Juhtivus

Juhtivus on soojustranspordi tüüp ja üks neljast mehhanismist, mille abil keha termoregulatsiooni raames keskkonnaga soojust vahetab. Juhtivus põhineb Browniani liigutustel. Need võimaldavad soojustatud soojustatud kehas liikuda kõrgema temperatuuriga piirkondadest madalama temperatuuriga piirkondadesse.

Mis on juhtivus?

Energia säästmise seaduse kohaselt on energia säästmiskogus. Selle tulemusel ei muutu isoleeritud süsteemi koguenergia, vaid äärmisel juhul muutub see erinevateks energiavormideks. Energia säästmise seadus kehtib ka soojustranspordi kohta inimkeha isoleeritud süsteemis.

Soojuse juhtivust inimorganismis nimetatakse ka juhtivuseks ja see vastab soojusvoole tahkises, mis toimub temperatuuride erinevuste raames. Termodünaamika teise seaduse kohaselt voolab soojus alati madalama temperatuuri suunas. Erinevalt konvektsioonist ei vaja juhtivus termiliseks transpordiks mingit materjalivoolu. Soojustransport toimub juhtivuse raames, st ilma materjali transportimiseta läbi koe. Naha kokkupuude materjaliga loob ka soojusjuhtivuse.

Juhtivuse ajal transporditav soojushulk sõltub soojusjuhtivusest ja temperatuuride erinevusest. Juhtivust nimetatakse ka Soojuse difusioon ja on üks neljast inimkeha soojusülekandemehhanismist.

Funktsioon ja ülesanne

Neli füüsilist mehhanismi soojusenergia transportimiseks inimkehas on kiirgus, konvektsioon, aurumine ja juhtivus.

Aurustumine on soojuskaotus higistamise kaudu termoregulatsiooni osana. Kiirgus tähendab termilise kiirguse infrapuna osa ja pole seetõttu seotud ainega. Juhtivus tähendab soojuse transporti puhkekehas ja konvektsioon on soojuse transport liikuva keskkonna abil.

Bioloogia eristab sisemist ja välist soojustransporti. Väline soojusvahetus on püsiv soojusvahetus, mis toimub naha kaudu keskkonnaga. Sisemine soojuse transport tähendab kehasoojuse transporti, mis algab soojusallika kohast kuni keha pinnale. Konvektsioon ja juhtivus mängivad rolli sisemises soojusvoogudes.

Juhtivuse korral transporditakse soojust aine pruuni molekuli kaudu. Osakeste tõmblevaid, ebaregulaarseid termilisi liikumisi viskoosses keskkonnas nimetatakse Brownide liikumisteks. Läbitud vahemaa ruut suureneb keskmiselt võrdeliselt absoluutse temperatuuri ja ajavahemikuga. See on pöördvõrdeline osakeste raadiuse ja viskoossusega. See põhimõte on iga bioloogilise difusiooni aluseks.

Kui soojus kantakse üle Browni molekuli liikumisega, siis kompenseeritakse soojusgradient, kuna osakesed liiguvad madalama temperatuuriga alade suunas. Materjali füüsikalised omadused määravad saadud soojusvoo suuruse. Füsioloogilistes kudedes on vee tasakaal juhtiv tegur. Soojusjuhtivus määratakse soojusjuhtivuse koefitsiendiga. Nagu kõik muud soojusvahetusmehhanismid, põhjustab juhtivus püsivat soojuskadu ja samal ajal passiivset kuumutamist.

Inimorganism sõltub kõigi metaboolsete protsesside laitmatuks toimimiseks pidevast kehatemperatuurist. Temperatuuri hoitakse konstantsena nii tänu pidevale soojuse tootmisele termogeneesi mõttes kui ka keskkonnast eraldamise ja kehatemperatuuri alandamise võime kaudu.

Kehasoojus tuleneb energia muundamisest kahes süsteemis. Lihased ja ainevahetus on seotud. Lihased muudavad keemilise energia kineetiliseks energiaks. Nende energiate soojustransport toimub peamiselt vere kaudu sundkonvektsiooni teel.

Ravimid leiate siit

Haigused ja tervisehäired

Häiritud termoregulatsioon võib põhjustada inimkehas arvukalt elundite talitlushäireid ja seega olla süsteemne haigus. Kuna juhtivus on üks paljudest soojuskao põhjustest, võib see olla seotud hüpotermiaga. Hüpotermia on hüpotermia, mis ilmneb pärast kokkupuudet külmaga. Soojuse tootmine kehas on väiksem kui soojuse eraldumine teatud aja jooksul. Äärmuslikel juhtudel võib hüpotermia lõppeda surmaga.

Kohalik kokkupuude külmaga põhjustab külmumist, mis kahjustab kudet püsivalt. Hüpotermia mängib rolli näiteks õnnetuse läbi elanud mägisportlastega ja seda peetakse automaatselt intensiivravi osakondades, millel on asjakohane haiguslugu ja sobiv kliiniline pilt.

Meditsiin eristab hüpotermia erinevaid etappe. Kerge hüpotermia on kehatemperatuuril vahemikus 32 kuni 35 kraadi Celsiuse järgi. Sellistel temperatuuridel võib tavaliselt täheldada lihaste värisemist, tahhükardiaid, tahhüpnoes ja vasokonstriktsioone või apaatiat ja ataksiat.

Mõõduka hüpotermia korral on temperatuur langenud 28 kraadini. Lisaks teadvuse halvenemisele, bradükardiale ja laienenud õpilastele on patsiendil vähenenud gag refleks, hüporefleksia või külm idiootsus.

Raskele hüpotermiale viidatakse temperatuuril alla 28 kraadi Celsiuse järgi, mis lisaks teadvuse kaotamisele võib põhjustada südame seiskumist, vähenenud aju aktiivsust, jäikaid õpilasi ja südame rütmihäireid või hingamise seiskumist.

Hüpotermia võib tekkida pärast õnnetusi vees, mägedes ja koobastes või pärast viibimist märkimisväärselt külmas keskkonnas. Erinevad haigused, neuroloogilistest defektidest tingitud istuv käitumine, äärmine füüsiline koormus või šokiseisundid võivad põhjustada hüpotermia. Sama kehtib ka liigse alkoholitarbimise ja sellega seotud naha veresoonte laienemise kohta.

Harvaesineva Shapiro sündroomiga patsiendid kannatavad ka termoregulatsiooni fundamentaalsete ja korduvate puuduste all. Termoregulatsioonikeskusena mõjutavad teie hüpotalamust häired.