promieniowanie

Termoregulacja promieniowanie to mechanizm utraty ciepła, który charakteryzuje się promieniowaniem cieplnym. Wraz z promieniowaniem energia cieplna wydostaje się z ciała w postaci fali elektromagnetycznej lub promieniowania podczerwonego. Przegrzanie spowodowane promieniowaniem jest uważane za krok terapeutyczny w przypadku raka.

Co to jest promieniowanie?

Różnorodne mechanizmy utrzymują stałą temperaturę ciała ludzkiego. Temperatura około 37 stopni Celsjusza (nieco inna w zależności od osoby) odpowiada idealnej temperaturze pracy wielu enzymów.

Aby zachować tę idealną wartość, organizm ludzki jest stale w wymianie ciepła z otoczeniem. Całość tych procesów wymiany i związanych z nimi procesów zachodzących w organizmie nazywana jest termoregulacją organizmu. Podwzgórze jest ośrodkiem regulacyjnym. Cztery mechanizmy wymiany ciepła to konwekcja, przewodzenie, parowanie i promieniowanie.

Medycyna rozróżnia mechanizmy zewnętrznego i wewnętrznego transportu ciepła. Wewnętrzny transport ciepła odbywa się głównie na drodze konwekcji i przewodzenia. Do przewodzenia nie jest wymagany żaden nośnik, podczas gdy konwekcja działa z nośnikiem. Promieniowanie i parowanie przypisuje się przede wszystkim zewnętrznemu transportowi ciepła. Podczas gdy parowanie odpowiada parowaniu, promieniowanie jest promieniowaniem cieplnym.

Funkcja i zadanie

Wraz z promieniowaniem energia cieplna przemieszczana jest w postaci fali elektromagnetycznej w postaci promieniowania podczerwonego. W przeciwieństwie na przykład do transportu konwekcyjnego, promieniowanie nie zależy od materii, ale działa wyłącznie z niematerialnym promieniowaniem cieplnym.

Długofalowe promienie podczerwone bez odbicia przenikają do ludzkiego ciała z zewnątrz. Te promienie długofalowe mogą pochodzić z różnych źródeł w okolicy. Najważniejszym źródłem długofalowego promieniowania podczerwonego jest np. Słońce. Obiekty lub osoby w bezpośrednim sąsiedztwie mogą również emitować promienie podczerwone o długich falach. Krótkofalowe promienie podczerwone nie docierają do organizmu bez odbicia, ale odbijają się na wysokości do 50 procent. Odbicie to zachodzi głównie przez pigment skóry.

Prawo Stefana-Boltzmanna określa moc promieniowania cieplnego idealnego ciała doskonale czarnego w funkcji temperatury ciała. Wraca do fizyków Ludwiga i Josefa Stefana Boltzmanna. Jego prawo stanowi podstawowe ramy dla promieniowania termoregulacyjnego. Prawo Stefana-Boltzmanna zostało odkryte mniej lub bardziej eksperymentalnie w XIX wieku. Boltzmann oparł swoje wyprowadzenie na prawach termodynamiki i elektrodynamice Maxwella. Wyprowadzając ją, przyjmuje widmową gęstość promieniowania ciał czarnych i osiąga całkowanie gęstości promieniowania we wszystkich częstotliwościach iw półprzestrzeni, którą napromieniowuje element powierzchniowy.

Prawo promieniowania promieniowania wskazuje, jaką moc promieniowania ciało czarne z określonego obszaru emituje do otoczenia w temperaturze bezwzględnej.

W ludzkim organizmie ciepło jest stale wytwarzane, przede wszystkim w wyniku procesów metabolicznych i pracy mięśni. Ciepło to jest transportowane na powierzchnię poprzez wewnętrzne procesy transportu ciepła, takie jak przewodzenie i konwekcja. Ciepło promieniuje z powierzchni ciała jako część promieniowania zgodnie z prawem Boltzmanna, tak więc dochodzi do strat ciepła. Te straty ciepła chronią ludzi przed przegrzaniem.

Z drugiej strony organizm ludzki również pochłania ciepło z otoczenia poprzez promieniowanie. Aby utrzymać stałą temperaturę ciała, w razie potrzeby ponownie inicjowane są straty ciepła.

W ten sposób procesy termoregulacyjne, takie jak promieniowanie, konwekcja, parowanie i przewodzenie, chronią organizm człowieka przed przegrzaniem i hipotermią. Oba stany zakłóciłyby lub nawet sparaliżowały pracę enzymatyczną, a tym samym dziesiątki procesów organizmu.

Tutaj znajdziesz swoje leki

Choroby i dolegliwości

Hipertermia to przegrzanie organizmu, które jest sprzeczne z ośrodkiem regulacji ciepła. W przeciwieństwie do gorączki, hipertermia nie jest wywoływana przez pirogeny. Specjalne postacie hipertermiczne to złośliwe hipertermie, które pojawiają się w wyniku działania leków lub ich używania.

Hipertermię można również wywołać sztucznie poprzez napromieniowanie, a następnie odpowiada ona etapowi terapeutycznemu, jak pokazano na przykład w kontekście leczenia raka. Chemioterapia jest często z powodzeniem wspomagana sztuczną hipertermią. Wyróżnia się różne rodzaje sztucznej hipertermii. Oprócz hipertermii całego ciała występuje na przykład hipertermia głęboka lub hipertermia prostaty. W przypadku hipertermii całego ciała dochodzi do przegrzania całego ciała z wyjątkiem głowy.

To ukierunkowane przegrzanie odbywa się za pomocą promienników podczerwieni i doprowadza temperaturę ciała do wartości nawet 40,5 stopnia Celsjusza. Głęboka hipertermia zachodzi tylko na dotkniętej chorobą tkance i podgrzewa chorej części ciała do 44 stopni Celsjusza. Hipertermia gruczołu krokowego jest zwykle wywoływana przez hipertermię przezcewkową. Oprócz ciepła wykorzystywane jest promieniowanie pola elektrycznego z krótkich fal radiowych.

Hipertermia jako termin medyczny przeciwstawia się hipotermii. Opisuje hipotermię spowodowaną nadmierną utratą ciepła przez promieniowanie, przewodzenie, konwekcję i parowanie. Hipotermia spowodowana stratami ciepła jest głównie wspomagana przez niskie temperatury powietrza. Zimna woda lub wiatr również sprzyjają utracie ciepła z organizmu. Dlatego hipotermia zwykle występuje jako część wypadków w wodzie, w górach i w jaskiniach. Przebywanie w ogólnie zimnym otoczeniu może również powodować hipotermię.

Medycyna rozróżnia łagodną, ​​umiarkowaną i ciężką hipotermię. Ciężka hipotermia powoduje spadek temperatury ciała poniżej 28 stopni Celsjusza i może być śmiertelny. Oprócz utraty przytomności lub zatrzymania akcji serca ta forma hipotermii charakteryzuje się zmniejszoną aktywnością mózgu, obrzękiem płuc i sztywnością źrenic. Występują arytmie serca. Często dochodzi również do zatrzymania oddechu z powodu hipotermii.