Когда нам холодно, наши мышцы пытаются вырабатывать тепло, дрожа, а бурая жировая ткань пытается вырабатывать тепло, не вызывая дрожи. Мышцы вырабатывают тепло, но также тратят энергию на движение, тогда как жировая ткань производит тепло напрямую. Это похоже на то, что мышцы не так эффективны, как BAT в выработке тепла.
Что заставляет мышцу дрожать? Разве это не ненужное движение, которое тратит впустую энергию, которая иначе могла бы быть использована для непосредственного производства тепла?
Во-первых, движение путем содрогания или дрожи, по простому, вызывает преобразование потенциальной энергии в кинетическую энергию. Это достигается за счет расхода АТФ в мышечной ткани, вызывая быстрые всплески сокращения.
Бурая жировая ткань, хотя и расположена у большинства млекопитающих, от младенцев до пожилых, преимущественно обнаруживается у младенцев, в отличие от белых адипоцитов, поскольку бурая жировая ткань имеет большую капиллярную сеть. Из-за более высокого отношения площади поверхности к объему у младенцев по сравнению со взрослыми скорость потери тепла значительно выше, чем у взрослого человека. Таким образом, требуется более эффективное средство термогенеза, а именно, когда БЖТ определяет температуру тела ниже гомеостатической нормы, высвобождается гормон норадреналин, реагирующий с липазами с образованием триглицеридов. Это может впоследствии разлагаться дальше, чтобы быть преобразованным в тепловую энергию вокруг тела (конечно, есть различные промежуточные стадии).
Кроме того, в бурой жировой ткани находится белок UCP-1. Это позволяет клеткам, соответственно, подвергаться «термогенезу без дрожи», выработке тепла без дрожи за счет разъединения дыхательного цикла в митохондриях для более быстрого окисления субстрата. В результате образуется меньше молекул АТФ, но повышается теплопродукция.
Таким образом, различия могут заключаться в 1) требуемой эффективности теплообразования между младенцами и взрослыми; 2) акт дрожи на единицу площади мышц генерирует больше тепла.
Дополнительную информацию о механизме разъединения UCP-1 в BAT можно найти по адресу https://www.ncbi.nlm.nih.gov/gene?Db=gene&Cmd=ShowDetailView&TermToSearch=7350 .