Hvordan påvirker temperaturen metabolismen?

Metabolisme beskriver alle de kemiske reaktioner, der er involveret i at opretholde en organismes liv. Dette er den proces, hvormed mennesker og andre organismer konverterer mad til energi. Varme er både et biprodukt af stofskifte og en form for energi, som påvirker den hastighed, hvormed metabolisme opstår, ellers kendt som metabolisk hastighed.

TL; DR (for lang, ikke læst)

Metabolisme er den proces, hvormed mad konverterer til energi. Varme udledes fra organismer som et biprodukt af denne proces. Da ektotermiske dyr ikke kan regulere deres egen kropstemperatur, påvirkes deres stofskifte af den eksterne temperatur.

Hvordan metabolisme fungerer

Metabolisme har to metabolske veje. Den første er den kataboliske vej, der nedbryder komplekse forbindelser, såsom glukose og proteiner, til simple forbindelser. Dette giver energi til rådighed for cellens arbejde. Den anden vej er den anabolske vej, som bygger komplekse forbindelser, som kroppen behøver, såsom protein til muskel, fra disse enkle forbindelser. Fordi kemiske reaktioner er uforudsigelige - de kan ikke producere de rigtige forbindelser eller den krævede mængde - celler har brug for enzymer til regulering af metabolisk aktivitet. Enzymer bringer de rigtige kemikalier sammen og fremskynder kemiske reaktioner. Enzymer er derfor katalysatorer af kemiske reaktioner.

Forløb af varme

Kun en lille mængde af energi opnået fra fødevarer bliver energi, der styrer celler. Resten går tabt som varme, hvilket er et biprodukt af kemiske reaktioner. Denne varme undslipper organerne af mennesker og andre organismer og er, hvad der får et rum fuld af mennesker til at blive ubehageligt varmt. Varme dannet ved metabolisme spiller en vigtig rolle for at holde kroppene af endotermiske dyr varme. Endotermier, primært fugle og pattedyr, er dyr, der er i stand til at regulere deres egen kropstemperatur ved hjælp af den energi, der genereres af metabolisme.

Varme og enzymer

Cellerne i en given organisme indeholder mange forskellige typer af enzymer, der hver især er ansvarlige for en bestemt kemisk reaktion. Alle disse enzymer kræver et lignende temperaturområde for at fungere. Forholdet mellem metabolismen og temperaturen kan visualiseres som en bultformet kurve. Enzymaktivitet, og derfor metabolisme, er langsom ved de nedre og øvre ender af et givet temperaturområde og højest ved et hvilket som helst optimalt punkt. Den optimale temperatur for det typiske humane enzym er 37 grader Celsius (98,6 grader Fahrenheit). Den menneskelige krop opretholder derfor en temperatur på ca. 37 grader Celsius for at maksimere stofskiftet. Enzymaktiviteten falder kraftigt ved temperaturer over 98,6 grader, og ved høje temperaturer betyder enzymer "denaturering", hvilket betyder at de mister deres struktur og bliver ubrugelige.

Temperatur og metabolisk hastighed

Temperatur i det omgivende miljø direkte påvirker metabolismen af ​​ektotermiske dyr, dyr, der ikke er i stand til at regulere deres egen kropstemperatur. For eksempel er den økologiske mængde øgler lav ved kolde temperaturer og en høj ved varme temperaturer. Det betyder, at firben ikke kan være meget aktive i kulde, fordi de ikke har energi til at gøre det, mens de ved højtemperaturer kan bevæge sig hurtigt, men skal forbruge mad til at forbrænde den metaboliske proces. Forskere mener, at varme hæver den metaboliske hastighed af dyr ved at øge mængden af ​​kinetisk energi, der er tilgængelig for celler. Kinetisk energi er energien forbundet med bevægelige objekter. Varme øger kinetisk energi i celler ved at fremskynde molekylerne involveret i kemiske reaktioner, der bringer dem sammen oftere. For endotermiske dyr øger reguleringen af ​​kroppstemperaturen metabolisk hastighed. De handlinger, der er nødvendige for at køle ned, f.eks. Panting eller opvarmning, for eksempel rystende, kræver energi og dermed hurtigere omsætning af fødevarer.