Konveksjon spiller en viktig rolle i termoreguleringen av kroppen. Det karakteriserer varmetransport i kroppen og varmespredning til omverdenen. Forstyrrelser i varmeutveksling kan være forårsaket av sykdom og alvorlig påvirke kroppens varme balansere.
Hva er konveksjon?
I konveksjon transporteres varmeenergi fra varmekilden til alle kroppsdeler av strømmen blod i blodet fartøy. I termoreguleringen av organismer representerer konveksjon en bestemt form for varmetransport under varmeveksling. I dette tilfellet foregår varmeutveksling via et materialmedium. Dermed kan varme transporteres gjennom en væske som f.eks Vannsom overfører luften til et gassformig medium. I tilfelle av kroppstemperaturregulering er det flytende mediet det blod i blodet og det gassformige mediet er uteluften. I sammenheng med termoregulering prøver kroppen å opprettholde sin fysiologiske kroppstemperatur til enhver tid, hvis mulig. Hos mennesker er dette omtrent 37 grader. Varme dannes primært av metabolske prosesser og sekundært av friksjon under muskelarbeid. I denne prosessen er den mekaniske energien til muskulært arbeid opprinnelig også hentet fra metabolske aktiviteter. I konveksjon transporteres varmeenergi fra varmekilden til alle kroppsdeler av strømmen blod i blodet fartøy. Dermed er det en konstant varmetransport til balansere kroppstemperaturen, som imidlertid må reguleres av hormonelle prosesser. I tillegg foregår varmeutveksling mellom kroppen og omverdenen, hvor kroppen frigjør varme til miljøet. Denne varmetransporten er begrenset via termoregulering i tilfelle sterkt varmetap på grunn av lave ytre temperaturer eller fremmes i tilfelle overdreven varmeproduksjon i kroppen.
Funksjon og oppgave
Varmeveksling ved konveksjon er ment å bidra til å opprettholde en konstant kroppstemperatur. I tillegg til konveksjon er det også varmeutveksling via fordampning (fordampning) eller stråling (stråling). Kroppen styrer varmevekslingen via reguleringsmekanismer slik at kroppstemperaturen ikke overskrides og ikke faller under. Alle fysiologiske prosesser er temperaturavhengige og kjører bare optimalt ved kroppstemperatur. Hvis kroppstemperaturen er for lav, reduseres metabolske prosesser. For høye temperaturer har stor innvirkning på strukturen til biomolekyler. For eksempel ved temperaturer over 40 grader, denaturering av endogen proteiner begynner. De sekundære, tertiære og kvartære strukturer av proteiner blir ødelagt, og mister sin biologiske effektivitet. Funksjonaliteten til enzymer spesielt er svekket. Videre endres cellemembranens fluiditet, diffusjonsatferd og osmoseoppførsel. Ved høyere temperaturer er bindingsaffiniteten til hemoglobin til oksygen avtar også, slik at oksygentilførselen ikke lenger vil være tilstrekkelig garantert. For å sikre en konstant kroppstemperatur, er den koordinerte sekvensen av flere prosesser nødvendig. Dette innebærer blant annet konstant varmeproduksjon, varmeisolasjon og kroppens evne til å frigjøre mer varme i tilfelle varmeoverproduksjon. Når det oppstår overoppheting av kroppen, hypothalamus setter i gang senking av sympatisk tone. Perifer vasodilatasjon og økt svette forekommer. Svette forårsaker en økning i varmetap ved fordampning og vasodilatasjon øker varmetapet ved konveksjon. Vasodilatasjon er utvidelse av blod fartøy for å øke overflatearealet. Dette gjør varmespredning mer effektiv. Konveksjon er også nødvendig for ensartet oppvarming av kroppen. Dermed består kroppens kjerne av underlivet og skull varmes mer enn akras og ekstremiteter ved metabolisme. Via blodet sirkulasjon, blir forskjellene kompensert av tvungen konveksjon.
Sykdommer og plager
Konveksjon i termoregulering er i stor grad avhengig av hvordan blodkar fungerer. I tilfelle av sirkulasjonsforstyrrelserfungerer den jevne oppvarmingen av alle kroppsdeler ikke lenger optimalt. Spesielt deler av kroppen som kjøler seg raskt og samtidig blir ikke oppvarmet like mye, forblir kjøligere enn nabolandene. For eksempel, kalde hender eller føtter oppstår ofte med arterioskleroseSelv passiv oppvarming utenfra bringer dem opp til kroppstemperaturen så raskt. Det er alltid en rask nedkjøling. Fysisk aktivitet kan forbedre blodet sirkulasjon. I alvorlige tilfeller er det imidlertid en risiko for utilstrekkelig oksygen forsyning og i ekstreme tilfeller nekrose av de tilsvarende lemmer. Diabetes spesielt pasienter lider ofte av sirkulasjonsforstyrrelser som kan ende med tap av visse lemmer. Redusert blodstrøm (iskemi) påvirker også omfanget av vasodilatasjon. Innen blodkar endres skjærkrefter ved iskemi. Skjærkrefter formidler utvidelse av blodkar. Imidlertid reduserer blodstrømmen skjærkrefter, så det er også mindre vasodilatasjon. Spesielt eldre mennesker lider ofte av forstyrret varme balansere. Reguleringsmekanismene fungerer ikke lenger optimalt. På den ene siden reduseres generell varmeproduksjon, og på den annen side er varmetransport ved konveksjonsprosesser begrenset, siden det ofte er en reduksjon i blodstrømmen. Som et resultat avkjøles kroppen mer, spesielt i områder med dårlig sirkulasjon. Imidlertid kan reguleringsmekanismen også brytes ned hvis kroppen overopphetes. Overoppheting kan blant annet skyldes økt varmeproduksjon under tung fysisk anstrengelse under fuktige værforhold. Når kjernetemperaturen stiger over 41 grader, vil svetteproduksjonen opphøre samtidig. Som et resultat vil kroppen forsøke å spre varmen ved å øke skallblodstrømmen til lemmer og akras, og derved senke kjernetemperaturen. Som et resultat kan sirkulasjonskollaps oppstå. Dette tilstand kalles varme hjerneslag. Kroppens termoregulering kan også bli overstyrt av en alvorlig feber.
