Konvekcijai ir galvenā loma ķermeņa termoregulācijā. Tas raksturo siltuma transportu organismā un siltuma izkliedi uz ārpasauli. Siltuma apmaiņas traucējumus var izraisīt slimība un tie nopietni ietekmē ķermeņa siltumu līdzsvarot.
Kas ir konvekcija?
Konvekcijā siltuma enerģija plūstot tiek transportēta no siltuma avota uz visām ķermeņa daļām asinis asinīs kuģi. Organismu termoregulācijā konvekcija ir īpaša siltuma transportēšanas forma siltuma apmaiņas laikā. Šajā gadījumā siltuma apmaiņa notiek caur materiālu barotni. Tādējādi siltumu var transportēt caur tādu šķidrumu kā ūdens, gaisu pārnesot uz gāzveida barotni. Ķermeņa temperatūras regulēšanas gadījumā šķidrā vide ir asinis asinsritē un gāzveida vidē ir ārējais gaiss. Termoregulācijas kontekstā ķermenis, ja iespējams, cenšas visu laiku uzturēt savu fizioloģisko ķermeņa temperatūru. Cilvēkiem tas ir aptuveni 37 grādi. Siltumu galvenokārt veido vielmaiņas procesi un, otrkārt, berze muskuļu darba laikā. Šajā procesā muskuļu darba mehāniskā enerģija sākotnēji tiek iegūta arī no vielmaiņas aktivitātēm. Konvekcijā siltuma enerģija plūstot tiek transportēta no siltuma avota uz visām ķermeņa daļām asinis asinīs kuģi. Tādējādi pastāvīgi notiek siltuma transportēšana uz līdzsvarot ķermeņa temperatūra, kas tomēr ir jāregulē hormonālajiem procesiem. Turklāt starp ķermeni un ārpasauli notiek siltuma apmaiņa, kuras laikā ķermenis izdala siltumu vidē. Šis siltuma transports tiek ierobežots ar termoregulāciju gadījumā, ja siltuma zudumi ir stipri zemas ārējās temperatūras dēļ, vai tiek veicināta pārmērīgas siltuma ražošanas gadījumā organismā.
Funkcija un uzdevums
Siltuma apmaiņa konvekcijas veidā ir paredzēta, lai uzturētu nemainīgu ķermeņa temperatūru. Papildus konvekcijai notiek arī siltuma apmaiņa, iztvaicējot (iztvaicējot) vai starojot (starojot). Ķermenis kontrolē siltuma apmaiņu, izmantojot regulēšanas mehānismus, lai ķermeņa temperatūra gan netiktu pārsniegta un netiktu pazemināta. Visi fizioloģiskie procesi ir atkarīgi no temperatūras un optimāli darbojas tikai ķermeņa temperatūrā. Ja ķermeņa temperatūra ir pārāk zema, vielmaiņas procesi palēninās. Pārāk augsta temperatūra lielā mērā ietekmē biomolekulu struktūru. Piemēram, temperatūrā, kas pārsniedz 40 grādus, endogēnā denaturācija proteīni sākas. BSK sekundārā, terciārā un ceturtā struktūra proteīni tiek iznīcināti, zaudējot bioloģisko efektivitāti. Programmatūras funkcionalitāte fermenti jo īpaši ir traucēta. Turklāt mainās šūnu membrānu plūstamība, difūzijas un osmozes uzvedība. Augstākā temperatūrā saistīšanās afinitāte ir hemoglobīns uz skābeklis samazinās arī tā, ka skābekļa padeve vairs nebūtu pietiekami garantēta. Lai nodrošinātu nemainīgu ķermeņa temperatūru, nepieciešama vairāku procesu saskaņota secība. Cita starpā tas ietver pastāvīgu siltuma ražošanu, siltumizolāciju un ķermeņa spēju atbrīvot vairāk siltuma siltuma pārprodukcijas gadījumā. Kad notiek ķermeņa pārkaršana, hipotalāmu uzsāk simpātiskā toņa pazemināšanu. Notiek perifēra vazodilatācija un pastiprināta svīšana. Svīšana izraisa siltuma zudumu palielināšanos iztvaikojot, un vazodilatācija palielina siltuma zudumus konvekcijas ceļā. Vazodilatācija ir asins paplašināšanās kuģi lai palielinātu to virsmas laukumu. Tas padara siltuma izkliedēšanu efektīvāku. Konvekcija ir nepieciešama arī ķermeņa vienmērīgai sasilšanai. Tādējādi ķermeņa kodols, kas sastāv no vēdera un galvaskauss metabolisms silda vairāk nekā akras un ekstremitātes. Caur asinīm apgrozība, atšķirības tiek kompensētas ar piespiedu konvekciju.
Slimības un kaites
Konvekcija termoregulācijā lielā mērā ir atkarīga no asinsvadu darbības. Gadījumā, ja asinsrites traucējumi, visu ķermeņa daļu vienota apsilde arī vairs nedarbojas optimāli. Jo īpaši ķermeņa daļas, kas ātri atdziest un vienlaikus netiek sasildītas, paliek vēsākas nekā kaimiņu reģioni. Piemēram, aukstas rokas vai kājas bieži rodas ar arterioskleroze. Pat pasīvā apkure no ārpuses viņus tik ātri nesasilda. Vienmēr notiek strauja atdzišana. Fiziskās aktivitātes var uzlabot asinis apgrozība. Tomēr smagos gadījumos pastāv nepietiekamas lietošanas risks skābeklis piegādi un, ārkārtējos gadījumos, nekroze no attiecīgajām ekstremitātēm. Diabēts īpaši bieži cieš no pacientiem asinsrites traucējumi tas var beigties ar noteiktu ekstremitāšu zaudēšanu. Samazināta asins plūsma (išēmija) ietekmē arī vazodilatācijas pakāpi. Asinsvados izēmija maina bīdes spēkus. Bīdes spēki ir asinsvadu paplašināšanās starpnieki. Tomēr samazināta asins plūsma samazina bīdes spēkus, tāpēc ir arī mazāka vazodilatācija. Īpaši vecāka gadagājuma cilvēki bieži cieš no traucēta karstuma līdzsvarot. Regulējošie mehānismi vairs nedarbojas optimāli. No vienas puses, tiek samazināta vispārējā siltuma ražošana un, no otras puses, siltuma transportēšana konvekcijas procesā ir ierobežota, jo bieži vien samazinās asins plūsma. Tā rezultātā ķermenis vairāk atdziest, īpaši apgabalos, kur ir slikti apgrozība. Tomēr regulējošais mehānisms var sabojāties arī tad, ja ķermenis pārkarst. Pārkaršanu cita starpā var izraisīt paaugstināta siltuma ražošana smagas fiziskas slodzes laikā lielos laika apstākļos. Kad galvenā temperatūra paaugstināsies virs 41 grāda, vienlaikus sviedru ražošana tiks pārtraukta. Tā rezultātā ķermenis mēģinās izkliedēt siltumu, palielinot čaulas asins plūsmu uz ekstremitātēm un akrām, tādējādi pazeminot serdes temperatūru. Tā rezultātā var rasties asinsrites sabrukums. Šis stāvoklis sauc par siltumu trieka. Ķermeņa termoregulāciju var arī pārņemt smags drudzis.
