Термогенез и расход калорий¶

Термогенез — это процесс образования тепла в живом организме в результате метаболических реакций. В контексте физиологии человека и диетологии термогенез рассматривается как одна из составляющих общего расхода энергии, наряду с основным обменом (базальным метаболизмом) и физической активностью. Расход калорий, связанный с термогенезом, включает энергию, затрачиваемую на переваривание пищи, поддержание температуры тела и адаптацию к внешним условиям.

¶Физиологические основы

Тепло в организме вырабатывается преимущественно в результате окисления питательных веществ — углеводов, жиров и белков. Этот процесс неразрывно связан с работой митохондрий, где синтезируется аденозинтрифосфат (АТФ). Часть энергии, высвобождаемой при распаде АТФ, рассеивается в виде тепла. Ключевым органом, регулирующим теплопродукцию, является гипоталамус, который реагирует на сигналы о температуре крови и активирует механизмы теплопродукции или теплоотдачи.

Различают два основных типа термогенеза:

• Сократительный — связан с мышечной дрожью при переохлаждении. Это быстрый, но кратковременный механизм.
• Несократительный — осуществляется за счет активации метаболических процессов в тканях, в первую очередь в бурой жировой ткани. Этот тип более длительный и играет важную роль в адаптации к холоду.

¶Составляющие расхода калорий

Общий суточный расход энергии (Total Daily Energy Expenditure, TDEE) складывается из нескольких компонентов. Термогенез занимает в нем заметную долю, уступая лишь базальному метаболизму.

¶Основной обмен

Базальный метаболизм составляет около 60–70 % от общего расхода энергии. Это энергия, необходимая для поддержания жизнедеятельности в состоянии покоя: работа сердца, дыхание, мозговая активность, обновление клеток. Термогенез в данном случае обеспечивает поддержание температуры тела на уровне около 36,6 °C.

¶Пищевой термогенез

Пищевой (диетический) термогенез — это энергия, затрачиваемая на переваривание, всасывание и усвоение пищи. Он составляет примерно 10 % от общего расхода калорий. Величина пищевого термогенеза зависит от состава рациона:

• Белки — самый высокий показатель, около 20–30 % от калорийности потребленных белков.
• Углеводы — около 5–10 %.
• Жиры — наименьший показатель, около 0–3 %.

Таким образом, белковая пища требует больше энергии на усвоение, что учитывается при составлении диет для снижения веса.

¶Адаптивный термогенез

Этот компонент отвечает за реакцию организма на изменения внешней среды, такие как холод или переедание. При длительном воздействии низких температур активируется бурая жировая ткань, которая сжигает калории для выработки тепла. У взрослых людей объем бурой жировой ткани невелик, однако его активность может возрастать при регулярном закаливании.

¶Роль бурой жировой ткани

Бурая жировая ткань (БЖТ) отличается от белой высокой концентрацией митохондрий и наличием белка термогенина (UCP1). Этот белок разобщает процессы окисления и синтеза АТФ, превращая энергию непосредственно в тепло. У новорожденных БЖТ выполняет критическую функцию защиты от переохлаждения. У взрослых она локализуется в области шеи, надключичных и подлопаточных областях. Исследования показывают, что активация БЖТ способствует повышению расхода калорий и может играть роль в профилактике ожирения.

¶Факторы, влияющие на термогенез

Интенсивность теплопродукции варьируется в зависимости от ряда факторов:

• Возраст: с годами активность метаболических процессов и объем бурой жировой ткани снижаются.
• Пол: у мужчин, как правило, выше мышечная масса и базальный метаболизм, что увеличивает общий термогенез.
• Гормональный фон: тиреоидные гормоны (Т3, Т4) стимулируют теплопродукцию. Гипотиреоз сопровождается снижением температуры тела и расхода калорий.
• Физическая активность: мышечная работа значительно повышает теплопродукцию, как во время нагрузки, так и некоторое время после неё (эффект дожигания калорий).
• Температура окружающей среды: холод стимулирует адаптивный термогенез, жара — напротив, требует затрат на охлаждение, что также увеличивает расход энергии.

¶Термогенез и контроль веса

Понимание механизмов термогенеза используется в диетологии для коррекции массы тела. Увеличение доли белка в рационе, дробное питание, употребление продуктов с высоким термическим эффектом (например, острая пища, зеленый чай, кофеин) способствуют незначительному, но устойчивому повышению расхода калорий. Однако эффект этих мер относительно мал по сравнению с физической активностью. Основным способом увеличения расхода энергии остается регулярная мышечная нагрузка, которая повышает как активный, так и пассивный метаболизм.

¶Источники

• Физиология человека: учебник / под ред. В. М. Покровского, Г. Ф. Коротько. — М.: Медицина, 2003.
• Кэмпбелл Н., Рис Дж. Биология. — М.: Бином, 2015.
• Данные исследований по буроватой жировой ткани (Cypess A. M., et al., N Engl J Med, 2009).