convectie

De convectie speelt een belangrijke rol bij de thermoregulatie van het lichaam. Het kenmerkt het warmtetransport in het lichaam en de warmteafgifte naar de buitenwereld. Stoornissen in de warmte-uitwisseling kunnen worden veroorzaakt door ziekten en hebben een ernstige invloed op de warmtebalans van het lichaam.

Wat is convectie

Bij de thermoregulatie van organismen vertegenwoordigt convectie een bepaalde vorm van warmtetransport tijdens warmte-uitwisseling, de warmte-uitwisseling vindt hier plaats via een materiaalmedium. Op deze manier kan de warmte via een vloeistof zoals water worden getransporteerd en vervolgens worden overgedragen aan een gasvormig medium, de lucht.

Bij lichaamstemperatuurregeling is het vloeibare medium het bloed in de bloedbaan en is het gasvormige medium de buitenlucht. Als onderdeel van thermoregulatie probeert het lichaam waar mogelijk zijn fysiologische lichaamstemperatuur te behouden. Bij mensen is het ongeveer 37 graden.

Warmte wordt voornamelijk gegenereerd door metabolische processen en secundair door wrijving tijdens spierarbeid. De mechanische energie van spierarbeid wordt oorspronkelijk ook verkregen uit stofwisselingsactiviteiten.

Bij convectie wordt de warmte-energie van de warmtebron door het stromende bloed in de bloedvaten naar alle delen van het lichaam getransporteerd. Er is een constant warmtetransport om de lichaamstemperatuur in evenwicht te brengen, die echter moet worden gereguleerd door hormonale processen.

Daarnaast is er een uitwisseling van warmte tussen het lichaam en de buitenwereld, waarbij het lichaam warmte afgeeft aan de omgeving. Dit warmtetransport wordt via de thermoregulatie beperkt bij hoog warmteverlies door lage buitentemperaturen of bevorderd bij overmatige warmteproductie in het lichaam.

Functie en taak

De warmte-uitwisseling door convectie moet helpen om de lichaamstemperatuur constant te houden. Naast convectie is er ook warmte-uitwisseling via verdamping (verdamping) of straling (straling).

Het lichaam regelt de warmte-uitwisseling via regelmechanismen zodanig dat de lichaamstemperatuur niet wordt overschreden of onderschreden. Alle fysiologische processen zijn temperatuurafhankelijk en verlopen alleen optimaal bij lichaamstemperatuur. Als de lichaamstemperatuur te laag is, worden de stofwisselingsprocessen vertraagd. Te hoge temperaturen hebben een grote invloed op de structuur van de biomoleculen. De denaturatie van de lichaamseigen eiwitten begint bij temperaturen boven de 40 graden. De secundaire, tertiaire en quaternaire structuren van de eiwitten worden vernietigd en verliezen hun biologische effectiviteit. Vooral enzymen hebben een verminderde functionaliteit.

Verder veranderen de vloeibaarheid, het diffusiegedrag en het osmosegedrag van de celmembranen. Bij hogere temperaturen neemt de bindingsaffiniteit van hemoglobine voor zuurstof steeds verder af, waardoor de zuurstoftoevoer niet meer voldoende gegarandeerd zou zijn.

Om een ​​constante lichaamstemperatuur te garanderen, is de gecoördineerde volgorde van verschillende processen noodzakelijk. Dit betreft onder meer de constante warmteproductie, de warmte-isolatie en het vermogen van het lichaam om de warmteafvoer te verhogen bij overproductie van warmte.

Wanneer het lichaam oververhit raakt, zorgt de hypothalamus ervoor dat de sympathische toon afneemt. Er is perifere vasodilatatie en verhoogde transpiratie. De vorming van transpiratie veroorzaakt een toename van warmteverlies door verdamping en vasodilatatie verhoogt de warmteafvoer door convectie.

Vasodilatatie is de uitzetting van bloedvaten om hun oppervlak te vergroten. Dit maakt de warmteafvoer effectiever. De convectie is ook nodig voor een gelijkmatige verwarming van het lichaam. De kern van het lichaam, bestaande uit de buik en de schedel, wordt sterker verwarmd door het metabolisme dan de hectares en ledematen. De verschillen worden gecompenseerd door geforceerde convectie door de bloedbaan.

Uw medicatie vindt u hier

Ziekten en aandoeningen

De convectie bij thermoregulatie is grotendeels afhankelijk van de functionaliteit van de bloedvaten. Bij doorbloedingsstoornissen werkt zelfs verwarming van alle lichaamsdelen niet meer optimaal. Delen van het lichaam die snel afkoelen en niet zo veel tegelijkertijd worden verwarmd, blijven koeler dan de aangrenzende gebieden. Koude handen of voeten komen bijvoorbeeld vaak voor bij atherosclerose. Zelfs door passieve verwarming van buitenaf kunnen ze niet zo snel op lichaamstemperatuur worden gebracht. Er is altijd een snelle afkoeling.

Lichamelijke activiteit kan de bloedcirculatie verbeteren. In ernstige gevallen bestaat echter het risico van onvoldoende zuurstoftoevoer en, in extreme gevallen, necrose van de betreffende ledematen. Vooral diabetespatiënten hebben vaak last van stoornissen in de bloedsomloop, wat kan leiden tot het verlies van bepaalde ledematen.

Een verminderde doorbloeding (ischemie) heeft ook invloed op de mate van vaatverwijding. De schuifkrachten in de bloedvaten worden veranderd door ischemie. De afschuifkrachten zorgen voor de uitzetting van de bloedvaten. Een verminderde doorbloeding verlaagt echter de schuifkrachten, waardoor er ook minder vaatverwijding is. Vooral ouderen hebben vaak last van een verstoorde warmtebalans. De controlemechanismen werken niet meer optimaal. Enerzijds wordt de algemene warmteproductie verminderd en anderzijds wordt het warmtetransport beperkt door convectieprocessen, aangezien er vaak een verminderde doorbloeding is. Het lichaam koelt vooral af in de gebieden met minder doorbloeding.

Het reguleringsmechanisme kan echter ook instorten als het lichaam oververhit raakt. Oververhitting kan onder meer het gevolg zijn van verhoogde warmteproductie bij zware lichamelijke inspanning tijdens vochtige weersomstandigheden. Wanneer de kerntemperatuur boven de 41 graden komt, stopt tegelijkertijd de zweetproductie. Het lichaam zal proberen de warmte af te voeren door de bloedstroom naar de ledematen en acra te verhogen en zo de kerntemperatuur te verlagen. Als gevolg hiervan kan een instorting van de bloedsomloop dreigen. Deze aandoening staat bekend als een zonnesteek. De warmteregulatie van het lichaam kan ook worden uitgeschakeld als de koorts ernstig is.