konvekcija

The konvekcija igra pomembno vlogo v termoregulaciji telesa. Zanj je značilen prenos toplote v telesu in sproščanje toplote v zunanji svet. Motnje v izmenjavi toplote lahko povzročijo bolezni in imajo močan vpliv na toplotno ravnovesje telesa.

Kaj je konvekcija

Pri termoregulaciji organizmov konvekcija predstavlja določeno obliko prenosa toplote med izmenjavo toplote, pri čemer izmenjava toplote poteka prek materialnega medija. Na ta način se lahko toplota prenaša s tekočino, kot je voda, in nato prenaša v plinast medij, zrak.

V primeru uravnavanja telesne temperature je tekoč medij kri v krvnem obtoku, plinasti medij pa zunanji zrak. Kot del termoregulacije telo poskuša ohraniti svojo fiziološko telesno temperaturo, kadar je to mogoče. Pri ljudeh je približno 37 stopinj.

Toplota nastaja predvsem s presnovnimi procesi in drugič s trenjem med mišičnim delom. Mehanska energija mišičnega dela se prvotno pridobiva tudi iz presnovnih aktivnosti.

S konvekcijo se pretočna kri v krvnih žilah prenaša v vse dele telesa toplotno energijo iz vira toplote. Obstaja stalen prenos toplote za uravnavanje telesne temperature, ki pa jo moramo uravnavati s hormonskimi procesi.

Poleg tega obstaja izmenjava toplote med telesom in zunanjim svetom, pri čemer telo oddaja toploto okolju. Ta prenos toplote je omejen s termoregulacijo v primeru velikih toplotnih izgub zaradi nizkih zunanjih temperatur ali pa se spodbuja v primeru prekomerne proizvodnje toplote v telesu.

Funkcija in naloga

Izmenjava toplote s konvekcijo naj bi pomagala ohranjati telesno temperaturo konstantno. Poleg konvekcije obstaja tudi izmenjava toplote s pomočjo izhlapevanja (izhlapevanje) ali sevanja (sevanja).

Telo nadzoruje izmenjavo toplote s pomočjo regulacijskih mehanizmov tako, da telesna temperatura ni presežena niti podčrtana. Vsi fiziološki procesi so odvisni od temperature in optimalno tečejo le pri telesni temperaturi. Če je telesna temperatura prenizka, se presnovni procesi upočasnijo. Previsoke temperature imajo velik vpliv na strukturo biomolekul. Denaturacija lastnih beljakovin v telesu se začne pri temperaturah nad 40 stopinj. Sekundarne, terciarne in kvartarne strukture proteinov se uničijo in izgubijo svojo biološko učinkovitost. Encimi so zlasti oslabljeni v njihovi funkcionalnosti.

Poleg tega se spreminjajo fluidnost, difuzijsko vedenje in osmozno vedenje celičnih membran. Pri višjih temperaturah se vezni afinitet hemoglobina za kisik še naprej zmanjšuje, tako da oskrba s kisikom ne bi bila več ustrezno zagotovljena.

Za zagotovitev konstantne telesne temperature je potrebno usklajeno zaporedje več procesov. To med drugim zadeva stalno proizvodnjo toplote, toplotno izolacijo in sposobnost telesa, da poveča pretok toplote v primeru prekomerne proizvodnje toplote.

Ko se telo pregreje, hipotalamus povzroči, da se simpatični ton zmanjša. Obstaja periferna vazodilatacija in povečana potenje. Nastajanje znojenja povzroči povečanje izgube toplote z izhlapevanjem, vazodilatacija pa poveča odvajanje toplote s pomočjo konvekcije.

Vazodilatacija je širitev krvnih žil za povečanje njihove površine. Zaradi tega je odvajanje toplote učinkovitejše. Konvekcija je potrebna tudi za enakomerno segrevanje telesa. Jedro telesa, ki ga sestavljajo trebuh in lobanja, segreva močneje s presnovo kot na akresih in okončinah. Razlike se uravnotežijo s prisilno konvekcijo skozi krvni obtok.

Tu lahko najdete svoja zdravila

Bolezni in bolezni

Konvekcija pri termoregulaciji je v veliki meri odvisna od funkcionalnosti krvnih žil. Pri motnjah prekrvavitve tudi segrevanje vseh delov telesa ne deluje več optimalno. Deli telesa, ki se hitro ohladijo in se hkrati ne segrevajo, ostanejo hladnejši od sosednjih regij. Na primer, pri aterosklerozi se pogosto pojavijo hladne roke ali noge. Telesne temperature jih ne morejo tako hitro spraviti niti s pasivnim ogrevanjem od zunaj. Vedno pride do hitrega hlajenja.

Telesna aktivnost lahko izboljša prekrvavitev. V hudih primerih pa obstaja nevarnost nezadostne oskrbe s kisikom in v skrajnih primerih nekroza ustreznih okončin. Zlasti sladkorni bolniki pogosto trpijo zaradi motenj krvnega obtoka, kar lahko povzroči izgubo določenih okončin.

Zmanjšan pretok krvi (ishemija) vpliva tudi na obseg vazodilatacije. Strižne sile znotraj krvnih žil se z ishemijo spremenijo. Strižne sile posredujejo pri razširitvi krvnih žil. Vendar zmanjšani pretok krvi zmanjša strižne sile, tako da je tudi manj vazodilatacije. Zlasti starejši ljudje pogosto trpijo zaradi motenega ravnovesja toplote. Krmilni mehanizmi ne delujejo več optimalno. Na eni strani se splošna proizvodnja toplote zmanjša, na drugi strani pa je prenos toplote omejen s konvekcijskimi procesi, saj je pogosto zmanjšan pretok krvi. Telo se bolj ohladi, zlasti na območjih z manj krvnega pretoka.

Vendar pa se lahko regulatorni mehanizem zruši tudi, če se telo pregreje. Pregrevanje lahko med drugim povzroči povečano proizvodnjo toplote med močnimi fizičnimi napori v vlažnih vremenskih razmerah. Ko se temperatura sredice dvigne nad 41 stopinj, se proizvodnja znoja hkrati ustavi. Telo bo poskušalo odvajati toploto s povečanjem pretoka krvi v okončine in akro ter tako znižalo temperaturo jedra. Posledično lahko ogrozi krvni kolaps. Ta pogoj je znan kot toplotna kap. Telesna regulacija telesa se lahko tudi onemogoči, če je vročina huda.