konvekcija

konvekcija vaidina pagrindinį vaidmenį organizmo termoreguliacijoje. Tai apibūdina šilumos pernešimą kūne ir šilumos išsiskyrimą į išorinį pasaulį. Šilumos mainų sutrikimus gali sukelti ligos ir jie turi didelę įtaką kūno šilumos balansui.

Kas yra konvekcija

Organizmų termoreguliacijoje konvekcija parodo tam tikrą šilumos pernešimo formą šilumokaičio metu.Šilumos mainai čia vyksta per medžiaginę terpę. Tokiu būdu šilumą galima pernešti per tokį skystį, kaip vanduo, ir tada pernešti į dujinę terpę - orą.

Kūno temperatūros reguliavimo atveju skysta terpė yra kraujas kraujyje, o dujinė terpė yra išorinis oras. Termoreguliacijos metu kūnas stengiasi palaikyti savo fiziologinę kūno temperatūrą, kai tik įmanoma. Žmonėse ji yra apie 37 laipsnius.

Šiluma pirmiausia susidaro vykstant medžiagų apykaitos procesams, o antra - per trintį raumenims dirbant. Iš pradžių raumenų darbo mechaninė energija taip pat gaunama iš metabolinės veiklos.

Esant konvekcijai, šilumos energija iš šilumos šaltinio pernešama į visas kūno dalis kraujais tekančiu krauju. Kūno temperatūrai subalansuoti reikalingas nuolatinis šilumos pernešimas, kurį vis dėlto turi reguliuoti hormoniniai procesai.

Be to, organizmas ir išorinis pasaulis keičiasi šiluma, kūnas išskiria šilumą aplinkai. Šis šilumos transportavimas yra apribotas dėl termoreguliacijos, jei dėl mažų išorinių temperatūrų prarandami dideli šilumos nuostoliai, arba ji skatinama, jei kūnas gamina per daug šilumos.

Funkcija ir užduotis

Šilumos mainai per konvekciją turėtų padėti palaikyti pastovią kūno temperatūrą. Be konvekcijos, taip pat vyksta šilumos mainai išgarinant (išgarinant) arba radiacija (radiacija).

Kūnas kontroliuoja šilumos mainus reguliavimo mechanizmais taip, kad kūno temperatūra nebūtų nei viršyta, nei per maža. Visi fiziologiniai procesai priklauso nuo temperatūros ir vyksta optimaliai tik esant kūno temperatūrai. Jei kūno temperatūra yra per žema, sulėtėja medžiagų apykaitos procesai. Pernelyg aukšta temperatūra daro didelę įtaką biomolekulių struktūrai. Pačių organizmo baltymų denatūracija prasideda aukštesnėje nei 40 laipsnių temperatūroje. Sunaikinamos antrinės, tretinės ir ketvirtinės baltymų struktūros, prarandant biologinį efektyvumą. Ypač pablogėja fermentų funkcionalumas.

Be to, keičiasi ląstelių membranų sklandumas, difuzija ir osmosinė elgsena. Esant aukštesnei temperatūrai, hemoglobino jungimosi prie deguonies afinitetas toliau mažėja, todėl deguonies tiekimas nebebus tinkamai užtikrintas.

Norint užtikrinti pastovią kūno temperatūrą, būtina suderinta kelių procesų seka. Be kita ko, tai susiję su nuolatiniu šilumos išsiskyrimu, šilumos izoliacija ir kūno galimybe padidinti šilumos išsiskyrimą, jei perdirbama šiluma.

Kai kūnas perkaista, hipotalamas sukelia simpatinio tono sumažėjimą. Yra periferinė kraujagyslių išsiplėtimas ir padidėjęs prakaitavimas. Dėl prakaitavimo padidėja šilumos nuostoliai garinant, o vazodilatacija padidina šilumos išsiskyrimą konvekcijos būdu.

Vazodilatacija yra kraujagyslių išsiplėtimas, siekiant padidinti jų paviršiaus plotą. Tai daro šilumos išsklaidymą efektyvesnį. Konvekcija taip pat reikalinga tolygiam kūno šildymui. Kūno šerdis, susidedanti iš pilvo ir kaukolės, yra labiau kaitinama medžiagų apykaitos, nei akrų ir galūnių. Skirtumai išlyginami per priverstinę konvekciją per kraują.

Savo vaistus galite rasti čia

Ligos ir negalavimai

Termoreguliacijos konvekcija labai priklauso nuo kraujagyslių funkcionalumo. Esant kraujotakos sutrikimams, net ir visų kūno dalių šildymas nebeveikia optimaliai. Kūno dalys, kurios greitai atvėsta ir tuo pačiu metu nėra šildomos, išlieka vėsesnės nei kaimyniniai regionai. Pavyzdžiui, šaltos rankos ar kojos dažnai pasireiškia ateroskleroze. Jų negalima taip greitai pašildyti, net pasyviai šildant iš išorės. Visada yra greitas aušinimas.

Fizinis aktyvumas gali pagerinti kraujotaką. Tačiau sunkiais atvejais yra nepakankamas deguonies tiekimas ir, kraštutiniais atvejais, atitinkamų galūnių nekrozė. Ypač cukriniu diabetu sergantys pacientai dažnai kenčia nuo kraujotakos sutrikimų, dėl kurių gali prarasti tam tikras galūnes.

Sumažėjusi kraujotaka (išemija) taip pat turi įtakos kraujagyslių išsiplėtimo laipsniui. Kraujagyslių šlyties jėgas keičia išemija. Šlyties jėgos tarpininkauja plečiant kraujagysles. Tačiau sumažėjusi kraujotaka sumažina šlyties jėgas, todėl taip pat yra mažiau kraujagyslių išsiplėtimo. Dėl sutrikusios šilumos pusiausvyros ypač kenčia vyresnio amžiaus žmonės. Valdymo mechanizmai nebeveikia optimaliai. Viena vertus, sumažėja bendra šilumos gamyba, kita vertus, šilumos transportavimą riboja konvekcijos procesai, nes dažnai būna sumažėjęs kraujo srautas. Kūnas atvėsta ypač tose vietose, kur mažiau kraujotaka.

Tačiau reguliavimo mechanizmas taip pat gali žlugti, jei kūnas perkaista. Perkaitimas, be kita ko, gali atsirasti dėl padidėjusio šilumos išsiskyrimo esant stipriam fiziniam krūviui, esant drėgnoms oro sąlygoms. Kai šerdies temperatūra pakyla virš 41 laipsnio, tuo pačiu metu prakaito gamyba sustoja. Kūnas bandys išsklaidyti šilumą padidindamas galūnių ir akrų kraujotaką ir taip sumažindamas šerdies temperatūrą. Dėl to gali pakenkti kraujotakos kolapsas. Ši būklė yra žinoma kaip šilumos smūgis. Kūno šilumos reguliavimas taip pat gali būti išjungtas, jei karščiavimas yra stiprus.