конвекция

конвекция играет важную роль в терморегуляции организма. Он характеризует перенос тепла в теле и выделение тепла во внешний мир. Нарушения теплообмена могут быть вызваны заболеваниями и серьезно сказываются на тепловом балансе тела.

Что такое конвекция

В терморегуляции организмов конвекция представляет собой определенную форму переноса тепла при теплообмене, при этом теплообмен происходит через материальную среду. Таким образом, тепло может передаваться через жидкость, например воду, а затем передаваться газовой среде, воздуху.

В случае регулирования температуры тела жидкой средой является кровь в кровотоке, а газообразной средой - наружный воздух. В рамках терморегуляции тело пытается поддерживать физиологическую температуру тела, когда это возможно. У человека это около 37 градусов.

Тепло выделяется в первую очередь за счет метаболических процессов и, во вторую очередь, за счет трения во время работы мышц. Механическая энергия мышечной работы изначально также получена в результате метаболической активности.

При конвекции тепловая энергия от источника тепла переносится ко всем частям тела посредством текущей крови в кровеносных сосудах. Для баланса температуры тела существует постоянный перенос тепла, который, однако, должен регулироваться гормональными процессами.

Кроме того, между телом и внешним миром происходит теплообмен, при этом тело отдает тепло окружающей среде. Этот перенос тепла ограничивается терморегуляцией в случае высоких тепловых потерь из-за низких наружных температур или стимулируется в случае чрезмерного тепловыделения в теле.

Функция и задача

Теплообмен посредством конвекции должен поддерживать постоянную температуру тела. Помимо конвекции, существует также теплообмен за счет испарения (испарения) или излучения (излучения).

Организм контролирует теплообмен с помощью механизмов регулирования таким образом, чтобы температура тела не превышалась и не снижалась. Все физиологические процессы зависят от температуры и оптимально протекают только при температуре тела. Если температура тела слишком низкая, обменные процессы замедляются. Слишком высокие температуры сильно влияют на структуру биомолекул. Денатурация собственных белков организма начинается при температуре выше 40 градусов. Вторичные, третичные и четвертичные структуры белков разрушаются, теряя свою биологическую эффективность. В частности, ферменты нарушают свою функциональность.

Кроме того, изменяются текучесть, диффузионное поведение и поведение осмоса клеточных мембран. При более высоких температурах сродство связывания гемоглобина с кислородом продолжает снижаться, так что подача кислорода больше не может быть адекватно гарантирована.

Чтобы обеспечить постоянную температуру тела, необходима согласованная последовательность нескольких процессов. Это касается, среди прочего, постоянного тепловыделения, теплоизоляции и способности тела увеличивать рассеивание тепла в случае избыточного тепловыделения.

Когда тело перегревается, гипоталамус вызывает снижение симпатического тонуса. Наблюдается периферическое расширение сосудов и повышенное потоотделение. Образование потоотделения вызывает увеличение потерь тепла за счет испарения, а расширение сосудов увеличивает рассеивание тепла за счет конвекции.

Вазодилатация - это расширение кровеносных сосудов с целью увеличения их площади поверхности. Это делает отвод тепла более эффективным. Конвекция также необходима для равномерного нагрева тела. Ядро тела, состоящее из брюшка и черепа, нагревается метаболизмом сильнее, чем акры и конечности. Различия уравновешиваются принудительной конвекцией через кровоток.

Здесь вы можете найти свое лекарство

Болезни и недуги

Конвекция при терморегуляции во многом зависит от функциональности кровеносных сосудов. В случае нарушения кровообращения даже нагрев всех частей тела перестает работать оптимально. Части тела, которые быстро остывают и при этом не так сильно нагреваются, остаются более прохладными, чем соседние области. Например, при атеросклерозе часто возникают холодные руки или ноги. Их нельзя так быстро довести до температуры тела даже при пассивном нагреве извне. Всегда происходит быстрое охлаждение.

Физическая активность может улучшить кровообращение. Однако в тяжелых случаях существует риск недостаточного поступления кислорода и, в крайнем случае, некроза соответствующих конечностей. В частности, пациенты с диабетом часто страдают нарушениями кровообращения, что может привести к потере определенных конечностей.

Снижение кровотока (ишемия) также влияет на степень расширения сосудов. Силы сдвига в кровеносных сосудах изменяются ишемией. Силы сдвига опосредуют расширение кровеносных сосудов. Однако уменьшение кровотока снижает силы сдвига, так что вазодилатация также уменьшается. В частности, пожилые люди часто страдают от нарушения теплового баланса. Механизмы управления больше не работают оптимально. С одной стороны, общее тепловыделение снижается, а с другой стороны, перенос тепла ограничивается конвекционными процессами, поскольку часто наблюдается снижение кровотока. Тело охлаждается более конкретно в областях с меньшим кровотоком.

Однако регуляторный механизм также может разрушиться при перегреве тела. Перегрев может быть вызван, среди прочего, повышенным тепловыделением во время тяжелых физических нагрузок во влажных погодных условиях. Когда внутренняя температура поднимается выше 41 градуса, одновременно прекращается выделение пота. Тело будет пытаться рассеять тепло, увеличивая приток крови к конечностям и акрам, тем самым снижая внутреннюю температуру. В результате может грозить нарушение кровообращения. Это состояние известно как тепловой удар. Терморегуляцию тела также можно отключить при сильной лихорадке.