Коэффициент Q10: измерение температурной чувствительности химических реакций. Влияние температуры на скорость реакций, особенно в биологических системах (Q10 ≈ 2-3).
Температурный коэффициент Q10 – это показатель температурной чувствительности, основанный на химических реакциях. Q10 рассчитывается следующим образом:
The Q10 temperature coefficient is a measure of temperature sensitivity based on the chemical reactions. The Q10 is calculated as:
где:
R – скорость реакции,
T – температура в градусах Цельсия или Кельвинах. Переписывая это уравнение, можно увидеть, что Q10 основан на предположении об экспоненциальной зависимости скорости реакции R от температуры:
where;
R is the rate
T is the temperature in Celsius degrees or kelvin. Rewriting this equation, the assumption behind Q10 is that the reaction rate R depends exponentially on temperature:
Q10 – безразмерная величина, поскольку представляет собой фактор, во сколько раз изменяется скорость, и является удобным способом выражения температурной зависимости процесса. Для большинства биологических систем значение Q10 составляет примерно от 2 до 3.
Q10 is a unitless quantity, as it is the factor by which a rate changes, and is a useful way to express the temperature dependence of a process. For most biological systems, the Q10 value is ~ 2 to 3.
В мышечной деятельности
Температура мышцы оказывает значительное влияние на скорость и мощность мышечного сокращения, при этом производительность обычно снижается при понижении температуры и увеличивается при повышении температуры. Коэффициент Q10 отражает степень температурной зависимости мышцы, измеряемую скоростью сокращения. Q10, равный 1,0, указывает на тепловую независимость мышцы, в то время как увеличение значения Q10 свидетельствует об увеличении температурной зависимости. Значения меньше 1,0 указывают на отрицательную или обратную температурную зависимость, то есть на снижение мышечной производительности при повышении температуры. Значения Q10 для биологических процессов изменяются в зависимости от температуры. Снижение температуры мышцы приводит к существенному снижению мышечной производительности, так что снижение температуры на 10 градусов Цельсия приводит к снижению производительности мышц как минимум на 50%. У позвоночных различные виды активности скелетных мышц демонстрируют различные температурные зависимости. Скорость мышечных сокращений и расслаблений подвержена влиянию температуры (Q10 составляет 2,0–2,5), в то время как максимальное сокращение, например, тетаническое сокращение, является теплово-независимым. Мышцы некоторых эктотермических видов, например, акул, проявляют меньшую температурную зависимость при более низких температурах, чем у эндотермических видов.
The temperature of a muscle has a significant effect on the velocity and power of the muscle contraction, with performance generally declining with decreasing temperatures and increasing with rising temperatures. The Q10 coefficient represents the degree of temperature dependence a muscle exhibits as measured by contraction rates. A Q10 of 1.0 indicates thermal independence of a muscle whereas an increasing Q10 value indicates increasing thermal dependence. Values less than 1.0 indicate a negative or inverse thermal dependence, i. e., a decrease in muscle performance as temperature increases. Q10 values for biological processes vary with temperature. Decreasing muscle temperature results in a substantial decline of muscle performance such that a 10 degree Celsius temperature decrease results in at least a 50% decline in muscle performance. Within vertebrates, different skeletal muscle activity has correspondingly different thermal dependencies. The rate of muscle twitch contractions and relaxations are thermally dependent (Q10 of 2.0 2.5), whereas maximum contraction, e. g., tetanic contraction, is thermally independent. Muscles of some ectothermic species. e. g., sharks, show less thermal dependence at lower temperatures than endothermic species