Cum afectează temperatura metabolismul?

Metabolismul descrie toate reacțiile chimice implicate în susținerea vieții unui organism. Acesta este procesul prin care oamenii și alte organisme transformă alimentele în energie. Căldura este atât un produs secundar al metabolismului, cât și o formă de energie care influențează viteza la care se produce metabolismul, cunoscut și sub numele de rata metabolică.

TL; DR (Prea lung; Nu am citit)

Metabolismul este procesul prin care alimentele se transformă în energie. Căldura este emisă de organisme ca produs secundar al acestui proces. Deoarece animalele ectoterme nu își pot regla propriile temperaturi ale corpului, metabolismul lor este afectat de temperatura externă.

Metabolismul are două căi metabolice. Prima este calea catabolică, care descompune compușii complecși, cum ar fi glucoza și proteinele, în compuși simpli. Acest lucru face ca energia să fie disponibilă pentru funcționarea celulei. A doua cale este calea anabolică, care construiește compuși complecși necesari organismului, cum ar fi proteine ​​pentru mușchi, din acești compuși simpli. Deoarece reacțiile chimice sunt imprevizibile - este posibil să nu producă compușii potriviți sau cantitatea necesară - celulele au nevoie de enzime pentru a regla activitatea metabolică. Enzimele reunesc substanțele chimice potrivite și accelerează reacțiile chimice. Prin urmare, enzimele sunt catalizatori ai reacțiilor chimice.

Doar o cantitate mică din energia obținută din alimente devine energie care alimentează celulele. Restul se pierde ca căldură, care este un produs secundar al reacțiilor chimice. Această căldură scapă de corpurile oamenilor și ale altor organisme și este ceea ce face ca o cameră plină de oameni să se încălzească incomod. Căldura generată de metabolism joacă un rol important în menținerea corpurilor animalelor endoterme calde. Endotermele, în principal păsările și mamiferele, sunt animale capabile să-și regleze propria temperatură corporală folosind energia generată de metabolism.

Celulele unui anumit organism conțin multe tipuri diferite de enzime, fiecare dintre ele fiind responsabilă de o anumită reacție chimică. Toate aceste enzime necesită un interval similar de temperatură pentru a funcționa. Relația dintre rata metabolismului și temperatura poate fi vizualizată ca o curbă în formă de cocoașă. Activitatea enzimatică și, prin urmare, metabolismul, este lentă la capetele inferior și superior ale unui interval de temperatură dat și cea mai mare la un punct optim. Temperatura optimă pentru enzima umană tipică este de 37 grade Celsius (98,6 grade Fahrenheit). Prin urmare, corpul uman menține o temperatură de aproximativ 37 de grade Celsius pentru a maximiza rata metabolică. Activitatea enzimatică scade brusc la temperaturi de peste 98,6 grade, iar la temperaturi ridicate enzimele se „denaturează”, ceea ce înseamnă că își pierd structura și devin inutile.

Temperatura din mediul înconjurător afectează în mod direct rata metabolică a animalelor ectoterme, animale care nu sunt în stare să-și regleze propria temperatură corporală. De exemplu, rata metabolică a șopârlelor este scăzută la temperaturi scăzute și ridicată la temperaturi ridicate. Aceasta înseamnă că șopârlele nu pot fi foarte active la frig, deoarece nu au energie pentru a face acest lucru, în timp ce la temperaturi ridicate se pot mișca rapid, dar trebuie să consume alimente pentru a alimenta procesul metabolic. Oamenii de știință cred că căldura mărește rata metabolică a animalelor prin creșterea cantității de energie cinetică disponibilă celulelor. Energia cinetică este energia asociată cu obiectele în mișcare. Căldura crește energia cinetică din celule prin accelerarea moleculelor implicate în reacțiile chimice, aducându-le mai des împreună. Pentru animalele endotermice, actul de reglare a temperaturii corpului crește rata metabolică. Acțiunile necesare pentru răcire, de exemplu gâfâind sau încălzirea, de exemplu, tremurând, necesită energie și, prin urmare, metabolismul mai rapid al alimentelor.