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:

termogeneza putem vježbanja (EAT),
termogeneza bez veze sa vježbanjem (NEAT)
hranom inducirana termogeneza (DIT)

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

Termoregulacija

Reference

^ [1], Rolena A.J. deBruyn, Mark Paetkau, Kelly A. Ross, David V. Godfrey & Cynthia Ross Friedman. Thermogenesis-triggered seed dispersal in dwarf mistletoe.
^ Sofradžija A., Šoljan D., Hadžiselimović R. (2004). Biologija 1. Svjetlost, Sarajevo. ISBN 9958-10-686-8.CS1 održavanje: više imena: authors list (link)
^ Međedović S., Maslić E., Hadžiselimović R. (2002). Biologija 2. Svjetlost, Sarajevo. ISBN 9958-10-222-6.CS1 održavanje: više imena: authors list (link)
^ Hadžiselimović R., Maslić E. (1996). Biologija 1. Sarajevo: Federecija Bosne i Hercegovine – Ministarstvo obrazovanja, nauke, kulture i sporta.
^ Stuart Ira Fox. Human Physiology. Twelfth Edition. McGraw Hill. 2011. p. 667.
^ 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.
^ 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.
^ 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.
^ 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

Thermogenesis na US National Library of Medicine Medical Subject Headings (MeSH)

[Thermogenesis-triggered_seed_dispersal-1] [1], Rolena A.J. deBruyn, Mark Paetkau, Kelly A. Ross, David V. Godfrey & Cynthia Ross Friedman. Thermogenesis-triggered seed dispersal in dwarf mistletoe.

[Sofradzija-2] Sofradžija A., Šoljan D., Hadžiselimović R. (2004). Biologija 1. Svjetlost, Sarajevo. ISBN 9958-10-686-8.CS1 održavanje: više imena: authors list (link)

[Međedović-3] Međedović S., Maslić E., Hadžiselimović R. (2002). Biologija 2. Svjetlost, Sarajevo. ISBN 9958-10-222-6.CS1 održavanje: više imena: authors list (link)

[Hadži-Masl-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.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]