Produkcja ciepła Początkowa

Produkcja ciepła to proces wytwarzania ciepła w tkankach organizmu na skutek różnych mechanizmów biologicznych. W sporcie terminem tym określa się proces wytwarzania ciepła w mięśniach w odpowiedzi na aktywność fizyczną. Produkcja ciepła jest jednym z kluczowych czynników decydujących o wynikach sportowca. W tym artykule przyjrzymy się procesowi wytwarzania ciepła w mięśniach, jego podstawom fizjologicznym, a także jego znaczeniu w treningu fizycznym.

Produkcja ciepła to proces wytwarzania ciepła w organizmie podczas skurczów mięśni. Początkowa faza wytwarzania ciepła, T0, jest jednym z etapów procesu skurczu mięśnia po wstępnej fazie skurczu. W tej fazie moc wytworzonego ciepła osiąga maksimum, po czym stopniowo maleje. Początkowa produkcja ciepła jest istotna dla aktywności mięśni, gdyż bierze ona udział w utrzymaniu optymalnej temperatury mięśnia do wykonywania określonej pracy, nie uszkadzając przy tym jego struktury.

Mechanizm początkowej produkcji ciepła jest bardzo złożony. Podczas skurczu mięśni kurczą się sarkomery, główne struktury tkanki mięśniowej. Jednocześnie zmienia się kształt mitochondriów – organelli wewnątrzkomórkowych zapewniających oddychanie komórkowe i produkcję ATP (trifosforanu adenozyny) – głównego materiału energetycznego niezbędnego do funkcjonowania komórek. Zmiana kształtu mitochondrium prowadzi do wzrostu stężenia ATP, co z kolei prowadzi do uwolnienia jonów wodorowych i pobudzenia transportu jonów do i z komórki, a także do wzbudzenia Na /K-ATPaza, główna pompa elektrolitowa przestrzeni zewnątrzkomórkowej. Procesy te zwiększają przepuszczalność elektryczną błony komórkowej i stymulują zależny od energii transport ciepła i makroergów do wnętrza komórek.

Początkową produkcję ciepła obserwuje się w wyniku stanu superenergetycznego komórek wynikającego z gromadzenia się nadmiaru ATP. Schorzenie to charakteryzuje się wysoką aktywnością enzymu kinazy kreatynowej, który odgrywa ważną rolę w regulacji bilansu energetycznego komórki, rozpadzie ATP i utrzymaniu wymaganego stężenia jego cząsteczek w komórkach mięśniowych.

W początkowej fazie produkcji ciepła uwalniana jest maksymalna ilość energii i ciepła. Czas trwania tej fazy wynosi 0,2-0,4 sekundy. Znaczący wzrost stężenia jonów wodorowych uwalnianych z matrix mitochondrialnej przekształca zjonizowany wodór w formy molekularne, następnie uwalniane jest ciepło w postaci wody. W tym przypadku produkcja ciepła jest maksymalna i wynosi około 80-100 J na gram masy mięśniowej.