Metabolizma, bir organizmanın yaşamını sürdürmekle ilgili tüm kimyasal reaksiyonları tanımlar. Bu, insanların ve diğer organizmaların yiyecekleri enerjiye dönüştürdüğü süreçtir. Isı hem metabolizmanın bir yan ürünüdür hem de metabolizmanın meydana gelme hızını etkileyen bir enerji şeklidir, aksi takdirde metabolik hız olarak bilinir.
TL; DR (Çok Uzun; Okumadım)
Metabolizma, yiyeceklerin enerjiye dönüştüğü süreçtir. Bu sürecin bir yan ürünü olarak organizmalardan ısı yayılır. Ektotermik hayvanlar kendi vücut sıcaklıklarını düzenleyemedikleri için metabolizmaları dış sıcaklıktan etkilenir.
Metabolizma Nasıl Çalışır?
Metabolizmanın iki metabolik yolu vardır. Birincisi, glikoz ve proteinler gibi karmaşık bileşikleri basit bileşiklere ayıran katabolik yoldur. Bu, hücrenin çalışması için enerji sağlar. İkinci yol, bu basit bileşiklerden kas için protein gibi vücudun ihtiyaç duyduğu karmaşık bileşikleri oluşturan anabolik yoldur. Kimyasal reaksiyonlar tahmin edilemez olduğundan - doğru bileşikleri veya gerekli miktarı üretemeyebilirler - hücrelerin metabolik aktiviteyi düzenlemek için enzimlere ihtiyacı vardır. Enzimler doğru kimyasalları bir araya getirir ve kimyasal reaksiyonları hızlandırır. Bu nedenle enzimler, kimyasal reaksiyonların katalizörleridir.
Isı Kaybı
Besinlerden elde edilen enerjinin sadece küçük bir kısmı hücrelere güç veren enerjiye dönüşür. Geri kalanı, kimyasal reaksiyonların bir yan ürünü olan ısı olarak kaybolur. Bu ısı, insanların ve diğer organizmaların vücutlarından kaçar ve insanlarla dolu bir odanın rahatsız edici derecede ısınmasına neden olur. Metabolizma tarafından üretilen ısı, endotermik hayvanların vücutlarını sıcak tutmada önemli bir rol oynar. Başta kuşlar ve memeliler olmak üzere endotermler, metabolizma tarafından üretilen enerjiyi kullanarak kendi vücut sıcaklıklarını düzenleyebilen hayvanlardır.
Isı ve Enzimler
Herhangi bir organizmanın hücreleri, her biri belirli bir kimyasal reaksiyondan sorumlu olan birçok farklı tipte enzim içerir. Bu enzimlerin tümü, işlev görebilmek için benzer bir sıcaklık aralığına ihtiyaç duyar. Metabolizma hızı ve sıcaklık arasındaki ilişki, kambur şekilli bir eğri olarak görselleştirilebilir. Enzim aktivitesi ve dolayısıyla metabolizma, belirli bir sıcaklık aralığının alt ve üst uçlarında yavaş ve bazı optimum noktalarda en yüksektir. Tipik insan enzimi için optimum sıcaklık 37 santigrat derecedir (98.6 derece Fahrenheit). Bu nedenle insan vücudu, metabolik hızı en üst düzeye çıkarmak için yaklaşık 37 santigrat derecelik bir sıcaklığı korur. Enzim aktivitesi 98.6 derecenin üzerindeki sıcaklıklarda keskin bir şekilde düşer ve yüksek sıcaklıklarda enzimler "denatüre olur", yani yapılarını kaybeder ve işe yaramaz hale gelirler.
Sıcaklık ve Metabolizma Hızı
Çevredeki ortamdaki sıcaklık, kendi vücut ısısını düzenleyemeyen hayvanlar olan ektotermik hayvanların metabolizma hızını doğrudan etkiler. Örneğin, kertenkelelerin metabolik hızı soğuk havalarda düşük, sıcak havalarda ise yüksektir. Bu, kertenkelelerin soğukta çok aktif olamayacağı, çünkü bunu yapacak enerjileri olmadığı, yüksek sıcaklıklarda hızlı hareket edebildikleri ancak metabolik süreci beslemek için yiyecek tüketmeleri gerektiği anlamına gelir. Bilim adamları, ısının hücreler için mevcut olan kinetik enerji miktarını artırarak hayvanların metabolik hızını artırdığına inanıyor. Kinetik enerji, hareket eden cisimlerle ilişkili enerjidir. Isı, kimyasal reaksiyonlarda yer alan molekülleri hızlandırarak, onları daha sık bir araya getirerek hücrelerdeki kinetik enerjiyi arttırır. Endotermik hayvanlar için vücut ısısını düzenleme eylemi metabolik hızı arttırır. Örneğin nefes nefese kalmak veya ısınmak, örneğin titremek gibi soğumak için gereken eylemler, enerji ve dolayısıyla gıdanın daha hızlı metabolizmasını gerektirir.