Konvekcija atlieka pagrindinį vaidmenį kūno termoreguliacijoje. Tai apibūdina šilumos perdavimą kūne ir šilumos išsiskyrimą į išorinį pasaulį. Šilumos mainų sutrikimus gali sukelti ligos ir labai paveikti kūno šilumą subalansuoti.
Kas yra konvekcija?
Konvekcijoje šilumos energija teka iš šilumos šaltinio į visas kūno dalis kraujas kraujyje laivai. Organizmų termoreguliacijoje konvekcija reiškia ypatingą šilumos perdavimo formą šilumos mainų metu. Tokiu atveju šiluma keičiasi per medžiagą. Taigi šiluma gali būti perduodama per skystį, pvz vanduo, perkeliant orą į dujinę terpę. Kūno temperatūros reguliavimo atveju skystoji terpė yra kraujas kraujotakoje ir dujinėje terpėje yra išorinis oras. Termoreguliacijos kontekste kūnas, jei įmanoma, stengiasi palaikyti fiziologinę kūno temperatūrą. Žmonėms tai yra apie 37 laipsniai. Šiluma susidaro pirmiausia dėl medžiagų apykaitos procesų, o antra - dėl trinties dirbant raumenis. Šiame procese raumenų darbo mechaninė energija iš pradžių taip pat gaunama iš medžiagų apykaitos. Konvekcijoje šilumos energija teka iš šilumos šaltinio į visas kūno dalis kraujas kraujyje laivai. Taigi, pastovus šilumos transportavimas į subalansuoti kūno temperatūra, kurią vis dėlto turi reguliuoti hormoniniai procesai. Be to, tarp kūno ir išorinio pasaulio vyksta šilumos mainai, kai kūnas išskiria šilumą į aplinką. Šis šilumos transportas yra ribojamas termoreguliacijos būdu, jei šilumos nuostoliai atsiranda dėl žemos išorinės temperatūros, arba skatinamas esant per didelei šilumos gamybai organizme.
Funkcija ir užduotis
Šilumos mainai konvekcijos būdu padeda palaikyti pastovią kūno temperatūrą. Be konvekcijos, taip pat vyksta šilumos mainai garuojant (garinant) arba spinduliuojant (spinduliuojant). Kūnas kontroliuoja šilumos mainus reguliavimo mechanizmais, kad kūno temperatūra nebūtų nei viršijama, nei žeminama. Visi fiziologiniai procesai priklauso nuo temperatūros ir optimaliai vyksta tik esant kūno temperatūrai. Jei kūno temperatūra per žema, medžiagų apykaitos procesai sulėtėja. Per aukšta temperatūra daro didelę įtaką biomolekulių struktūrai. Pavyzdžiui, esant aukštesnei nei 40 laipsnių temperatūrai, endogeninis denatūravimas baltymai prasideda. Antrinės, tretinės ir ketvirtinės struktūros baltymai yra sunaikinti, prarandant biologinį efektyvumą. Programinės įrangos funkcionalumas fermentai (enzimai) ypač sutrinka. Be to, keičiasi ląstelių membranų takumas, difuzijos ir osmoso elgesys. Aukštesnėje temperatūroje jungimosi afinumas hemoglobinas į deguonis taip pat mažėja, todėl deguonies tiekimas nebebūtų pakankamai garantuotas. Norint užtikrinti pastovią kūno temperatūrą, būtina suderinta kelių procesų seka. Be kita ko, tai apima nuolatinę šilumos gamybą, šilumos izoliaciją ir kūno sugebėjimą išleisti daugiau šilumos, jei šilumos perprodukcija. Kai kūno perkaitimas įvyksta, pagumburis inicijuoja simpatiško tono nuleidimą. Pasireiškia periferinis kraujagyslių išsiplėtimas ir padidėjęs prakaitavimas. Dėl prakaitavimo padidėja šilumos nuostoliai garuojant, o kraujagyslių išsiplėtimas padidina šilumos nuostolius konvekcijos būdu. Vazodilatacija yra kraujo išsiplėtimas laivai padidinti jų plotą. Tai daro efektyvesnį šilumos išsklaidymą. Konvekcija taip pat reikalinga tolygiam kūno šildymui. Taigi, kūno šerdis, susidedanti iš pilvo ir kaukolė metabolizmas sušildo labiau nei akras ir galūnes. Per kraują cirkuliacija, skirtumai kompensuojami priverstine konvekcija.
Ligos ir negalavimai
Konvekcija termoreguliacijoje daugiausia priklauso nuo kraujagyslių funkcionavimo. Jeigu kraujotakos sutrikimai, vienodas visų kūno dalių šildymas taip pat nebeveikia optimaliai. Visų pirma kūno dalys, kurios greitai atvėsta ir tuo pačiu metu nėra šildomos, išlieka vėsesnės nei kaimyniniai regionai. Pavyzdžiui, šaltos rankos ar kojos dažnai atsiranda arteriosklerozė. Net ir pasyvus šildymas iš lauko taip greitai nepadidina kūno temperatūros. Visada greitai atšąla. Fizinis aktyvumas gali pagerinti kraują cirkuliacija. Tačiau sunkiais atvejais yra nepakankamo pavojaus deguonis tiekimo, o kraštutiniais atvejais - nekrozė atitinkamų galūnių. Diabetas ypač kenčia pacientai kraujotakos sutrikimai tai gali baigtis praradus tam tikras galūnes. Sumažėjusi kraujotaka (išemija) taip pat turi įtakos kraujagyslių išsiplėtimo mastui. Kraujagyslėse išemija keičia kirpimo jėgas. Kirpimo jėgos tarpininkauja kraujagyslių išsiplėtimui. Tačiau sumažėjusi kraujo tėkmė sumažina kirpimo jėgas, todėl kraujagyslių išsiplėtimas taip pat yra mažesnis. Ypač pagyvenę žmonės dažnai kenčia nuo sutrikusios šilumos subalansuoti. Reguliavimo mechanizmai nebeveikia optimaliai. Viena vertus, bendra šilumos gamyba sumažėja, kita vertus, šilumos transportavimas konvekcijos procesais yra ribojamas, nes dažnai sumažėja kraujo tekėjimas. Dėl to kūnas labiau atvėsta, ypač tose vietose, kur skursta cirkuliacija. Tačiau reguliavimo mechanizmas taip pat gali sugesti, jei kūnas perkaista. Perkaitimą, be kita ko, gali sukelti padidėjusi šilumos gamyba esant dideliam fiziniam krūviui per atšiaurias oro sąlygas. Kai pagrindinė temperatūra pakyla virš 41 laipsnio, tuo pačiu metu prakaito gamyba bus nutraukta. Dėl to kūnas bandys išsklaidyti šilumą, padidindamas kiauto kraujo tekėjimą į galūnes ir akras, taip sumažindamas pagrindinę temperatūrą. Dėl to gali atsirasti kraujotaka. Tai būklė vadinamas šiluma insultas. Kūno termoreguliaciją taip pat gali pakeisti sunkus karščiavimas.
