conduction

De conduction er en type varmetransport og en av fire mekanismer som kroppen utveksler varme med miljøet innenfor rammen av termoregulering. Ledningen er basert på browniske bevegelser. De lar varme i det isolerte legemet vandre fra områder med høyere temperatur til områder med lavere temperatur.

Hva er ledningen?

I henhold til loven om bevaring av energi er energi et bevaringsmengde. Som et resultat endres ikke den totale energien til et isolert system, men omdannes på det meste til forskjellige former for energi. Loven om bevaring av energi gjelder også for varmetransport i det isolerte systemet i menneskekroppen.

Varmeledningen i den menneskelige organismen er også kjent som ledning og tilsvarer varmestrømmen i et fast stoff som foregår innenfor omfanget av temperaturforskjeller. I henhold til termodynamikkens andre lov strømmer varmen alltid i retning av den lavere temperaturen. I motsetning til konveksjon, krever ikke ledning noen materialstrøm for termisk transport. Varmetransport foregår innenfor rammen av ledning, dvs. uten materialtransport via vev. Hudkontakt med et materiale skaper også varmeledning.

Mengden varme som transporteres under ledning avhenger av den termiske konduktiviteten og temperaturforskjellene. Ledningen kalles også Varmediffusjon og er en av fire varmeoverføringsmekanismer i menneskekroppen.

Funksjon & oppgave

De fire fysiske mekanismene for varmetransport i menneskekroppen er stråling, konveksjon, fordamping og ledning.

Fordampning er et varmetap gjennom svette som en del av termoregulering. Stråling refererer til den infrarøde delen av den termiske strålingen og er derfor ikke bundet til materie. Ledning betyr varmetransporten i et hvilelegeme og konveksjon er varmetransporten ved hjelp av et bevegelig medium.

Biologi skiller mellom en intern og en ekstern varmetransport. Den eksterne varmevekslingen er den permanente varmevekslingen som foregår gjennom huden med omgivelsene. Den interne varmetransporten betyr transport av kroppsvarme som starter på stedet for varmekilden opp til kroppsoverflaten. Konveksjon og ledning spiller en rolle i den indre varmestrømmen.

Ved ledning transporteres varme via den brune molekylære bevegelsen til et stoff. Den rykkete, uregelmessige termiske bevegelser av partikler i et tyktflytende medium er kjent som brunsk bevegelse. Kvadratet på avdekket avstand øker i gjennomsnitt i forhold til den absolutte temperaturen og tidsperioden. Den er omvendt proporsjonal med partikkelradius og viskositet. Dette prinsippet ligger til grunn for enhver biologisk diffusjon.

Når varmen overføres gjennom brunsk molekylærbevegelse, kompenseres varmegradienten fordi partiklene beveger seg i retning av områdene med lavere temperatur. Materialets fysiske egenskaper bestemmer størrelsen på den resulterende varmestrømmen. I fysiologiske vev er vannbalansen den ledende faktoren. Den termiske ledningsevne bestemmes av koeffisienten for varmeledningsevnen. Som alle andre varmeutvekslingsmekanismer forårsaker ledning permanent varmetap og samtidig passiv oppvarming.

Den menneskelige organismen er avhengig av en konstant kroppstemperatur for at alle metabolske prosesser fungerer perfekt. Temperaturen holdes konstant gjennom konstant varmeproduksjon i betydningen termogenese, samt gjennom isolasjon fra omgivelsene og evnen til å senke kroppstemperaturen.

Kroppsvarmen er resultatet av energiomsetningen i to systemer. Musklene og stoffskiftet er involvert. Musklene gjør kjemisk energi til kinetisk energi. Varmetransporten av disse energiene skjer hovedsakelig gjennom tvungen konveksjon via blodet.

Du finner medisinene dine her

Sykdommer og plager

Forstyrret termoregulering kan forårsake en rekke organdysfunksjoner i menneskekroppen og dermed være en systemisk sykdom. Siden ledning er en av flere årsaker til varmetap, kan det ha sammenheng med hypotermi. Hypotermi er hypotermi som oppstår etter eksponering for kulde. Varmeproduksjonen i kroppen er mindre enn frigjøring av varme over en viss periode. I ekstreme tilfeller kan hypotermi være dødelig.

Lokal eksponering for kulde forårsaker frostskader, som permanent skader vevet. Hypotermi spiller en rolle, for eksempel i forbindelse med fjellidrettsutøvere som har hatt en ulykke og blir automatisk vurdert på intensivavdelinger med passende sykehistorie og et passende klinisk bilde.

Medisin skiller mellom forskjellige stadier av hypotermi. Mild hypotermi er til stede ved en kroppstemperatur mellom 32 og 35 grader celsius. Muskeltremor, tachycardias, tachypneas og vasokonstriksjoner eller apati og ataksi kan vanligvis observeres ved disse temperaturene.

Ved moderat hypotermi har temperaturen sunket til 28 grader celsius. I tillegg til nedsatt bevissthet, bradykardi og utvidede elever, har pasienten redusert gagrefleks, hyporefleksi eller kald idioti.

Alvorlig hypotermi henvises til ved temperaturer under 28 grader celsius, som i tillegg til bevisstløshet kan forårsake hjertestans, redusert hjerneaktivitet, stive elever og hjertearytmier eller luftveisstans.

Hypotermi kan oppstå etter ulykker ved vann, på fjellet og i huler, eller etter å ha oppholdt seg i et betydelig kaldt miljø. Ulike sykdommer, stillesittende atferd på grunn av nevrologiske defekter, ekstrem fysisk anstrengelse eller tilstander av sjokk kan utløse hypotermi. Det samme gjelder for høyt alkoholforbruk og den tilhørende utvidelsen av blodkar i huden.

Pasienter med det sjeldne Shapiro-syndromet lider også av grunnleggende og tilbakevendende defekter i termoregulering. Som et termoregulatorisk senter påvirkes hypothalamus av lidelser.