Wie beeinflusst Temperatur den Stoffwechsel?

Wie beeinflusst Temperatur den Stoffwechsel?

Metabolismus beschreibt alle chemischen Reaktionen, die an der Aufrechterhaltung des Lebens eines Organismus beteiligt sind. Dies ist der Prozess, bei dem Menschen und andere Organismen Nahrung in Energie umwandeln. Wärme ist sowohl ein Nebenprodukt des Stoffwechsels als auch eine Form von Energie, die die Geschwindigkeit beeinflusst, mit der der Stoffwechsel stattfindet, auch bekannt als Stoffwechselrate.

TL; DR (zu lang; nicht gelesen)

Metabolismus ist der Prozess, durch den Nahrung in Energie umgewandelt wird. Als Nebenprodukt dieses Prozesses wird Wärme von Organismen abgegeben. Da ektothermische Tiere ihre eigenen Körpertemperaturen nicht regulieren können, wird ihr Stoffwechsel durch die Außentemperatur beeinflusst.

Wie funktioniert der Stoffwechsel?

Der Stoffwechsel hat zwei Stoffwechselwege. Der erste ist der katabole Stoffwechselweg, der komplexe Verbindungen wie Glucose und Proteine ‚Äč‚Äčin einfache Verbindungen zerlegt. Dies stellt Energie f√ľr den Betrieb der Zelle zur Verf√ľgung. Der zweite Weg ist der anabole Weg, der aus diesen einfachen Verbindungen komplexe Verbindungen baut, die der K√∂rper ben√∂tigt, wie zum Beispiel Muskelproteine. Da chemische Reaktionen unvorhersehbar sind - sie k√∂nnen m√∂glicherweise nicht die richtigen Verbindungen oder die erforderliche Menge produzieren - ben√∂tigen Zellen Enzyme, um die metabolische Aktivit√§t zu regulieren. Enzyme bringen die richtigen Chemikalien zusammen und beschleunigen chemische Reaktionen. Enzyme sind daher Katalysatoren f√ľr chemische Reaktionen.

Verlust von Wärme

Nur ein kleiner Teil der Energie aus der Nahrung wird zu Energie, die die Zellen antreibt. Der Rest geht als Wärme verloren, die ein Nebenprodukt chemischer Reaktionen ist. Diese Hitze entweicht den Körpern von Menschen und anderen Organismen und verursacht, dass ein Raum voller Menschen unangenehm heiß wird. Wärme, die durch den Stoffwechsel erzeugt wird, spielt eine wichtige Rolle beim Warmhalten der Körper endothermer Tiere. Endothermen, vor allem Vögel und Säugetiere, sind Tiere, die ihre eigene Körpertemperatur mit der Energie des Stoffwechsels regulieren können.

Hitze und Enzyme

Die Zellen eines gegebenen Organismus enthalten viele verschiedene Arten von Enzymen, von denen jeder f√ľr eine bestimmte chemische Reaktion verantwortlich ist. Alle diese Enzyme ben√∂tigen einen √§hnlichen Temperaturbereich, um zu funktionieren. Die Beziehung zwischen der Geschwindigkeit des Metabolismus und der Temperatur kann als eine buckelf√∂rmige Kurve visualisiert werden. Die Enzymaktivit√§t und daher der Metabolismus ist am unteren und oberen Ende eines gegebenen Temperaturbereichs langsam und an einem optimalen Punkt am h√∂chsten. Die optimale Temperatur f√ľr das typische menschliche Enzym ist 37 Grad Celsius (98,6 Grad Fahrenheit). Der menschliche K√∂rper beh√§lt daher eine Temperatur von etwa 37 Grad Celsius, um die Stoffwechselrate zu maximieren. Die Enzymaktivit√§t f√§llt bei Temperaturen √ľber 98,6 Grad stark ab, und bei hohen Temperaturen "denaturieren" Enzyme, was bedeutet, dass sie ihre Struktur verlieren und nutzlos werden.

Temperatur und Stoffwechselrate

Die Temperatur in der Umgebung beeinflusst direkt die Stoffwechselrate von ektothermen Tieren, Tieren, die nicht in der Lage sind, ihre eigene K√∂rpertemperatur zu regulieren. Zum Beispiel ist die Stoffwechselrate von Eidechsen niedrig bei kalten Temperaturen und hoch bei hei√üen Temperaturen. Dies bedeutet, dass Eidechsen in der K√§lte nicht sehr aktiv sein k√∂nnen, weil sie keine Energie daf√ľr haben, w√§hrend sie sich bei hohen Temperaturen schnell bewegen k√∂nnen, aber Nahrung essen m√ľssen, um den Stoffwechsel anzutreiben. Wissenschaftler glauben, dass W√§rme die Stoffwechselrate von Tieren erh√∂ht, indem sie die Menge an kinetischer Energie erh√∂ht, die Zellen zur Verf√ľgung steht. Kinetische Energie ist die Energie, die mit sich bewegenden Objekten verbunden ist. W√§rme erh√∂ht die kinetische Energie in Zellen, indem sie die Molek√ľle, die an chemischen Reaktionen beteiligt sind, beschleunigt und sie h√§ufiger zusammenbringt. Bei endothermen Tieren erh√∂ht die Regulierung der K√∂rpertemperatur die Stoffwechselrate. Die zum Abk√ľhlen, beispielsweise zum Keuchen, oder zum Aufw√§rmen, beispielsweise zum Frieren, erforderlichen Ma√ünahmen erfordern Energie und damit einen schnelleren Stoffwechsel der Nahrung.

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