Теплопродукция
Теплопродукция (синоним теплообразование) — образование теплоты в тканях и органах в результате работы, совершаемой в живом организме. Она включает работу, производимую для поддержания структурной целостности и жизнедеятельности организма; работу сокращения поперечнополосатых и гладких мышц; работу по перемещению ионов против градиента их копцентраций в клеточной мембране, необходимую для сохранения возбудимости клетки; работу синтеза различных органических соединений, связанную с постоянным обновлением клеточных структур, образованием секретов, гормонов, ферментов и другого. Все эти виды работы совершаются в организме за счет химической энергии гидролиза макроэргических соединений — АТФ, креатинфосфата и других,— синтез которых происходит за счет свободной энергии ингредиентов пищи, расщепляющихся в процессе обмена веществ. При этом синтезе около 40% энергии переходит в тепло и рассеивается в тканях. В дальнейшем при использовании макроэргических соединений для выполнения работы 40—50% химической энергии их гидролиза также теряется в виде тепла. В результате кпд указанных видов работы составляет всего 20—10%.
В условиях основного обмена, когда внешняя работа организмом не совершается, все энергетические превращения в организме заканчиваются теплообразованием. При сокращениях сердечной мышцы, например, около 80—90% всей потребляемой сердцем энергии немедленно переходит в тепло соответственно величине кпд механической работы сердечной мышцы. Остальные 10—20% потребляемой энергии превращаются в кинетическую энергию движущейся крови, которая полностью переходит в тепло в пределах одного цикла кровообращения в результате трения крови о стенки кровеносных сосудов. Именно поэтому в условиях основного обмена или мышечного покоя величина теплопродукция является наиболее точной мерой суммарного расхода энергии организмом. На этом принципе основан метод прямой калориметрии.
В состоянии мышечного покоя на долю мозга приходится около 20% всей теплопродукции, примерно 50% ее приходится на долю внутренних органов, остальное количество тепла — на долю мышц, кожи и других тканей. При мышечной работе теплопродукция организма может возрастать в 5—10 раз и более. В сокращающейся мышце различают начальную теплопродукцию, складывающуюся из теплоты активации и теплоты укорочения, и отставленную (запаздывающую) теплопродукцию. Теплота активации представляет собой тепловой эффект тех химимических процессов, которые переводят мышцу из невозбужденного состояния в активное. Теплота укорочения образуется в результате самого процесса сокращения. Отставленная теплопродукция связана с работой ресинте-за макроэргических соединений, израсходованных в процессе мышечного сокращения. При действии холода теплопродукция организма возрастает за счет терморегуляционного мышечного тонуса (смотри Терморегуляция) и холодовой мышечной дрожи, регулируемых центральной нервной системой. После адаптации к холоду теплопродукция мышечных сокращений возрастает в результате специфической перестройки энергетики мышечных клеток и влияния норадреналина. Поэтому адаптированные к холоду организмы могут резко повысить теплопродукцию за счет сравнительно очень слабого терморегуляционного тонуса или слабой холодовой мышечной дрожи. Важным источником добавочной термопродукции у животных является бурая жировая ткань, масса которой возрастает по мере адаптации к холоду.
Теплопродукция увеличивается при специфически динамическом действии пищи, под влиянием некоторых веществ (2,4-а-динитрофенола, полипептидов и других), при различных заболеваниях в результате развития лихорадочного состояния, гиперфункции щитовидной железы.
|