javlja se kod svih toplokrvnih životinja, kao i nekoliko vrsta termogenih biljaka, kao što su istočni smrdljivi kupus, vudu ljiljan i gigantski lokvanj roda Victoria. Patuljasta imela Arceuthobium americanum koja živi na jednoj vrsti bora, putem termogeneze eksplozivno raspršuje svoje sjemenke.[1]

Općenito uzevši toplota se, kao nusproizvod, oslobađa u svim procesima katabolizma. Organizmi je iskorištavaju za odvijanje ostalih životnih procesa, a višak se nepovratno gubi u atmosferi. Hemijska energija organskih spojeva se tako pretvara u kinetičku i toplotnu.[2][3][4]

Tipovi

Ovisno o tome da li ili ne inicirani kretanjem i namjernim kretanjem mišića, termogeni procesi mogu se klasificirati u jednu od sljedećih kategorija:

Drhtanje

Jedan od načina da se podigne temperatura je drhtanje. To stvara toplotu putem konverzije hemijske energije adenozin-trifosfata (ATP) u kinetičku energiju uzrokujući da se nešto energije pojavi u vidu toplote. To nije 100% efikasno, što znači da neki dio energije postaje toplina, a dio se pretvara u kinetičku energiju koja se ispoljava kao karakteristično trzanje mišića. Pri drhtanju ne nastaje niti jedan produktivni pokret jer se istovremeno aktiviraju antagonistički parovi mišića. Drhtavica je proces u kojem se podiže tjelesna temperatura hiberniranih sisara (kao što su neki šišmiši i vjeverice koje žive na tlu); tako ove životinje izlaze iz hibernacije.

Nedrhteća termogeneza

Aktiviranje kaskade termogeneze u ćelijama smeđeg masnog tkiva

Termogeneza koja se odvija bez drhtanja karakteristična je za smeđe masno tkivo (smeđu mast)[5] koja je prisutna u svim višim sisarima (svinje su jedini poznati izuzetak).[6] Ovo masno tkivo ima jedinstven protein (termogenin) koji omogućava neuparenim protonima kretanje niz njihov mitohondrijski gradijent, nastao sintezom ATP-a, čime se omogućava stvaranje energije koja se rasijava u vidu toplote.[7] U tom procesu, supstance kao što su slobodne masne kiseline (izvedeni od triacilglicerola) uklanjaju purinsku (ADP, GDP i drugi) inhibiciju termogenina (neupareni protein 1), što uzrokuje priliv H+ u matriks mitohondrija i zaobilazak kanala ATP-sintaze. Ova neuparena oksidacijska fosforilacija i energija iz sila protonskog motiva, rasipa se kao toplota, a ne na proizvodnju ATP-a iz ADP-a, koji bi čuvao hemijsku energiju za odvijanje tjelesnih funkcija. Termogeneza može nastati putem propuštanja natrij-kalij pumpe i Ca2+ pumpe.[8] Termogeneza doprinosi i uzaludnim ciklusima, kao što su simultana pojava lipogeneze i lipolize ili glikolize i glukoneogeneze. Niski zahtjevi za termogenezom znače da su slobodne masne kiseline iscrpljene, u većini slučajeva, lipolizom kao načinom proizvodnje energije.

Regulacija

Nedrhtavična termogeneza je regulirana uglavnom putem hormona štitnjače i simpatičkog nervnog sistema. Neki hormoni, kao što su norepinefrin i leptin, mogu stimulirati termogenezu aktiviranjem simpatičkog nervnog sistema. Porast razine inzulina poslije jela može biti odgovoran za ishranom izazvane termogeneze (termički efekt hrane).

Potencijalna upotreba u borbi protiv pretilosti

Kao značajna komponenta stope metabolizma, termogeneza potencijalno može biti stimulirajuća za povećanje potrošnje energije i oksidaciju masti. Termogenici se obično prave od biljaka roda Ephedra, te gorke narandže, paprika, đumbira, guar guma i piruvata. Kofein i EGCG, koji se nalaze u zelenom čaju, mogu povećati termogenezu koju reguliraju kateholaminima, kao što su norepinefrini.[9] Također se istražuje mogućnost povećanja količine smeđeg masnog tkiva u organizmu, putem termogeneze. Leptinska infuzija, koja se proučava zbog otpora leptina u gojaznosti, može povećati metabolizam stimulacijom termogeneze i smanjiti glad i apetit.

Iako bodi bilding formulacije najčešće uključuju korištenje termogenika, dodaci ulaze u glavne dijetne industrije.

Također pogledajte

Reference

  1. ^ [1], Rolena A.J. deBruyn, Mark Paetkau, Kelly A. Ross, David V. Godfrey & Cynthia Ross Friedman. Thermogenesis-triggered seed dispersal in dwarf mistletoe.
  2. ^ Sofradžija A., Šoljan D., Hadžiselimović R. (2004). Biologija 1. Svjetlost, Sarajevo. ISBN 9958-10-686-8.CS1 održavanje: više imena: authors list (link)
  3. ^ Međedović S., Maslić E., Hadžiselimović R. (2002). Biologija 2. Svjetlost, Sarajevo. ISBN 9958-10-222-6.CS1 održavanje: više imena: authors list (link)
  4. ^ Hadžiselimović R., Maslić E. (1996). Biologija 1. Sarajevo: Federecija Bosne i Hercegovine – Ministarstvo obrazovanja, nauke, kulture i sporta.
  5. ^ Stuart Ira Fox. Human Physiology. Twelfth Edition. McGraw Hill. 2011. p. 667.
  6. ^ Hayward, John S.; Lisson, Paul A. (1992). "Evolution of brown fat: its absence in marsupials and monotremes". Canadian Journal of Zoology. 70 (1): 171–179. doi:10.1139/z92-025. Pristupljeno 4. 12. 2014.
  7. ^ Cannon, B.; Nedergaard, J. (2004). "Brown Adipose Tissue: Function and Physiological Significance". Physiol. Rev. 84 (1): 277–359. doi:10.1152/physrev.00015.2003. PMID 14715917.
  8. ^ Morrissette, Jeffery M.; Franck, Jens P. G.; Block, Barbara A. (2003). "Characterization of ryanodine receptor and Ca2+-ATPase isoforms in the thermogenic heater organ of blue marlin (Makaira nigricans)". Journal of Experimental Biology. 206: 805–812. doi:10.1242/jeb.00158. ISSN 0022-0949.
  9. ^ Dulloo, Abdul (31. 3. 1999). "Effects of green tea extracts on non-shivering thermogenesis during mild cold exposure in young men". The American Journal of Clinical Nutrition. 70 (6): 1040–1045. PMID 10584049. Pristupljeno 15. 5. 2013.

Vanjski linkovi