Метаболізм описує всі хімічні реакції, пов’язані з підтримкою життя організму. Це процес, за допомогою якого людина та інші організми перетворюють їжу в енергію. Тепло є як побічним продуктом метаболізму, так і формою енергії, що впливає на швидкість, з якою відбувається обмін речовин, інакше відомий як швидкість метаболізму.
TL; ДР (занадто довгий; Не читав)
Метаболізм - це процес перетворення їжі в енергію. Тепло виділяється з організмів як побічний продукт цього процесу. Оскільки екзотермічні тварини не можуть регулювати власну температуру тіла, на їх обмін речовин впливає зовнішня температура.
Як працює метаболізм
Метаболізм має два метаболічні шляхи. Перший - це катаболічний шлях, який розщеплює складні сполуки, такі як глюкоза та білки, на прості сполуки. Це робить енергію доступною для роботи клітини. Другий шлях - це анаболічний шлях, який утворює з цих простих сполук складні сполуки, необхідні організму, такі як білок для м’язів. Оскільки хімічні реакції непередбачувані - вони можуть не виробляти потрібних сполук або необхідної кількості - клітинам потрібні ферменти для регулювання метаболічної активності. Ферменти об’єднують потрібні хімічні речовини і прискорюють хімічні реакції. Отже, ферменти є каталізаторами хімічних реакцій.
Втрата тепла
Лише невелика кількість енергії, отриманої з їжею, стає енергією, яка живить клітини. Решта втрачається у вигляді тепла, яке є побічним продуктом хімічних реакцій. Це тепло виходить з тіл людей та інших організмів, і саме тому кімната, повна людей, стає некомфортно жаркою. Тепло, яке виробляється метаболізмом, відіграє важливу роль у підтримці тел ендотермічних тварин. Ендотерми, насамперед птахи та ссавці, - це тварини, здатні регулювати власну температуру тіла, використовуючи енергію, що генерується метаболізмом.
Тепло і ферменти
Клітини будь-якого даного організму містять багато різних типів ферментів, кожен з яких відповідає за певну хімічну реакцію. Всі ці ферменти потребують подібного діапазону температур, щоб функціонувати. Зв'язок між швидкістю обміну речовин і температурою можна візуалізувати у вигляді горбистої кривої. Активність ферментів, а отже, і метаболізм, повільна на нижньому та верхньому кінцях даного діапазону температур і найвища в деякій оптимальній точці. Оптимальна температура для типового ферменту людини становить 37 градусів Цельсія (98,6 градусів за Фаренгейтом). Тому людський організм підтримує температуру близько 37 градусів Цельсія, щоб максимізувати швидкість метаболізму. Активність ферментів різко падає при температурі вище 98,6 градусів, а при високій температурі ферменти «денатурують», що означає, що вони втрачають свою структуру і стають марними.
Температура та швидкість обміну речовин
Температура в навколишньому середовищі безпосередньо впливає на швидкість метаболізму екзотермічних тварин, тварин, які не в змозі регулювати власну температуру тіла. Наприклад, швидкість метаболізму ящірок низька при холодних температурах і висока при високих температурах. Це означає, що ящірки не можуть бути дуже активними на морозі, оскільки у них немає для цього енергії, тоді як при високій температурі вони можуть швидко рухатися, але повинні споживати їжу для підживлення процесу обміну речовин. Вчені вважають, що тепло підвищує швидкість метаболізму тварин, збільшуючи кількість кінетичної енергії, доступної клітинам. Кінетична енергія - це енергія, пов’язана з рухомими об’єктами. Тепло збільшує кінетичну енергію в клітинах, прискорюючи молекули, що беруть участь у хімічних реакціях, з’єднуючи їх частіше. Для ендотермічних тварин акт регулювання температури тіла збільшує швидкість метаболізму. Дії, необхідні для охолодження, наприклад, задишка, або розминка, наприклад тремтіння, вимагають енергії і, отже, швидшого метаболізму їжі.