säteily

Lämpösäätely säteily on lämpöhäviömekanismi, jolle on ominaista lämmön säteily. Säteilyllä lämpöenergia siirtyy kehosta sähkömagneettisen aallon tai infrapunasäteilyn muodossa. Säteilyn aiheuttamaa ylikuumenemista pidetään syövän hoidollisena vaiheena.

Mikä on säteily?

Ihmisen kehon lämpötilaa pidetään vakiona monenlaisilla mekanismeilla. Noin 37 asteen lämpötila (hiukan erilainen henkilöittäin) vastaa lukuisten entsyymien ihanteellista käyttölämpötilaa.

Ihmisen kehon lämpötilaa pidetään vakiona monenlaisilla mekanismeilla. Noin 37 asteen lämpötila (hiukan erilainen henkilöittäin) vastaa lukuisten entsyymien ihanteellista käyttölämpötilaa.

Tämän ihanteellisen arvon ylläpitämiseksi ihmisen organismi on jatkuvasti lämmönvaihdossa ympäristön kanssa. Näiden vaihtoprosessien ja niihin liittyvien kehon prosessien kokonaisuus tunnetaan kehon termoregulaationa. Hypotalamus on sääntelykeskus. Lämmönvaihdon neljä mekanismia ovat konvektio, johtavuus, haihtuminen ja säteily.

Lääketiede erottaa ulkoisen ja sisäisen lämmönsiirron mekanismit. Sisäinen lämmönsiirto tapahtuu pääasiassa konvektion ja johtavuuden kautta. Johtoon ei tarvita kantoainetta, kun taas konvektio toimii kantoaineen kanssa. Säteily ja haihtuminen johtuvat pääasiassa ulkoisesta lämmönsiirrosta. Vaikka haihtuminen vastaa haihtumista, säteily on lämpöä.

Toiminto ja tehtävä

Säteilyllä lämpöenergia siirtyy sähkömagneettisen aallon muodossa infrapunasäteilynä. Toisin kuin esimerkiksi konvektiokuljetuksella, säteily ei riipu aineesta, vaan toimii yksinomaan ei-materiaalisen lämpö säteilyn kanssa.

Ilman heijastusta pitkän aallon infrapunasäteet tunkeutuvat ihmiskehoon ulkopuolelta. Nämä pitkäaaltosäteet voivat lähteä lähialueen eri lähteistä. Tärkein pitkäaallon infrapunasäteilyn lähde on esimerkiksi aurinko. Läheisyydessä olevat esineet tai ihmiset voivat myös säteillä pitkän aallon infrapunasäteitä. Lyhytaaltoiset infrapunasäteet eivät pääse organismiin heijastamatta, vaan heijastuvat korkeintaan 50 prosenttia. Tämä heijastus tapahtuu pääasiassa ihon pigmentin kautta.

Stefan-Boltzmann -laki määrittelee ihanteellisen mustan ruumiin lämpösäteilyn kehon lämpötilan funktiona. Se menee takaisin fyysikoille Ludwigille ja Josef Stefan Boltzmannille. Sen laki muodostaa perussäännöt termoregulatiiviselle säteilylle. Stefan-Boltzmann -laki löydettiin enemmän tai vähemmän kokeellisesti 1800-luvulla. Boltzmann perustui johtopäätökseen termodynamiikan laeihin ja Maxwellin sähköodynamiikkaan. Johdetessaan se olettaa mustien kappaleiden spektrisen säteilytiheyden ja saavuttaa säteilytiheyden integroinnin kaikilla taajuuksilla ja puolitilassa, jota pintaelementti säteilee.

Säteilyn säteilylaki osoittaa, minkä säteilyvoiman tietyn alueen musta elin säteilee ympäristöön absoluuttisessa lämpötilassa.

Lämpöä syntyy jatkuvasti ihmiskehossa pääasiassa aineenvaihdunnan ja lihasten työn kautta. Tämä lämpö kuljetetaan pinnalle sisäisten lämmönsiirtoprosessien, kuten johtavuuden ja konvektion, kautta. Lämpö säteilee kehon pinnalta osana säteilyä Boltzmannin lain mukaisesti siten, että lämpöhäviöitä tapahtuu. Nämä lämpöhäviöt suojaavat ihmisiä ylikuumenemiselta.

Toisaalta ihmiskeho absorboi myös lämpöä ympäristöstä säteilyn kautta. Jotta vakiolämpötila voidaan pitää yllä, lämpöhäviöt aloitetaan uudelleen tarvittaessa.

Tällä tavalla lämmön säätelyprosessit, kuten säteily, konvektio, haihtuminen ja johtavuus, suojaavat ihmiskehoa ylikuumenemiselta ja hypotermialta. Molemmat tilat häiritsisivät tai jopa halvaisivat entsymaattisen työn ja siten kymmenen kehon prosessia.

Löydät lääkkeesi täältä

➔ Lääkkeet kylmille jaloille ja käsille

Sairaudet ja vaivat

Hypertermia on kehon ylikuumeneminen, joka menee lämmön säätelykeskuksen vastaisesti. Toisin kuin kuume, hypertermiaa eivät aiheuta pyrogeenit. Hypertermiset erityismuodot ovat pahanlaatuisia hypertermiaita, jotka ilmenevät huumeiden vaikutuksista tai huumeiden käytöstä.

Hypertermia voidaan saada aikaan myös keinotekoisesti säteilyn avulla ja vastaa sitten terapeuttista vaihetta, kuten esimerkiksi syöpähoitojen yhteydessä on osoitettu. Keinotekoinen hypertermia tukee kemoterapiaa usein onnistuneesti. Erilaiset keinotekoinen hypertermia erotetaan toisistaan. Koko kehon hypertermian lisäksi on esimerkiksi syvä hyperthermia tai eturauhasen liikakasvu. Koko vartalon hypertermian yhteydessä koko vartalo ylikuumenee, paitsi pää.

Tämä kohdennettu ylikuumeneminen tapahtuu infrapunalämmittimien avulla ja nostaa kehon lämpötilan arvoihin jopa 40,5 celsiusastetta. Syvä hypertermia tapahtuu vain vaurioituneessa kudoksessa ja lämmittää sairaan kehon osan jopa 44 asteeseen. Eturauhasen liikakasvu syntyy yleensä transuretraalisesta liikakasvusta. Lämmön lisäksi käytetään radiokentän säteilyä lyhyistä radioaalloista.

Hypertermia lääketieteellisenä terminä on hypotermian vastainen. Se kuvaa säteilyn, johtavuuden, konvektion ja haihtumisen aiheuttamasta liiallisesta lämpöhäviöstä johtuvaa hypotermiaa. Lämpöhäviöistä johtuvaa hypotermiaa tukevat pääasiassa matalat ilman lämpötilat. Kylmä vesi tai tuuli edistävät myös kehon lämmön menetystä. Siksi hypotermia tapahtuu tyypillisesti osana onnettomuuksia vedessä, vuoristossa ja luolissa. Yleensä kylmässä ympäristössä oleskelu voi myös aiheuttaa hypotermian.

Lääketiede erottaa lievän, kohtalaisen ja vakavan hypotermian. Vakava hypotermia aiheuttaa kehon lämpötilan laskun alle 28 celsiusastetta ja voi olla tappava. Tajuttomuuden tai sydämenpysähdyksen lisäksi tälle hypotermian muodolle on ominaista vähentynyt aivojen toiminta, keuhkopöhö ja jäykät pupillit. Sydämen rytmihäiriöitä esiintyy. Usein hypotermiasta johtuu myös hengityksen pysähtyminen.