Hvordan påvirker temperatur stoffskiftet?

Metabolisme beskriver alle de kjemiske reaksjonene som er involvert i å opprettholde livet til en organisme. Dette er prosessen der mennesker og andre organismer omdanner mat til energi. Varme er både et biprodukt av stoffskiftet og en form for energi som påvirker hastigheten metabolismen skjer, ellers kjent som metabolsk hastighet.

TL; DR (for lang; Leste ikke)

Metabolisme er prosessen der mat konverterer til energi. Varme avgis fra organismer som et biprodukt av denne prosessen. Siden ektotermiske dyr ikke kan regulere kroppstemperaturen, påvirkes metabolismen av den ytre temperaturen.

Metabolisme har to metabolske veier. Den første er den katabolske veien, som bryter ned komplekse forbindelser, som glukose og proteiner, til enkle forbindelser. Dette gjør energi tilgjengelig for cellenes arbeid. Den andre banen er den anabole banen, som bygger komplekse forbindelser som trengs av kroppen, for eksempel protein for muskler, fra disse enkle forbindelsene. Fordi kjemiske reaksjoner er uforutsigbare - de produserer kanskje ikke de rette forbindelsene, eller den nødvendige mengden - trenger celler enzymer for å regulere metabolsk aktivitet. Enzymer bringer de rette kjemikaliene sammen og fremskynder kjemiske reaksjoner. Enzymer er derfor katalysatorer for kjemiske reaksjoner.

Bare en liten mengde av energien som oppnås fra mat blir energi som driver celler. Resten går tapt som varme, som er et biprodukt av kjemiske reaksjoner. Denne varmen unnslipper kroppene til mennesker og andre organismer og er årsaken til at et rom fullt av mennesker blir ubehagelig varmt. Varme generert av metabolisme spiller en viktig rolle i å holde kroppene til endotermiske dyr varme. Endotermer, primært fugler og pattedyr, er dyr som er i stand til å regulere sin egen kroppstemperatur ved hjelp av energien som genereres av stoffskiftet.

Cellene i en hvilken som helst organisme inneholder mange forskjellige typer enzymer, som hver er ansvarlige for en bestemt kjemisk reaksjon. Alle disse enzymene krever et lignende temperaturområde for å kunne fungere. Forholdet mellom metabolismehastigheten og temperaturen kan visualiseres som en pukkelformet kurve. Enzymaktivitet, og derfor metabolisme, er treg i nedre og øvre ende av et gitt temperaturområde, og høyest på et eller annet optimalt punkt. Den optimale temperaturen for det typiske humane enzymet er 37 grader Celsius (98,6 grader Fahrenheit). Menneskekroppen holder derfor en temperatur på rundt 37 grader Celsius for å maksimere stoffskiftet. Enzymaktivitet synker kraftig ved temperaturer over 98,6 grader, og ved høye temperaturer "denatureres" enzymer, noe som betyr at de mister strukturen og blir ubrukelige.

Temperatur i omgivelsene påvirker direkte metabolismen til ektotermiske dyr, dyr som ikke er i stand til å regulere sin egen kroppstemperatur. For eksempel er metabolske hastigheten på øgler lav ved kalde temperaturer og høy ved varme temperaturer. Dette betyr at øgler ikke kan være veldig aktive i kulde fordi de ikke har energi til å gjøre det, mens de ved høye temperaturer kan bevege seg raskt, men må konsumere mat for å drive metabolske prosessen. Forskere mener at varme øker metabolismen til dyr ved å øke mengden kinetisk energi som er tilgjengelig for celler. Kinetisk energi er energien knyttet til objekter i bevegelse. Varme øker kinetisk energi i celler ved å påskynde molekylene som er involvert i kjemiske reaksjoner, og bringe dem sammen oftere. For endotermiske dyr øker reguleringen av kroppstemperaturen stoffskiftet. Handlingene som trengs for å kjøle seg ned, for eksempel panting, eller varme opp, for eksempel skjelving, krever energi og dermed raskere metabolisme av mat.