Образование тепла в теле происходит главным образом в результате химических реакций метаболизма. При окислении пищевых веще и других реакций тканевого, метаболизма в качестве побочного продукта образуется тепло. Поэтому величина теплопродукции находится в тесной связи с уровнем метаболической активности организма. Поэтому теплопродукцию называют также химической терморегуляцией. Изменение теплопродукции влияет на температуру тела — особенно низкая она в ранние утренние часы, наиболее высокая — в первые вечерние часы. Особенно усиливается теплопродукция при мышечной работе.
Количество тепла, образующееся в процессе метаболизма, зависит от вида окисляемых пищевых веществ.
Можно принять, что в условиях покоя 2/3 окисляемых веществ составляют жиры и 1/3 углеводы (дыхательный коэффициент около 0,80). Следовательно, с каждым литром потребленного О2 образуется 4,8 ккал тепла. Мужчина весом около 70кг потребляет в покое примерно 0,25л О2 в 1 мин. Таким образом, его теплопродукция за счет окислительного метаболизма составляет 1,2 ккал/мин (0,25л О2 /мин х 4,80 ккал/л О%), или 72 ккал/час, или около 1 ккал/кг массы тела/час, или 1 кал/г/час.
Образующееся в результате метаболических реакций тепло повышает температуру тканей. Количество тепла, необходимое для повышения температуры тканей тела на 1°С, характеризует их удельную теплоемкость. Для воды она равна 1 ккал/кг воды/°С. Удельная теплоемкость разных тканей неодинакова. У разных людей в зависимости от состава тела она варьирует от 0,70 до 0,85 (в среднем 0,83 ккал/кг/°С). Следовательно, чтобы повысить температуру тела человека весом 70кг на 1°, следует затратить 58,1 ккал (0,83x70). Таким образом, в условиях покоя за счет метаболического тепла температура тела у человека должна увеличиваться каждый час на 1,24°С (72 ккал/час : 58,1 ккал)°С. В действительности этого не происходит, так как при обычных внешних условиях тело отдает в окружающую среду тепло с такой же скоростью, с какой оно образуется в теле.
Хотя все ткани продуцируют тепло, однако в тех частях тела (тканях), в которых происходят наиболее интенсивные химические реакции, образуется больше тепла. В состоянии покоя к таким тканям относятся печень, сердце, головной мозг и большинство эндокринных желез. Поэтому температура этих частей тела может на 1°С и более превышать таковую в остальных частях тела. Скорость теплообразования в покоящихся мышцах относительно невелика. Однако поскольку мышечная масса составляет около 40% веса тела, вклад мышц в общую теплопродукцию тела достаточно велик.
В покое теплопродукция распределяется внутри тела примерно следующим образом: мышцы — 20%, печень — 20%, головной мозг — 18%, сердце— 11%, почки— 7%, кожа— 5%, остальные ткани вместе — 19%.