Vaša telesná teplota sa mierne líši v závislosti od dennej doby a aktivity, ale lekári považujú 37°C za normálnu telesnú teplotu. Vaše telo reguluje teplotu zvýšením alebo znížením produkcie potu, vysielaním signálov do vášho mozgu, aby hľadalo iné prostredie a pohybom krvi k pokožke.
Keď ochoriete, v dôsledku invázie vírusu alebo baktérie, bunky vášho imunitného systému produkujú protilátky na boj proti cudzím útočníkom. Výhody horúčkyHorúčka sa vyskytuje ako prirodzený obranný mechanizmus a vo väčšine prípadov slúži dôležitému účelu. Invázia cudzou látkou spôsobí zvýšenie vášho metabolizmu a zvýšenie telesnej teploty, aby sa vytvorilo prostredie nehostinné pre cudzieho útočníka.
Metabolizmus a jeho vzťah k teplote
Metabolizmus je komplex zložitých biofyzikálnych a biochemických procesov, ktoré zahŕňajú nepretržitú výmenu látok medzi organizmom a prostredím a premenu látok vnútri organizmu spolu s energetickou bilanciou.
Pri zvýšenej telesnej teplote, ako je to pri horúčke, dochádza k zrýchleniu mnohých chemických reakcií v bunkách. Každá chemická reakcia v bunke vyžaduje zvýšenie chemickej aktivity - katalyzáciu. Reakcie katalyzované enzýmami sú spojené tak, že produkt jednej reakcie je východiskovou látkou (substrátom) nasledujúcej reakcie.
Zvýšená telesná teplota (napríklad pri horúčke) zvyšuje metabolické procesy, zatiaľ čo pokles teploty (napríklad pri podchladení) vedie k ich spomaleniu. U teplokrvných živočíchov, vrátane človeka, je udržanie optimálnej telesnej teploty nevyhnutné pre normálnu činnosť metabolizmu a priebeh enzymatických reakcií.
Vplyv teploty na mikroorganizmy
Teplota je jeden z najdôležitejších faktorov vonkajšieho prostredia, ktorý ovplyvňuje rýchlosť rozmnožovania a život mikroorganizmov. Teploty, ktoré umožňujú rast mikroorganizmov, sa pohybujú od 0 °C do 90 °C, aj keď boli popísané ešte vyššie teploty, pri ktorých niektoré druhy baktérií rastú a žijú.
Pri hodnotení závislosti rastu na teplote sa určujú tri základné teploty:
- Minimálna teplota: najnižšia teplota, pri ktorej sa mikroorganizmus ešte rozmnožuje merateľnou rýchlosťou.
- Optimálna teplota: teplota, pri ktorej sa mikroorganizmus rozmnožuje najväčšou rýchlosťou.
- Maximálna teplota: najvyššia teplota, pri ktorej je mikroorganizmus ešte schopný sa rozmnožovať.
Optimálne teploty pre jednotlivé fyziologické pochody v bunke sa líšia pre každý druh. Účinok teploty je tiež ovplyvnený veľkosťou kultivačnej nádoby, koncentráciou buniek, obsahom vody v živnom substráte a pH.
Rozdelenie mikroorganizmov podľa vzťahu k teplote
Mikroorganizmy sa delia na základe ich teplotných nárokov:
- Psychrofilné mikroorganizmy: optimálna teplota 12-18 °C, minimálna teplota < 0-5 °C.
- Psychrotrofné mikroorganizmy: optimálna teplota 20-30 °C, minimálna teplota < 0-10 °C. Tieto sú významné v mikrobiológii potravín, pretože sú schopné rastu pri nízkych teplotách (0-5 °C).
- Mezofilné mikroorganizmy: optimálna teplota 30-35 °C, rozsah rastu 10-45 °C, minimálna teplota 5-10 °C. Väčšina patogénnych baktérií patrí do tejto skupiny.
- Termofilné mikroorganizmy: optimálna teplota okolo 55 °C, rozsah rastu 45-70 °C, minimálna teplota 30-40 °C.
- Hypertermofilné mikroorganizmy: optimálna teplota 90-100 °C, rozsah rastu 65-110 °C, minimálna teplota 65-75 °C.
Smrtiaca (letálna) teplota je najnižšia teplota, ktorá počas určitej doby usmrcuje mikroorganizmus za presne definovaných podmienok. Veľká väčšina mikroorganizmov patrí medzi mezofilné, ktoré sú usmrcované teplotami okolo 60 °C pôsobiacimi 10 až 15 minút.
Odolnosť mikroorganizmov k teplote ovplyvňuje obsah vody v prostredí aj v bunkách, pH prostredia a prítomnosť niektorých látok (lipidy, bielkoviny, sacharidy) vo vyššej koncentrácii.
Vplyv teploty na prežívanie mikroorganizmov v potravinách
Prežívanie mikroorganizmov v potravinách závisí od vnútorných a vonkajších faktorov. Medzi vonkajšie faktory patrí predovšetkým teplota, ktorá ovplyvňuje rýchlosť rozmnožovania a život mikroorganizmu.
Pri nižších ako optimálnych teplotách prežíva väčšina mikroorganizmov pomerne dlhú dobu. Avšak, pri prenesení z optimálnych teplôt do teplôt okolo 0 °C dochádza k chladovému šoku.
Pomalé zmrazovanie mikroorganizmov na teploty pod 0 °C vedie k tvorbe veľkých kryštálov ľadu, ktoré bunku nevratne poškodzujú. Rýchle zmrazovanie buniek na teploty -30 °C až -180 °C spôsobuje tvorbu mikrokryštálikov ľadu a tie bunky mikroorganizmov poškodzujú len minimálne. Lyofilizované kultúry majú životnosť niekoľko rokov.
Zmrazením potravín dochádza len k zastaveniu činnosti mikroorganizmov, ale nie k ich usmrteniu. K procesom mrazenia sú odolnejšie grampozitívne baktérie ako gramnegatívne. Po rozmrazení sa potraviny rýchlejšie kazia.
Smrtiaca teplota, ktorá má usmrcujúci účinok na mikroorganizmy, je všeobecne považovaná za teplotu 70 °C pôsobiacu po dobu 10 minút. Vplyvom pôsobenia vysokých teplôt dochádza v bunkách mikroorganizmov k denaturácii bielkovín, inaktivácii enzýmov a toxínov, k narušeniu štruktúr nukleových kyselín a cytoplazmatickej membrány.
Bacteria Growth
Termoregulácia a metabolizmus u teplokrvných živočíchov
U teplokrvných živočíchov, vrátane človeka, je udržanie stálej telesnej teploty (okolo 37 °C) nevyhnutné pre správnu funkciu metabolizmu a enzymatických reakcií. Telesná teplota je výsledkom rovnováhy medzi príjmom, produkciou a výdajom tepla.
Telesná teplota je regulovaná hypotalamom, ktorý vyhodnocuje signály z termoreceptorov a na základe toho kontroluje produkciu a výdaj tepla.
Teplo vzniká v tele predovšetkým ako vedľajší efekt metabolických procesov a svalovej práce. Zvýšený metabolizmus, aktivovaný napríklad pri fyzickej námahe alebo vplyvom regulačných hormónov, zvyšuje produkciu tepla.
Výhody horúčky spočívajú v tom, že zvýšená telesná teplota vytvára prostredie menej priaznivé pre rast patogénnych baktérií a vírusov, zatiaľ čo imunitný systém funguje efektívnejšie.
Pri zvýšenej telesnej teplote prostredia ľudský organizmus mení pomer prekrvenia orgánov a krv zásobujúca črevá je dočasne presmerovaná do kože na ochladzovanie. Tieto zmeny môžu ovplyvniť aj zloženie črevného mikrobiómu.
Vplyv teploty na bioplyn
Úspešná výroba bioplynu je závislá od komplexného mikrobiologického procesu, pri ktorom musia rôzne druhy mikroorganizmov úzko spolupracovať. Pre ich fungovanie a rast je okrem vhodného substrátu (potravy) kľúčové aj prostredie, pričom teplota je jedným z najdôležitejších faktorov.
Pri mezofilných podmienkach je optimálna rýchlosť produkcie metánu dosahovaná pri 35 - 37 °C, zatiaľ čo pri termofilných metanogénnych baktériách sa maximálna metanogénna aktivita dosahuje pri približne 55 °C.
Metanogénne baktérie sú citlivé na zmeny teploty, preto je udržiavanie stabilného teplotného režimu v reaktore nevyhnutné pre efektívnu produkciu bioplynu.
