konvekcija

konvekcija spēlē galveno lomu ķermeņa termoregulācijā. Tas raksturo siltuma pārnesi organismā un siltuma izdalīšanos ārējā pasaulē. Traucējumus siltuma apmaiņā var izraisīt slimības un tas nopietni ietekmē ķermeņa siltuma bilanci.

Kas ir konvekcija

Organismu termoregulācijā konvekcija apzīmē noteiktu siltuma pārneses veidu siltummaiņas laikā.Siltuma apmaiņa šeit notiek caur materiāla barotni. Tādā veidā siltumu var pārvadāt caur šķidrumu, piemēram, ūdeni, un pēc tam pārnest uz gāzveida vidi - gaisu.

Ķermeņa temperatūras regulēšanas gadījumā šķidrā barotne ir asinis asinsritē, un gāzveida vide ir ārējais gaiss. Termoregulācijas ietvaros ķermenis cenšas uzturēt savu fizioloģisko ķermeņa temperatūru, kad vien iespējams. Cilvēkiem tas ir aptuveni 37 grādi.

Siltumu galvenokārt rada vielmaiņas procesi un sekundāri - berze muskuļu darba laikā. Muskuļu darba mehāniskā enerģija sākotnēji tiek iegūta arī no vielmaiņas darbībām.

Ar konvekciju siltumenerģija no siltuma avota tiek transportēta uz visām ķermeņa daļām ar asinsvados plūstošām asinīm. Ķermeņa temperatūras līdzsvarošanai notiek pastāvīga siltuma transportēšana, kas tomēr ir jāregulē ar hormonāliem procesiem.

Turklāt starp ķermeni un ārpasauli notiek siltuma apmaiņa, ķermenim izdalot siltumu videi. Šis siltuma transports tiek ierobežots ar termoregulācijas palīdzību, ja rodas lieli siltuma zudumi zemas ārējās temperatūras dēļ vai tiek veicināta pārmērīga siltuma veidošanās gadījumā organismā.

Funkcija un uzdevums

Siltuma apmaiņai ar konvekcijas palīdzību vajadzētu uzturēt nemainīgu ķermeņa temperatūru. Papildus konvekcijai notiek arī siltuma apmaiņa iztvaikošanas (iztvaikošanas) vai starojuma (starojuma) ietekmē.

Ķermenis kontrolē siltuma apmaiņu, izmantojot regulēšanas mehānismus, tādā veidā, ka netiek pārsniegta vai pazemināta ķermeņa temperatūra. Visi fizioloģiskie procesi ir atkarīgi no temperatūras un optimāli notiek tikai ķermeņa temperatūrā. Ja ķermeņa temperatūra ir pārāk zema, vielmaiņas procesi tiek palēnināti. Pārāk augsta temperatūra ļoti ietekmē biomolekulu struktūru. Pašu ķermeņa olbaltumvielu denaturācija sākas temperatūrā virs 40 grādiem. Olbaltumvielu sekundārā, terciārā un kvartārā struktūra tiek iznīcināta, zaudējot bioloģisko efektivitāti. Īpaši enzīmu funkcionalitāte ir traucēta.

Turklāt mainās šūnu membrānu plūstamība, difūzijas izturēšanās un osmozes izturēšanās. Augstākā temperatūrā hemoglobīna saistīšanās afinitāte pret skābekli turpina samazināties, tāpēc vairs netiks atbilstoši garantēta skābekļa padeve.

Lai nodrošinātu nemainīgu ķermeņa temperatūru, ir nepieciešama vairāku procesu koordinēta secība. Cita starpā tas attiecas uz pastāvīgu siltuma ražošanu, siltumizolāciju un ķermeņa spēju palielināt siltuma izkliedi siltuma pārprodukcijas gadījumā.

Kad ķermenis pārkarst, hipotalāmu dēļ simpātiskais tonis samazinās. Pastāv perifēra vazodilatācija un palielināta svīšana. Sviedru veidošanās izraisa siltuma zudumu palielināšanos iztvaikojot, un vazodilatācija palielina siltuma izkliedi caur konvekciju.

Vazodilatācija ir asinsvadu paplašināšanās, lai palielinātu to virsmas laukumu. Tas padara siltuma izkliedi efektīvāku. Konvekcija ir nepieciešama arī vienmērīgai ķermeņa sildīšanai. Ķermeņa kodolu, kas sastāv no vēdera un galvaskausa, vielmaiņa karsē spēcīgāk nekā akri un ekstremitātes. Atšķirības tiek līdzsvarotas caur piespiedu konvekciju caur asinsriti.

Jūs varat atrast savus medikamentus šeit

Slimības un kaites

Termoregulācijas konvekcija lielā mērā ir atkarīga no asinsvadu funkcionalitātes. Asinsrites traucējumu gadījumā pat visu ķermeņa daļu sildīšana vairs nedarbojas optimāli. Ķermeņa daļas, kas ātri atdziest un vienlaikus netiek uzkarsētas, paliek vēsākas nekā kaimiņu reģionos. Piemēram, aterosklerozes gadījumā bieži rodas aukstas rokas vai kājas. Viņus nevar tik ātri sasildīt līdz ķermeņa temperatūrai, pat pasīvi sildot no ārpuses. Vienmēr notiek strauja atdzišana.

Fiziskās aktivitātes var uzlabot asinsriti. Smagos gadījumos tomēr pastāv nepietiekama skābekļa padeve un ārkārtējos gadījumos attiecīgo ekstremitāšu nekroze. Jo īpaši diabēta pacienti bieži cieš no asinsrites traucējumiem, kā rezultātā var zaudēt noteiktas ekstremitātes.

Samazināta asins plūsma (išēmija) ietekmē arī vazodilatācijas pakāpi. Bīdes spēkus asinsvados maina išēmija. Bīdes spēki mediē asinsvadu paplašināšanos. Tomēr samazināta asins plūsma samazina bīdes spēkus, tāpēc ir arī mazāka asinsvadu paplašināšanās. Jo īpaši vecāka gadagājuma cilvēki cieš no traucēta siltuma bilances. Kontroles mehānismi vairs nedarbojas optimāli. No vienas puses, vispārējā siltuma ražošana tiek samazināta, un, no otras puses, siltuma transportēšanu ierobežo konvekcijas procesi, jo bieži ir samazināta asins plūsma. Ķermenis atdziest īpaši vietās, kur ir mazāka asins plūsma.

Tomēr regulējošais mehānisms var arī sabrukt, ja ķermenis pārkarst. Pārkaršanu, cita starpā, var izraisīt palielināta siltuma ražošana smagas fiziskas slodzes laikā mitros laika apstākļos. Kad pamat temperatūra paaugstinās virs 41 grāda, vienlaikus sviedru ražošana apstājas. Ķermenis centīsies izkliedēt siltumu, palielinot asins plūsmu uz ekstremitātēm un acru un tādējādi pazeminot pamattemperatūru. Tā rezultātā var draudēt asinsrites sabrukums. Šis nosacījums ir pazīstams kā karstuma dūriens. Ķermeņa siltuma regulēšanu var atspējot arī smaga drudža gadījumā.