Mechanizmy svalové netřesové termogeneze

Abstract

Schopnost regulace tělesné teploty je klíčová pro přežití a evoluci organismů. Endotermové mají efektivní mechanismy tvorby tepla, mezi které patří svalový třes a netřesová termogeneze (NST), ke které dochází převážně v hnědé tukové tkáni a svalu. Svalová NST je komplexní proces zahrnující více mechanismů, klíčovou roli však pravděpodobně hraje efekt sarkolipinu na protein SERCA, kdy dochází ke štěpení ATP bez přečerpání Ca2+ do sarkoendoplasmatického retikula doprovázené vznikem tepla. Další klíčové proteiny svalové NST jsou např. ryanodinové receptory, regulující vápníkové koncentrace, a fosfolamban, regulující aktivitu SERCA. Zásadní roli hraje také aktivita mitochondrií. Schopnost svalové NST závisí na ontogenetickém stádiu organismu a na vnějších podmínkách, kterým je vystaven. Kromě tepelné homeostázy mají tyto mechanismy zásadní vliv také na regulaci celotělového metabolismu a mohou sloužit jako ochrana před obezitou indukovanou dietou. Stejně jako jiné termogenní mechanismy i svalová NST je energeticky náročný proces a proto poznání jejích procesů a schopnost jejich regulace by mohlo přinést novou cestu v léčbě obezity a s ní souvisejících metabolických onemocnění. Klíčová slova: netřesová termogeneze, sarkolipin, SERCA, sval, hnědá tuková tkáň

The capacity to regulate body temperature is of great importance for the survival and evolution of organisms. Endotherms possess highly efficient mechanisms for generating heat, including muscle shivering and non-shivering thermogenesis (NST), which occurs predominantly in brown adipose tissue and muscle. The process of muscle NST is a complex one, involving multiple mechanisms. However, it seems likely that the effect of sarcolipin on SERCA protein plays a key role. This occurs when ATP cleavage occurs without Ca2+ pumping into the sarcoendoplasmic reticulum, accompanied by heat generation. Other key proteins of the muscle NST include ryanodine receptors, which regulate calcium concentrations, and phospholamban, which regulates SERCA activity. Mitochondrial activity also plays a crucial role in this process. The ability of muscle NST depends on the ontogenetic stage of the organism and the external conditions to which it is exposed. In addition to thermal homeostasis, these mechanisms also have a major impact on the regulation of whole-body metabolism and may serve as protection against diet-induced obesity. As with other thermogenic mechanisms, muscle NST is an energy-intensive process. Consequently, an understanding of its processes and the ability to regulate them could provide a new avenue in...