konvektio

konvektio on tärkeä rooli kehon termoregulaatiossa. Se kuvaa kehon lämmönsiirtoa ja lämmön vapautumista ulkomaailmaan. Lämmönvaihdon häiriöt voivat johtua sairauksista ja vaikuttaa vakavasti kehon lämpötasapainoon.

Mikä on konvektio

Organismien lämpötilansäätelyssä konvektio edustaa tiettyä lämmönsiirron muotoa lämmönvaihdon aikana.Lämmönvaihto tapahtuu tässä materiaalin välityksellä. Tällä tavalla lämpö voidaan kuljettaa nesteen, kuten veden, kautta ja siirtää sitten kaasumaiseen väliaineeseen, ilmaan.

Kehon lämpötilan säätelyssä nestemäinen väliaine on verta verenkiertoon ja kaasumainen väliaine on ulkoilmaa. Osana termoregulaatiota kehon yrittää ylläpitää fysiologista kehon lämpötilaa aina kun mahdollista. Ihmisillä se on noin 37 astetta.

Lämpö syntyy pääasiassa metabolisten prosessien kautta ja toissijaisesti kitkan kautta lihaksen käytön aikana. Lihasten työn mekaaninen energia saadaan alun perin myös aineenvaihdunnasta.

Konvektion avulla lämmönlähteestä tuleva lämpöenergia kuljetetaan kaikkiin kehon osiin verisuonissa virtaavan veren kautta. Kehon lämpötilan tasapainottamiseksi tapahtuu jatkuvaa lämmönsiirtoa, jota on kuitenkin säänneltävä hormonalisilla prosesseilla.

Lisäksi kehon ja ulkomaailman välillä tapahtuu lämmönvaihto, kehon lähettäessä lämpöä ympäristölle. Tätä lämmönsiirtoa rajoitetaan termoregulaation avulla, jos lämpöhäviöt johtuvat alhaisista ulkolämpötiloista, tai edistetään liiallisessa lämmöntuotannossa kehossa.

Toiminto ja tehtävä

Konvektion kautta tapahtuvan lämmönvaihdon tulisi auttaa pitämään kehon lämpötila vakiona. Konvektion lisäksi tapahtuu myös lämmönvaihto haihtumisen (haihtumisen) tai säteilyn (säteilyn) kautta.

Keho hallitsee lämmönvaihtoa säätelymekanismien avulla siten, että kehon lämpötilaa ei ylitetä eikä alitehosteta. Kaikki fysiologiset prosessit ovat lämpötilasta riippuvaisia ​​ja toimivat vain optimaalisesti ruumiinlämpötilassa. Jos kehon lämpötila on liian matala, aineenvaihduntaprosessit hidastuvat. Liian korkeilla lämpötiloilla on suuri vaikutus biomolekyylien rakenteeseen. Kehon omien proteiinien denaturointi alkaa yli 40 asteen lämpötilassa. Proteiinien sekundaariset, tertiääriset ja kvaternääriset rakenteet tuhoutuvat menettäen biologisen tehokkuutensa. Varsinkin entsyymien toiminta on heikentynyt.

Lisäksi solukalvojen juoksevuus, diffuusiokäyttäytyminen ja osmoosikäyttäytyminen muuttuvat. Korkeammissa lämpötiloissa hemoglobiinin sitoutumisaffiniteetti happea kohtaan laskee edelleen, joten hapen tarjontaa ei enää voida taata riittävästi.

Vakaan kehon lämpötilan varmistamiseksi tarvitaan useiden prosessien koordinoitu jakso. Tämä koskee muun muassa jatkuvaa lämmöntuotantoa, lämmöneristystä ja kehon kykyä lisätä lämmönpoistumista ylimääräisen lämmöntuotannon yhteydessä.

Kun vartalo ylikuumenee, hypotalamus aiheuttaa sympaattisen sävyn heikkenemisen. Siellä on perifeerinen verisuonten laajeneminen ja lisääntynyt hikoilu. Hikoilun muodostuminen lisää lämpöhäviötä haihtumisen kautta ja verisuonten laajeneminen lisää lämmön haihtumista konvektion kautta.

Verisuonten laajeneminen on verisuonien laajenemista niiden pinta-alan kasvattamiseksi. Tämä tekee lämmönpoistosta tehokkaamman. Konvektio on välttämätön myös kehon tasaisen lämmityksen kannalta. Kehon ydin, joka koostuu vatsasta ja kallosta, kuumenee aineenvaihdunnassa voimakkaammin kuin eekkerit ja raajat. Erot tasapainotetaan verenkiertoon pakotetulla konvektiolla.

Löydät lääkkeesi täältä

Sairaudet ja vaivat

Lämpötilan säätelyn konvektio riippuu suuresti verisuonien toiminnallisuudesta. Verenkiertohäiriöissä kaikkien kehon osien edes lämmittäminen ei enää toimi optimaalisesti. Kehon osat, jotka jäähtyvät nopeasti ja joita ei lämmitetä samanaikaisesti, pysyvät viileinä kuin naapurialueet. Esimerkiksi kylmiä käsiä tai jalkoja esiintyy usein ateroskleroosissa. Niitä ei voida nostaa ruumiinlämpötilaan niin nopeasti edes passiivisella lämmityksellä ulkopuolelta. Jäähdytys tapahtuu aina nopeasti.

Fyysinen aktiivisuus voi parantaa verenkiertoa. Vakavissa tapauksissa on kuitenkin riski riittämättömästä happea saannista ja äärimmäisissä tapauksissa vastaavien raajojen nekroosista. Erityisesti diabetespotilaat kärsivät usein verenkiertohäiriöistä, mikä voi johtaa tiettyjen raajojen menetykseen.

Pienentynyt verenvirtaus (iskemia) vaikuttaa myös verisuonten laajuuteen. Verisuonten leikkausvoimat muuttuvat iskemian vaikutuksesta. Leikkausvoimat välittävät verisuonten laajenemista. Vähentynyt verenvirtaus kuitenkin alentaa leikkausvoimia, joten myös verisuonten laajentumista on vähemmän. Erityisesti vanhemmat ihmiset kärsivät usein häiriintyneestä lämpötasapainosta. Ohjausmekanismit eivät enää toimi optimaalisesti. Toisaalta yleinen lämmöntuotanto vähenee ja toisaalta lämmön kuljetusta rajoittavat konvektioprosessit, koska verenvirtaus on usein vähentynyt. Keho jäähtyy erityisesti alueilla, joilla on vähemmän verenvirtausta.

Sääntelymekanismi voi kuitenkin myös romahtaa, jos vartalo ylikuumenee. Ylikuumeneminen voi johtua muun muassa lisääntyneestä lämmöntuotannosta raskaan fyysisen rasituksen aikana kosteissa sääoloissa. Kun ytimen lämpötila nousee yli 41 astetta, hikojen tuotanto pysähtyy samaan aikaan. Keho yrittää hajottaa lämmön lisäämällä raajojen ja akran verenvirtausta ja alentaen siten ytimen lämpötilaa. Seurauksena verenkiertohäiriö voi uhata. Tämä tila tunnetaan lämpöhalvauksena. Kehon lämmön säätely voidaan myös poistaa käytöstä, jos kuume on vaikea.