Termogeneza – co to jest? Na czym polega

Kontrola temperatury ciała jest złożonym procesem, który umożliwia organizmowi utrzymanie optymalnej temperatury wewnętrznej, niezbędnej do prawidłowego funkcjonowania wszystkich układów i narządów. Kluczowym elementem tego procesu jest podwzgórze, struktura mózgu, która pełni rolę głównego ośrodka termoregulacyjnego. Podwzgórze monitoruje temperaturę krwi przepływającej przez nie i porównuje ją z wartością ustaloną jako optymalną, wynoszącą zazwyczaj około 37°C.

1. Regulacja temperatury ciała
2. Mechanizmy ogrzewania, czyli termogeneza
3. Zaburzenia termogenezy
4. Nasilanie termogenezy - co można zrobić?

Regulacja temperatury ciała

W przypadku odchyleń od 37°C podwzgórze inicjuje odpowiednie reakcje fizjologiczne mające na celu przywrócenie równowagi termicznej. Kiedy temperatura ciała wzrasta, na przykład w wyniku wysiłku fizycznego, podwzgórze aktywuje mechanizmy chłodzenia, takie jak pocenie się oraz rozszerzenie naczyń krwionośnych w skórze, co zwiększa przepływ krwi i ułatwia oddawanie ciepła do otoczenia. Pocenie się jest szczególnie efektywnym mechanizmem, ponieważ parowanie potu z powierzchni skóry pochłania znaczne ilości ciepła, co prowadzi do obniżenia temperatury ciała.

Mechanizmy ogrzewania, czyli termogeneza

W sytuacjach odwrotnych, gdy organizm narażony jest na zimno, podwzgórze uruchamia mechanizmy ogrzewania, czyli termogenezę. Proces ten polega m.in. na skurczach naczyń krwionośnych skóry, co zmniejsza utratę ciepła oraz drżenie mięśni, które generuje dodatkowe ciepło.

Ważną rolę odgrywa także tkanka tłuszczowa, zwłaszcza brunatna, która u ludzi, choć w mniejszym stopniu, niż u zwierząt hibernujących, potrafi generować ciepło poprzez proces termogenezy bezdrżeniowej. Jest to rodzaj tkanki tłuszczowej, która w odróżnieniu od tkanki białej, jest podatna na zużywanie na cele energetyczne. Hormony, takie jak adrenalina, także wpływają na tempo metabolizmu i mogą modulować produkcję ciepła, szczególnie w sytuacjach stresowych.

Elementy organizmu wpływające na termogenezę

Zaburzenia termogenezy

Czynniki obniżające termogenezę wpływają na redukcję wydatku energetycznego organizmu i mogą mieć związek z różnymi mechanizmami metabolicznymi, hormonalnymi oraz behawioralnymi. Jednym z głównych czynników obniżających termogenezę jest niska aktywność fizyczna, która zmniejsza zapotrzebowanie energetyczne organizmu i prowadzi do spadku podstawowej przemiany materii.

Uboga dieta

Dieta uboga w białko, węglowodany i tłuszcze może również obniżać termogenezę, ponieważ brak odpowiedniego poziomu składników odżywczych zmniejsza efekt termiczny pożywienia, który jest zjawiskiem polegającym na zwiększeniu wydatku energetycznego podczas trawienia i metabolizowania posiłków.

Hormony

Hormony tarczycy, takie jak tyroksyna (T4) i trijodotyronina (T3), również odgrywają kluczową rolę w regulacji metabolizmu substancji odżywczych. Hormony te są bardzo wrażliwe na niedożywienie, a ich niedobór, jak w przypadku niedoczynności tarczycy, prowadzi do obniżenia termogenezy.

Genetyka

Warto też dodać, że nawet czynniki genetyczne mogą odgrywać istotną rolę w różnicach indywidualnych w zdolności do wytwarzania ciepła. Niektóre osoby mogą mieć predyspozycje do niższej termogenezy ze względu na warianty genów związanych z metabolizmem tłuszczów i funkcją mitochondriów.

Leki

Leki, takie jak beta-blokery stosowane w terapii nadciśnienia, mogą obniżać termogenezę poprzez zmniejszenie aktywności układu współczulnego. Podobnie działać może długotrwałe stosowanie leków uspokajających, które często hamują przewodnictwo nerwowe w wybranych obszarach układu nerwowego. Starzenie się organizmu również prowadzi do stopniowego obniżenia termogenezy, wynikającego z utraty masy mięśniowej, spadku aktywności fizycznej oraz zmian hormonalnych.

Nasilanie termogenezy - co można zrobić?

Termogeneza może być modulowana przez różne substancje pochodzenia naturalnego. Jedną z najbardziej znanych substancji wspomagających termogenezę jest kofeina, która wpływa na układ nerwowy i zwiększa uwalnianie adrenaliny, co prowadzi do nasilenia przemian metabolicznych i zwiększenia wydatku energetycznego, a tym samym podniesienia produkcji ciepła.

Zielona herbata, bogata w katechiny, takie jak EGCG (galusan epigalokatechiny), również wykazuje właściwości termogeniczne, głównie dzięki zwiększaniu oksydacji tłuszczów i synergistycznemu działaniu z kofeiną. Kolejną substancją jest kapsaicyna, znajdująca się w papryczkach chili, która aktywuje receptory TRPV1, zaangażowane w odbiór bodźców termicznych.

Źródła:

• Morrison, S. F., & Nakamura, K. (2011). Central neural pathways for thermoregulation. Frontiers in bioscience (Landmark edition), 16(1), 74–104. https://doi.org/10.2741/3677
• Ricquier D. (2006). Fundamental mechanisms of thermogenesis. Comptes rendus biologies, 329(8), 578–655. https://doi.org/10.1016/j.crvi.2005.10.010