Il metabolismo descrive tutte le reazioni chimiche implicate nel sostenere la vita di un organismo. Questo è il processo attraverso il quale gli esseri umani e altri organismi convertono il cibo in energia. Il calore è sia un sottoprodotto del metabolismo che una forma di energia che influenza la velocità con cui avviene il metabolismo, altrimenti noto come tasso metabolico.
TL; DR (Troppo lungo, non letto)
Il metabolismo è il processo attraverso il quale il cibo si converte in energia. Il calore viene emesso dagli organismi come sottoprodotto di questo processo. Poiché gli animali ectotermici non sono in grado di regolare la temperatura del proprio corpo, il loro metabolismo è influenzato dalla temperatura esterna.
Come funziona il metabolismo
Il metabolismo ha due percorsi metabolici. Il primo è il percorso catabolico, che suddivide composti complessi, come glucosio e proteine, in composti semplici. Questo rende l'energia disponibile per il funzionamento della cella. La seconda via è la via anabolica, che costruisce composti complessi necessari all'organismo, come le proteine per i muscoli, da questi semplici composti. Poiché le reazioni chimiche sono imprevedibili - potrebbero non produrre i giusti composti o la quantità richiesta - le cellule hanno bisogno di enzimi per regolare l'attività metabolica. Gli enzimi riuniscono le sostanze chimiche giuste e accelerano le reazioni chimiche. Gli enzimi sono quindi catalizzatori di reazioni chimiche.
Perdita di calore
Solo una piccola quantità di energia ottenuta dal cibo diventa energia che alimenta le cellule. Il resto è perso sotto forma di calore, che è un sottoprodotto delle reazioni chimiche. Questo calore sfugge ai corpi degli umani e di altri organismi ed è ciò che fa sì che una stanza piena di persone diventi fastidiosamente calda. Il calore generato dal metabolismo gioca un ruolo importante nel mantenere caldi i corpi degli animali endotermici. Gli endotermi, principalmente uccelli e mammiferi, sono animali in grado di regolare la propria temperatura corporea utilizzando l'energia generata dal metabolismo.
Calore e enzimi
Le cellule di un determinato organismo contengono molti tipi diversi di enzimi, ognuno dei quali è responsabile di una particolare reazione chimica. Tutti questi enzimi richiedono un intervallo di temperatura simile per poter funzionare. La relazione tra il tasso di metabolismo e la temperatura può essere visualizzata come una curva a forma di gobba. L'attività enzimatica, e quindi il metabolismo, è lenta alle estremità inferiore e superiore di un dato intervallo di temperatura, e più alta ad un certo punto ottimale. La temperatura ottimale per il tipico enzima umano è 37 gradi Celsius (98,6 gradi Fahrenheit). Il corpo umano mantiene quindi una temperatura di circa 37 gradi Celsius per massimizzare il tasso metabolico. L'attività enzimatica diminuisce bruscamente a temperature superiori a 98,6 gradi, e ad alte temperature gli enzimi "denaturano", nel senso che perdono la loro struttura e diventano inutili.
Temperatura e tasso metabolico
Temperatura nell'ambiente circostante influenza direttamente il tasso metabolico degli animali ectotermi, animali che non sono in grado di regolare la propria temperatura corporea. Ad esempio, il tasso metabolico delle lucertole è basso a basse temperature e alto a temperature elevate. Ciò significa che le lucertole non possono essere molto attive al freddo perché non hanno energia per farlo, mentre a temperature elevate possono muoversi velocemente ma devono consumare cibo per alimentare il processo metabolico. Gli scienziati ritengono che il calore aumenti il tasso metabolico degli animali aumentando la quantità di energia cinetica disponibile per le cellule. L'energia cinetica è l'energia associata agli oggetti in movimento. Il calore aumenta l'energia cinetica nelle cellule accelerando le molecole coinvolte nelle reazioni chimiche, riunendole più spesso. Per gli animali endotermici, l'atto di regolare la temperatura corporea aumenta il tasso metabolico. Le azioni necessarie per raffreddarsi, ad esempio ansimare o riscaldarsi, ad esempio i brividi, richiedono energia e quindi un metabolismo più rapido del cibo.
