Загадка: Почему температура тела 37°?

[stepanov]

Температура тела теплокровных животных 37-40°С. Организм человека способен увеличить теплопродукцию в 10 раз ради стабилизации температуры тела около 37°. На морозе организм даже жертвует конечностями вплоть до обморожений, отзывая кровь в туловище, лишь бы сохранить нужную температуру. Почему эволюция "выбрала" именно 37°?


(фото: oxfam.org.uk)

Правильный ответ: При 37°С вода обладает наименьшей теплоемкостью, что минимизирует затраты энергии на регуляцию температуры тела около данной константы.

Принципиально именно стабильность температуры тела позволила теплокровным значительно расширить свой ареал обитания, сохраняя активность в мороз и жару. То, какой будет эта температура, определено физическим свойством воды, из которой мы состоим на 70%.

Биохимические процессы успешно идут и при 90°С, поэтому популярный ответ: "при увеличении температуры белки сворачиваются" - неверный. Ответы вроде: "при более низкой температуре увеличивается опасность инфекции" - верен отчасти. Действительно многие грибы не способны существовать при данной температуре. Правильно ответили многие, некоторые из которых читали об этом раньше. В любом случае, все, кто думал и размышлял - молодцы! Среди знакомых коллег медиков и биологов правильно ответить никто не смог - они вообще об этом никогда не задумывались.

Comments

[(Anonymous)]

Может быть, все дело в свертываемости белка? Если температура выше, то организм погибнет. Хотя он свертывается при 42 градусах, кажется.
Или оптимальная температура для микроорганизмов внутри человека :) для биома.

[mainmaster.livejournal.com]

Ну, если так, не гугля, предполагаю, что если бы температура тела была большей, то кровь бы свернулась и соответственно не смогла бы циркулировать по организму.
По поводу нижнего предела температуры, если бы она была ниже, то человек бы впал в спячку как некоторые виды животных.
Вероятно при низких температурах кровь загустевает и недостаточно обагащена кислородом для корректного функционирования головного мозга.

[glagolas.livejournal.com]

Действительно, при перегреве кровь "густеет" - снижается текучесть. В это есть доля правды. Но я говорю о температуре тела в норме. Эволюция наверняка бы придумала "другую" кровь, если бы ее другая температуры была бы более ВЫГОДНА.

Да-да, речь идет о энергетической выгоде. При 37°С вода обладает наименьшей теплоемкостью, что минимизирует затраты энергии на регуляцию температуры тела около данной константы.

[dmitriev-panzer.livejournal.com]

Эту температуру не выдерживают некоторые бактерии и вирусы - защита от них.

[glagolas.livejournal.com]

Если уточнить, то эту температуру не любит грибковая инфекция, а вирусам с бактериями - нормуль)

А вот иммунитет, да - активнее работает против любой инфекции при повышенной температуре. Но я говорю о температуре тела в норме.

Верный ответ примерно такой: При 37°С вода обладает наименьшей теплоемкостью, что минимизирует затраты энергии на регуляцию температуры тела около данной константы.

[s1mplex.livejournal.com]

Потому что оптимальная температура для протекания биохимических процессовв теле человека 37 градусов?

[glagolas.livejournal.com]

Но у рептилий температура тела примерно равна температуре окружающей среды. Некоторые водоросли прекрасно себя чувствуют в горячих источниках, где 90 градусов.

Почему же эволюция выбрала у теплокровных именно 37-40 градусов?

Верный ответ примерно такой: При 37°С вода обладает наименьшей теплоемкостью, что минимизирует затраты энергии на регуляцию температуры тела около данной константы.

[(Anonymous)]

При этой температуре теплопроводность воды максимальная.

[glagolas.livejournal.com]

Теплоемкость!

[anvarko.livejournal.com]

Думаю, все просто) это баланс, при котором меньше всего расходуется энергии на борьбу с нежелательными микроорганизмами, а может еще с кем-нибудь) а вот хладнокровные, видимо, нашли другое решение.

[glagolas.livejournal.com]

Если уточнить, то эту температуру не любит грибковая инфекция, а вирусам с бактериями - нормуль)

А вот иммунитет, да - активнее работает против любой инфекции при повышенной температуре. Однако уже при 40 градусах он начинает кидаться на собственные клетки и органы. Но я-то говорю о температуре тела в норме.

Верный ответ примерно такой: При 37°С вода обладает наименьшей теплоемкостью, что минимизирует затраты энергии на регуляцию температуры тела около данной константы.

[egh0st.livejournal.com]

ферментная активность и прочий белковый фолдинг, подозреваю.


апосля /r/еквестирую более интересный вопрос. Почему температура мошонки заметно ниже температуры тела? :)

[glagolas.livejournal.com]

Про мошонку я ж писал уже)): http://glagolas.livejournal.com/132823.html

Что касается белков, логично. Но у рептилий температура тела примерно равна температуре окружающей среды. Некоторые водоросли прекрасно себя чувствуют в горячих источниках, где 90 градусов. Это не мешает их белкам работать.

Почему же эволюция выбрала у теплокровных именно 37-40 градусов?

Верный ответ примерно такой: При 37°С вода обладает наименьшей теплоемкостью, что минимизирует затраты энергии на регуляцию температуры тела около данной константы.

[egh0st.livejournal.com]

https://www.quora.com/Why-is-the-body-temperature-set-at-37-2-%C2%B0c

квора в последнее время воооще как-то рулит что ле. Хорошие там ответы (в целом).

[glagolas.livejournal.com]

Спасибо за ссылку)

[wstrashnov.livejournal.com]

Бактерии замедляются и гибнут

[glagolas.livejournal.com]

Если уточнить, то эту температуру не любит грибковая инфекция, а вирусам с бактериями - нормуль)

А вот иммунитет, да - активнее работает против любой инфекции при повышенной температуре. Однако уже при 40 градусах он начинает кидаться на собственные клетки и органы. Но я-то говорю о температуре тела в норме.

Верный ответ примерно такой: При 37°С вода обладает наименьшей теплоемкостью, что минимизирует затраты энергии на регуляцию температуры тела около данной константы.

[dr0dev.livejournal.com]

Может это неслучайно, что эти температуры близки к точке, где вода имеет наименьшую теплоемкость (то есть ее легче нагреть или охладить). Правда, значения наименьшей теплоемкости воды (4,178 кДж/кг) лежат в диапазоне температур 30–38 градусов, да и отличия от теплоемкости в других диапазонах температур очень малы: менее 0,05%.
С другой стороны, в организме не чистая вода, а сложный раствор, включающий белки, плазму крови и т.п., у которого возможно есть наиболее энерговыгодный максимум как раз около 37 град.

[glagolas.livejournal.com]

Спасибо за развернутый ответ, а также за критику данной гипотезы. Это отличает ученого от остальных)

Действительно, 37 - это не есть оптимальная точка, а есть интервал (25 - 45), в котором теплоемкость практически не меняется. Что касается верхнего предела этого интервала температур, то с ростом её увеличивается вероятность неспецифического связывания антителами антигенов, в том числе, молекул собственного организма. Это повреждает иммуно-привилегированные органы - мозг, глаза, суставы, тестикулы. Понижение температуры явно не на пользу биохимическим реакциям. Таким образом, в диапазоне температур, в котором теплоемкость воды минимальна, эволюция выбрала более высокую, но не выше, чем это становится опасным для мозга. Почему птичий мозг не боится температуры +45 - не знаю) Но это только мои рассуждения в пользу стандартной теории.

[agprom.livejournal.com]

Удельная теплоемкость воды минимальна при +37 (хотя еще от давления зависит). Для крови, видимо, схожая кривая будет. Т.е. при +37 для изменения температуры в теле на 1 градус потребуется минимальное кол-во энергии.

[glagolas.livejournal.com]

Все верно! Спасибо за развернутый ответ!

[salozasosalo.livejournal.com]

Скорее всего, при этой температуре нормально варит чайник, если ниже, то начинаются тормоза, если выше, то увеличивается скорость химических реакций в организме и его потребности (что иногда хорошо, но всегда - слишком накладно).

Но тут вопрос в деталях, конечно, о которых было бы очень интересно узнать :)

[glagolas.livejournal.com]

Творческий подход к решению задачи)
Что касается верхнего предела этого интервала температур, то с ростом её увеличивается вероятность неспецифического связывания антителами антигенов, в том числе, молекул собственного организма. Это повреждает иммуно-привилегированные органы - мозг, глаза, суставы, тестикулы. Понижение температуры явно не на пользу биохимическим реакциям. Таким образом, в диапазоне температур, в котором теплоемкость воды минимальна, эволюция выбрала более высокую, но не выше, чем это становится опасным для мозга. Почему птичий мозг не боится температуры +45 - не знаю) Но это только мои рассуждения в пользу стандартной теории.

[kutik0v.livejournal.com]

Для поддержания жизни необходим обмен веществ. Эффективность биохимических реакций повышается при температуре тела равной температуре воды, при которой та имеет наименьшую теплоемкость, то есть - t=36.6.

Но зачем теплокровным (в том числе и человеку) необходимо поддержание внутренней температуры 36.6 градусов? Вероятно, это является защитой от разного рода грибков, которые при этой температуре погибают.

[glagolas.livejournal.com]

Принципиально именно стабильность температуры тела позволила теплокровным значительно расширить свой ареал обитания, сохраняя активность в мороз и жару. То, какой будет эта температура, определено физическим свойством воды, из которой мы состоим на 70%.

Про грибков - тоже важно.

Но конкретнее ответ будет таким: При 37°С вода обладает наименьшей теплоемкостью, что минимизирует затраты энергии на регуляцию температуры тела около данной константы.

[Ростислав Лунегов (from livejournal.com)]

Такая температура позволяет поддерживать нужную скорость химических реакций, убивать ненужные микроорганизмы и поддерживать жизнь нужных?

[glagolas.livejournal.com]

Да, многие грибки не любят температуру тела. А вот бактерии и вирусы - нормуль! Но тогда можно было и погорячее выбрать))

Верный ответ будет таким: При 37°С вода обладает наименьшей теплоемкостью, что минимизирует затраты энергии на регуляцию температуры тела около данной константы.

[thebrut.livejournal.com]

"Дело в том, что теплоемкость воды имеет минимум именно между 36-ю и 37-ю градусами."
Продолжение тут: a-nikonov.livejournal.com/2459695.html

[glagolas.livejournal.com]

Спасибо за ссылку на интересный блог!

А если температура тела ниже 35 ?

[(Anonymous)]

А если температура тела ниже 35

[pbijipsfem.livejournal.com]

добавил в друзья
я с марафона

[Иван Трофимович (from livejournal.com)]

Погуглил)
http://thermalinfo.ru/publ/zhidkosti/voda_i_rastvory/teploprovodnost_plotnost_vody_svojstva_vody/32-1-0-35
Теплоемкость по всем ссылкам одна примерно 30-50. Да и  энергии греться до 30-35 точно тратилось бы меньше чем до 37. Почему у других животных тогда температура не 37 ? Совсем не вижу логики...

ТОП: 21:40 (московское)

[magict30p.livejournal.com]

Вы попали в Т30P (http://www.t30p.ru) самых обсуждаемых тем в блогосфере.
Это Ваш 1-й ТОПовый пост в этом году.
Посмотреть статистику автора можно в карточке топблогера (http://rating.t30p.ru/?glagolas.livejournal.com&p=tops).

[theschmidts.livejournal.com]

Очень странное объяснение: теплоемкость в пределах 20~50 градусов меняется на 0.1 ПРОЦЕНТА. Никакого особого минимума там нет
У животных куча гораздо менее оптимальных параметров тела - и ничего.

[volodjka47.livejournal.com]

Доброго! Может и не в тему, но буду краток:
ЭКО не одобрям, но вливание моей крови в девушку
как-то ослабит временно действие её иммунно-защитников
и тогда можно зачатие? Или это всего-лишь теория?
Начитался вас и вот..)

[glagolas.livejournal.com]

Нет, не ослабит. Наоборот - усилит реактогенность в отношении антигенов ваших лимфоцитов. Данная реактогенность необходима, чтобы в момент наступления беременности иммунные клетки в матке подавили иммунитет в отношении плода. Т.е. данные клетки матки не обеспечат защиту, если не будет нападения, а нападения нет, так как генотипы совпадают. Такой парадокс. Подробнее писал об этом здесь: http://glagolas.livejournal.com/128361.html

[dibrov-s.livejournal.com]

Я отмечу еще некоторые нюансы.

Температура 36,7 в е (в смысле, в 2,72) раз меньше температуры кипения воды в шкале Цельсия. Прикладной смысл: если у нас одинаковое количество воды с температурой 0 градусов и 100 градусов, то в идеале (бесконечное количество делений, или же встречные потоки в идеальных условиях) мы охладим кипяток до 36,7 градусов.

Не знаю, связано ли это с физиологией, или может эта особенность определяет физические свойства воды. Но факт :)

[antontsau.livejournal.com]

Вы эту зависимость теплоемкости от температуры видели? От 4.217 до 4.178, меньше 1% разницы от 0 до 100, причем этот минимум примерно от 23 до 45 градусов. Эх, врачи, никто вас не учит хоть какому-то научному методу, способам отсеивания непротиворечивых, но лажовых теорий.

[glagolas.livejournal.com]

Я в курсе про широкий диапазон 23 - 45, в котором отклонение теплоемкости от минимума составляет всего 0,25%. Для дальнейшего обоснования перейдем от физике к иммунологии и биохимии, где я - как рыба в воде.

Что касается верхнего предела, то с ростом температуры увеличивается вероятность неспецифического связывания антителами антигенов, в том числе, молекул собственного организма. Это повреждает иммуно-привилегированные органы - мозг, глаза, суставы, тестикулы уже при температуре >39 градусов. С другой стороны, понижение температуры явно не на пользу биохимическим реакциям.

Таким образом, в диапазоне температур, в котором теплоемкость воды минимальна, эволюция выбрала более высокую, но не выше, чем это становится опасным для мозга. Выше 40 градусов температура тела только у птиц, у которых эмбриогенез протекает иначе, поэтому нет необходимости защищать мозг, глаза, суставы и спермиев от слишком активного при повышенной температуре иммунитета.

[superhimik.livejournal.com]

Вопрос интересный, но у меня есть сомнения, что ответ полностью верный. В интервале температур от 30 до 38 теплоёмкость воды не меняется с погрешностью 0,1 %, а при 40 С она уже выше. Тогда встаёт вопрос, почему 37 С, а не 30 С?

[(Anonymous)]

Скорее всего автор загадки ошибается. Не приведено никаких аргументов хоть как-либо объясняющих или механизм действия или цель подобного регулирования, оптимизации именно по теплоемкости. Только констатация факта совпадения и общие рассуждения о том, что вроде как логично было бы так. Но не более. Например температура кошки 38-39 градусов, да она еще и лучше теплоизолирована.

Весьма вероятно, что совпадение не случайно, но объясняется иными причинами и свойствами коллоидов и растворов организма. С точки зрения поддержания температуры разница в необходимой для нагрева потребляемой воды от температуры окружающей среды до температуры 35 или 37 или 40 градусов не столь значительно отличается, как например нагрев воды для питья зимой и летом. Поэтому эта разность энергий, определяемая различием теплоемкостей при +/- несколько градусов не может служить параметром оптимизации для эволюции.
Что сильнее влияет на организм - изменение скорости б/х реакций или неоходимость выработать на 10 дж. энергии больше? Да еще и с учетом открытости системы? Ветерок дунул - и вся оптимизация нарушилась?
В журнале у никонова по серьезнее обсуждение было с опровержением этой гипотезы. И привели интересную книжку на тему значимости физ-хим факторов в биологии.

https://yadi.sk/i/wnNc176umzkUi

[(Anonymous)]

Из указанной книги - цитаты:
1. ... фактором, определяющим эволюцию в направлении теплокровности, является скорость распространения волны возбуждения по нерву, а не скорость ферментативных реакций.
...весьма вероятно, что наиболее совершенные го-мойотермные животные поддерживают температуру тела около 38°, поскольку именно при этой температуре обеспечиваются наилучшие условия функционирования возбудимых мембран.
2.предельно совершенные, активно перемещающиеся животные должны быть теплокровными, поскольку именно в диапазоне температур 36—42° обеспечивается максимальная скорость проведения возбуждения по нерву. Этот диапазон температур задан свойствами фосфолипидов возбудимых мембран. Сам фосфолипидный состав детерминирован необходимостью максимально совершенного выполнения функций возбуждения и проведения возбуждения. Приходится идти на заботы о высокосовершенной системе терморегуляции, поддерживающей необходимую температуру тела.

Там же приведена гипотеза о температуре тела у холоднокровных животных и растений. Она также не связана с теплоемкостью воды.

Вам, Глаголас, не стоит так безаппеляционно и однозначно что-либо утверждать. Особенно в науке о живом мире и человеке.

Вообще, когда человек кому-то говорит, как в школе "это не верный ответ, правильно будет вот так..." это зачастую означает что он сам ошибается. Перед сколькими людьми в обсуждении этого поста вы ошиблись?