sevanje

Termoregulacijski sevanje je mehanizem izgube toplote, za katerega je značilno toplotno sevanje. Z sevanjem se toplotna energija iz telesa seli kot elektromagnetno valovanje ali infrardeče sevanje. Pregrevanje zaradi sevanja velja za terapevtski korak pri raku.

Kaj je sevanje?

Temperatura človeškega telesa vzdržuje konstantno zaradi najrazličnejših mehanizmov. Temperatura okoli 37 stopinj Celzija (nekoliko drugačna od osebe do osebe) ustreza idealni delovni temperaturi številnih encimov.

Temperatura človeškega telesa vzdržuje konstantno zaradi najrazličnejših mehanizmov. Temperatura okoli 37 stopinj Celzija (nekoliko drugačna od osebe do osebe) ustreza idealni delovni temperaturi številnih encimov.

Za ohranjanje te idealne vrednosti je človeški organizem trajno v izmenjavi toplote z okoljem. Celotnost teh procesov izmenjave in z njimi povezanih telesnih procesov je znana kot telesna termoregulacija. Hipotalamus je regulativni center. Štirje mehanizmi izmenjave toplote so konvekcija, prevodnost, izhlapevanje in sevanje.

Medicina razlikuje med mehanizmi zunanjega in notranjega prenosa toplote. Notranji prenos toplote poteka predvsem s konvekcijo in prevodnostjo. Za prevodnost ni potreben nosilec, medtem ko konvekcija deluje z nosilnim medijem. Sevanje in izhlapevanje gre pripisati predvsem zunanjemu prenosu toplote. Medtem ko izhlapevanje ustreza izhlapevanju, je sevanje toplotno sevanje.

Funkcija in naloga

Z sevanjem se toplotna energija premika v obliki elektromagnetnega vala kot infrardeče sevanje. V nasprotju s transportom s konvekcijo na primer sevanje ni odvisno od materije, temveč deluje izključno z nematerialnim toplotnim sevanjem.

Brez odboja dolgo valovni infrardeči žarki prodrejo v človeško telo od zunaj. Ti dolgovalni žarki lahko izvirajo iz različnih virov v okolici. Najpomembnejši vir dolgovalnega infrardečega sevanja je na primer sonce. Predmeti ali ljudje v neposredni bližini lahko oddajajo tudi dolgo valovne infrardeče žarke. Kratkoročni infrardeči žarki ne vstopijo v organizem, ne da bi se odsevali, ampak se odražajo na višini do 50 odstotkov. Ta odsev poteka predvsem skozi kožni pigment.

Zakon Stefana-Boltzmanna določa toplotno sevanje idealnega črnega telesa kot funkcijo telesne temperature. Sega k fizikom Ludwigu in Josefu Stefanu Boltzmannu. Njen zakon predstavlja temeljni okvir za termoregulacijsko sevanje. Stefan-Boltzmannov zakon je bil bolj ali manj eksperimentalno odkrit v 19. stoletju. Boltzmann je svojo izpeljavo utemeljil na zakonih termodinamike in Maxwellove elektrodinamike. Pri izpeljavi prevzame spektralno gostoto sevanja črnih teles in doseže integracijo gostote sevanja na vseh frekvencah in v polovico prostora, ki ga obseva površinski element.

Zakon o sevanju kaže, katero moč sevanja črno telo določenega območja odda v okolje pri absolutni temperaturi.

V človeškem telesu se nenehno ustvarja toplota, predvsem s pomočjo presnovnih procesov in dela mišic. Ta toplota se prenaša na površino s pomočjo notranjih postopkov prenosa toplote, kot sta prevodnost in konvekcija. Toplota izhaja iz telesne površine kot del sevanja po Boltzmannovem zakonu, tako da pride do toplotnih izgub. Te toplotne izgube ščitijo ljudi pred pregrevanjem.

Po drugi strani pa človeško telo s sevanjem absorbira tudi toploto iz okolja. Da bi lahko vzdrževali konstantno telesno temperaturo, se po potrebi znova sprožijo izgube toplote.

Na ta način termoregulacijski procesi, kot so sevanje, konvekcija, izhlapevanje in prevodnost, ščitijo človeško telo pred pregrevanjem in hipotermijo. Obe stanji bi motili ali celo paralizirali encimsko delo in s tem ducat telesnih procesov.

Tu lahko najdete svoja zdravila

➔ Zdravila za prehladna stopala in roke

Bolezni in bolezni

Hipertermija je pregrevanje telesa, ki gre proti centru za regulacijo toplote. Za razliko od vročine hipertermije ne povzročajo pirogeni. Hipertermične posebne oblike so maligne hipertermije, ki se pojavijo kot posledica učinkov ali uživanja drog.

Hipertermijo lahko povzročimo tudi umetno prek sevanja in nato ustreza terapevtskemu koraku, kot je na primer prikazano v okviru zdravljenja raka. Kemoterapijo pogosto uspešno podpira umetna hipertermija. Razlikujejo se različne vrste umetne hipertermije. Poleg hipertermije celega telesa obstaja na primer globoka hipertermija ali hipertermija prostate. S hipertermijo celotnega telesa se pregreje celotno telo, razen glave.

To ciljno pregrevanje poteka s pomočjo infrardečih grelcev in telesno temperaturo pripelje do vrednosti do 40,5 stopinj Celzija. Globoka hipertermija se pojavi le na prizadetem tkivu in oboleli del telesa segreje do 44 stopinj Celzija. Hipertermija prostate običajno nastane s transuretralno hipertermijo. Poleg vročine se uporablja tudi sevanje električnega polja iz radijskih kratkih valov.

Hipertermija kot medicinski izraz nasprotuje hipotermiji. Opisuje hipotermijo zaradi prekomerne izgube toplote zaradi sevanja, prevodnosti, konvekcije in izhlapevanja. Hipotermijo zaradi toplotnih izgub podpirajo predvsem nizke temperature zraka. Hladna voda ali veter tudi spodbujata izgubo toplote iz telesa. Zato se hipotermija navadno pojavi kot del nesreč v vodi, gorah in jamah. Bivanje v splošno mrzlem okolju lahko povzroči tudi hipotermijo.

Medicina razlikuje med blago, zmerno in hudo hipotermijo. Huda hipotermija povzroči, da telesna temperatura pade pod 28 stopinj Celzija in je lahko usodna. Poleg nezavesti ali srčnega zastoja je za to obliko hipotermije značilna zmanjšana možganska aktivnost, pljučni edem in rigidni zenici. Pojavijo se srčne aritmije. Pogosto pride tudi do zastoja dihanja zaradi hipotermije.