konwekcja

Plik konwekcja odgrywa ważną rolę w termoregulacji organizmu. Charakteryzuje transport ciepła w ciele i uwalnianie ciepła do świata zewnętrznego. Zakłócenia w wymianie ciepła mogą być spowodowane chorobami i mieć poważny wpływ na bilans cieplny organizmu.

Co to jest konwekcja

W termoregulacji organizmów konwekcja reprezentuje pewną formę transportu ciepła podczas wymiany ciepła, przy czym wymiana ciepła odbywa się za pośrednictwem medium materialnego. W ten sposób ciepło może być transportowane za pośrednictwem cieczy, takiej jak woda, a następnie przekazywane do ośrodka gazowego, jakim jest powietrze.

W przypadku regulacji temperatury ciała medium płynnym jest krew we krwi, a medium gazowym powietrze zewnętrzne. W ramach termoregulacji organizm stara się w miarę możliwości utrzymać fizjologiczną temperaturę ciała. U ludzi wynosi około 37 stopni.

Ciepło jest generowane głównie w wyniku procesów metabolicznych, a następnie poprzez tarcie podczas pracy mięśni. Energia mechaniczna pracy mięśni jest również pierwotnie pozyskiwana z czynności metabolicznych.

W przypadku konwekcji energia cieplna ze źródła ciepła jest transportowana do wszystkich części ciała przez przepływającą krew w naczyniach krwionośnych. Aby zrównoważyć temperaturę ciała, istnieje stały transport ciepła, który jednak musi być regulowany przez procesy hormonalne.

Ponadto zachodzi wymiana ciepła między ciałem a światem zewnętrznym, przy czym ciało oddaje ciepło do otoczenia. Ten transport ciepła jest ograniczany przez termoregulację w przypadku dużych strat ciepła z powodu niskich temperatur zewnętrznych lub wspomagany w przypadku nadmiernego wytwarzania ciepła w ciele.

Funkcja i zadanie

Wymiana ciepła poprzez konwekcję powinna pomóc w utrzymaniu stałej temperatury ciała. Oprócz konwekcji zachodzi również wymiana ciepła poprzez parowanie (parowanie) lub promieniowanie (promieniowanie).

Organizm kontroluje wymianę ciepła poprzez mechanizmy regulacyjne w taki sposób, że temperatura ciała nie jest ani przekraczana, ani niedogrzana. Wszystkie procesy fizjologiczne są zależne od temperatury i przebiegają optymalnie tylko w temperaturze ciała. Jeśli temperatura ciała jest zbyt niska, procesy metaboliczne ulegają spowolnieniu. Zbyt wysokie temperatury mają duży wpływ na strukturę biocząsteczek. Denaturacja własnych białek organizmu rozpoczyna się w temperaturze powyżej 40 stopni. Struktury drugorzędowe, trzeciorzędowe i czwartorzędowe białek ulegają zniszczeniu, tracąc swoją biologiczną skuteczność. W szczególności enzymy są osłabione w ich funkcjonalności.

Ponadto zmienia się płynność, zachowanie dyfuzyjne i osmoza błon komórkowych. W wyższych temperaturach powinowactwo wiązania hemoglobiny z tlenem nadal spada, tak że dopływ tlenu nie byłby już odpowiednio gwarantowany.

Aby zapewnić stałą temperaturę ciała, konieczna jest skoordynowana sekwencja kilku procesów. Dotyczy to między innymi stałej produkcji ciepła, izolacji cieplnej oraz zdolności organizmu do zwiększania rozpraszania ciepła w przypadku nadprodukcji ciepła.

Kiedy ciało się przegrzewa, podwzgórze powoduje zmniejszenie współczulnego tonu. Występuje rozszerzenie naczyń obwodowych i zwiększona potliwość. Powstawanie potu powoduje wzrost strat ciepła na skutek parowania, a rozszerzenie naczyń krwionośnych zwiększa odprowadzanie ciepła przez konwekcję.

Rozszerzenie naczyń krwionośnych to rozszerzenie naczyń krwionośnych w celu zwiększenia ich powierzchni. To sprawia, że ​​rozpraszanie ciepła jest bardziej efektywne. Konwekcja jest również niezbędna do równomiernego ogrzewania ciała. Rdzeń ciała, składający się z brzucha i czaszki, jest podgrzewany silniej przez metabolizm niż akry i kończyny. Różnice są równoważone przez wymuszoną konwekcję w krwiobiegu.

Tutaj znajdziesz swoje leki

Choroby i dolegliwości

Konwekcja w termoregulacji jest w dużej mierze zależna od funkcjonalności naczyń krwionośnych. W przypadku zaburzeń krążenia nawet ogrzewanie wszystkich partii ciała nie działa już optymalnie. Części ciała, które szybko się ochładzają i nie nagrzewają się tak bardzo, a jednocześnie pozostają chłodniejsze niż sąsiednie regiony. Na przykład zimne dłonie lub stopy często występują w miażdżycy. Nie można ich tak szybko doprowadzić do temperatury ciała, nawet poprzez bierne ogrzewanie z zewnątrz. Zawsze występuje szybkie chłodzenie.

Aktywność fizyczna może poprawić krążenie krwi. Jednak w ciężkich przypadkach istnieje ryzyko niedotlenienia, aw skrajnych przypadkach martwicy odpowiednich kończyn. Szczególnie chorzy na cukrzycę często cierpią na zaburzenia krążenia, które mogą skutkować utratą niektórych kończyn.

Zmniejszony przepływ krwi (niedokrwienie) również wpływa na stopień rozszerzenia naczyń. Siły ścinające w naczyniach krwionośnych są zmieniane przez niedokrwienie. Siły ścinające pośredniczą w rozszerzaniu naczyń krwionośnych. Jednak zmniejszony przepływ krwi obniża siły ścinające, dzięki czemu zmniejsza się również rozszerzenie naczyń krwionośnych. Szczególnie osoby starsze często cierpią z powodu zaburzonego bilansu ciepła. Mechanizmy kontrolne nie działają już optymalnie. Z jednej strony ogólna produkcja ciepła jest ograniczona, az drugiej strony transport ciepła jest ograniczony przez procesy konwekcji, ponieważ często występuje zmniejszony przepływ krwi. Ciało bardziej się ochładza w miejscach o mniejszym przepływie krwi.

Jednak mechanizm regulacyjny może również załamać się, jeśli organizm się przegrzeje. Przegrzanie może wynikać między innymi ze zwiększonej produkcji ciepła podczas dużego wysiłku fizycznego w wilgotnych warunkach atmosferycznych. Gdy temperatura rdzenia wzrośnie powyżej 41 stopni, w tym samym czasie ustaje wydzielanie potu. Ciało będzie próbowało rozproszyć ciepło, zwiększając przepływ krwi do kończyn i akry, a tym samym obniżając temperaturę wewnętrzną. W rezultacie może zagrozić zapaść krążenia. Ten stan jest znany jako udar cieplny. Regulacja temperatury ciała może być również wyłączona, jeśli gorączka jest silna.