Il termogenesi è la produzione di calore nel corpo, in quanto viene fatto durante la termoregolazione per mantenere la temperatura corporea. La termogenesi avviene nei muscoli o nel tessuto adiposo bruno. La diminuzione e l'aumento della termogenesi possono avere gravi conseguenze per il corpo.
Cos'è la termogenesi?
Il corpo umano è costantemente in processi di scambio termico con l'ambiente. Questi processi sono chiamati termoregolazione e garantiscono la costanza della temperatura corporea. La temperatura corporea costante offre ai processi del corpo temperature di lavoro ideali. Ad alte e basse temperature, ad esempio, il sangue non potrebbe più fluire ei tessuti del corpo morirebbero per mancanza di ossigeno.
Ad esempio, per mantenere una temperatura corporea costante, maggiore è la temperatura esterna, più calore dissipa. Allo stesso modo, produce calore quando fuori fa freddo.
La produzione di calore del corpo è nota come termogenesi e avviene principalmente nel contesto dei processi metabolici. Il calore, ad esempio, nasce inevitabilmente come sottoprodotto del metabolismo energetico, dell'attività muscolare e della digestione. In questo contesto si distingue tra termogenesi muscolare, biochimica e postprandiale.
A seconda della temperatura ambiente, il calore prodotto durante la termogenesi viene immagazzinato o rilasciato per mantenere la temperatura corporea.
Funzione e compito
Molte specie animali hanno meccanismi specializzati per la termoregolazione. La generazione di calore di solito corrisponde alla termogenesi muscolare e biochimica. I muscoli scheletrici generano calore durante il lavoro, aumento del tono muscolare e brividi.
L'efficienza dei muscoli scheletrici raramente supera il 20 percento. L'energia del lavoro fisico viene quindi ampiamente convertita in calore. In questo modo, il corpo diventa caldo se il calore non viene emesso. Se tendi i muscoli in un ambiente freddo e quindi aumenti il tono muscolare, generi calore nel tuo corpo. Questo principio è fondamentale per i brividi della termoregolazione, che protegge in una certa misura l'organismo dal raffreddamento.
Il tremore visibile dei muscoli è caratteristico del tono muscolare elevato. Il brivido viene avviato automaticamente dal cervello in un ambiente freddo per poter mantenere la temperatura corporea nonostante il freddo. I muscoli attivati si contraggono, per cui i gruppi muscolari agonistici e antagonisti si contraggono simultaneamente. Nel caso di sequenze di movimenti fisiologici, un'attivazione simultanea di agonisti e antagonisti è inconcepibile in altre circostanze.
La resa termica ottenuta tremando può essere compresa tra 320 e 400 watt. Questo valore corrisponde a circa cinque volte il valore del consumo di calore. Il vero brivido è un duro lavoro in termini di energia e può quindi essere sopportato per un massimo di due ore.
La termogenesi biochimica deve essere distinta da questa generazione di calore muscolare. Nello stato di riposo, gli esseri umani generano un metabolismo basale del calore corporeo come parte della termogenesi basale. Quando il tasso metabolico aumenta, si verifica la termogenesi. Pertanto, quando è necessario mantenere la temperatura corporea, il corpo brucia ulteriori acidi grassi e genera così calore nel fegato e nel tessuto adiposo bruno. La termogenesi nel tessuto adiposo non è collegata alla sintesi di ATP ed è quindi più efficace. L'attività della proteina termogenina termogenina viene avviata nel tessuto adiposo bruno da forti stimoli freddi.
Questo tipo di produzione di calore è da distinguere dalla termogenesi postprandiale, in quanto avviene durante la digestione. L'energia viene utilizzata per ingerire, dividere, trasportare e immagazzinare i nutrienti. Il metabolismo basale del calore aumenta immediatamente dopo aver mangiato per mantenere la temperatura corporea.
Tutti i tipi di termogenesi sono un mezzo importante per adattarsi alle variazioni della temperatura esterna. Il brivido e con esso la termogenesi muscolare viene avviata più velocemente dopo un calo di temperatura. I processi biochimici richiedono un tempo di cambio più lungo per adattarsi alle temperature in calo.
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Una ridotta attività termogenica può favorire l'obesità. Un metabolismo basale ridotto di solito indica il consumo di energia delle persone in sovrappeso. Questo basso turnover è in gran parte determinato geneticamente. Tuttavia, la termogenesi ridotta a causa della mancanza di movimento del corpo è un parametro altrettanto critico.
Il metabolismo basale del corpo umano è strettamente correlato alla massa muscolare, nota anche come massa magra. Maggiore è la massa muscolare presente nel corpo, maggiore è il metabolismo basale dell'energia dovuto alla termogenesi, anche durante le fasi di riposo. La costruzione della massa muscolare aiuta sempre a bruciare i grassi.
Allo stesso modo, la mancanza di esercizio, anche durante i periodi di riposo, favorisce un ridotto metabolismo basale con bassa termogenesi. La misura in cui le persone con obesità patologica soffrono di una ridotta generazione di calore a causa di fattori nutrizionali non è stata ancora chiarita in modo definitivo.
La termogenesi a freddo è stata ora scoperta come mezzo per l'industria della perdita di peso. Oltre ad aumentare la combustione dei grassi, l'esposizione mirata al freddo e la termogenesi da esso indotta possono migliorare il sistema immunitario, aumentare l'equilibrio ormonale, abbassare la glicemia e ridurre le voglie. In questo contesto, sono già stati effettuati esperimenti con docce fredde, bagni freddi e persino bagni di ghiaccio. Anche la termogenesi gioca un ruolo nelle diete. Ad esempio, diete sbagliate possono ridurre l'attività termogenica.
Disturbi dei processi termogenici possono essere rilevati anche nel contesto di molti disturbi metabolici o malattie della tiroide. Ad esempio, c'è una maggiore termogenesi nel contesto dell'ipertiroidismo. Oltre ad un aumento del metabolismo basale, questa malattia provoca anche un aumento della temperatura corporea. Sudorazione e ipersensibilità al calore caratterizzano il quadro clinico. Allo stesso modo, c'è una riduzione della termogenesi nell'ipotiroidismo. Il metabolismo basale e la temperatura corporea vengono ridotti. La sensibilità al freddo e un peggioramento della capacità di adattamento alle fluttuazioni di temperatura possono comparire sintomi di accompagnamento nei pazienti con ipotiroidismo.
