Konvektsioon mängib suurt rolli keha termoregulatsioonis. See iseloomustab kehas toimuvat soojustransporti ja soojuse hajumist välismaailma. Soojusvahetuse häired võivad olla põhjustatud haigusest ja mõjutada tõsiselt keha soojust tasakaal.
Mis on konvektsioon?
Konvektsioonis kandub soojusenergia voolava energia abil soojusallikast keha kõikidesse osadesse veri veres laevad. Organismide termoregulatsioonis esindab konvektsioon soojuse erilist ülekandevormi soojusvahetuse ajal. Sellisel juhul toimub soojusvahetus materiaalse keskkonna kaudu. Seega saab soojust transportida läbi sellise vedeliku nagu vesi, kandes õhku gaasilisse keskkonda. Kehatemperatuuri reguleerimise korral on vedel keskkond veri vereringes ja gaasiline keskkond on välisõhk. Termoregulatsiooni kontekstis püüab keha võimaluse korral säilitada oma füsioloogilist kehatemperatuuri kogu aeg. Inimestel on see umbes 37 kraadi. Kuumus moodustub peamiselt ainevahetusprotsessides ja sekundaarselt hõõrdumisel lihastöö käigus. Selles protsessis on lihastöö mehaaniline energia algselt saadud ka metaboolsest tegevusest. Konvektsioonis kandub soojusenergia voolava energia abil soojusallikast keha kõikidesse osadesse veri veres laevad. Seega toimub pidev soojuse transportimine tasakaal kehatemperatuur, mida aga peavad reguleerima hormonaalsed protsessid. Lisaks toimub keha ja välismaailma vahel soojusvahetus, kusjuures keha eraldab soojust keskkonda. Seda soojustransporti piiratakse termoregulatsiooni abil madalatest välistemperatuuridest tingitud tugeva soojuskadu korral või soodustatakse keha liigse soojustootmise korral.
Funktsioon ja ülesanne
Konvektsiooniga soojusvahetus on mõeldud püsiva kehatemperatuuri hoidmiseks. Lisaks konvektsioonile toimub ka soojusvahetus aurustamise (aurustamise) või kiirguse (kiirguse) kaudu. Keha kontrollib soojusvahetust reguleerivate mehhanismide abil, nii et kehatemperatuuri ei ületataks ega allapoole. Kõik füsioloogilised protsessid sõltuvad temperatuurist ja kulgevad optimaalselt ainult kehatemperatuuril. Kui kehatemperatuur on liiga madal, aeglustuvad ainevahetusprotsessid. Liiga kõrgel temperatuuril on suur mõju biomolekulide struktuurile. Näiteks temperatuuril üle 40 kraadi denatureerub endogeenne valgud algab. JK sekundaarne, tertsiaarne ja kvaternaarne struktuur valgud hävitatakse, kaotades oma bioloogilise efektiivsuse. Funktsionaalsus ensüümide eriti on kahjustatud. Lisaks muutuvad rakumembraanide voolavus, difusioonikäitumine ja osmoosikäitumine. Kõrgemal temperatuuril seondumisafiinsus hemoglobiin et hapnik väheneb ka, nii et hapnikuvarustus ei oleks enam piisavalt tagatud. Pideva kehatemperatuuri tagamiseks on vajalik mitme protsessi kooskõlastatud järjestus. Muuhulgas hõlmab see pidevat soojuse tootmist, soojusisolatsiooni ja keha võimet eraldada soojuse ületootmise korral rohkem soojust. Keha ülekuumenemisel tekib hüpotalamuse algatab sümpaatse tooni langetamise. Esineb perifeerset vasodilatatsiooni ja suurenenud higistamist. Higistamine põhjustab aurustumise tagajärjel soojuskadude suurenemist ja vasodilatatsioon suurendab konvektsiooniga soojuskadu. Vasodilatatsioon on vere laienemine laevad nende pinna suurendamiseks. See muudab soojuse hajutamise tõhusamaks. Konvektsioon on vajalik ka keha ühtlaseks kuumutamiseks. Seega koosneb keha südamik, mis koosneb kõhust ja kolju on ainevahetuse abil soojem kui akrad ja jäsemed. Vere kaudu ringlus, kompenseeritakse erinevused sunnitud konvektsiooniga.
Haigused ja vaevused
Konvektsioon termoregulatsioonis sõltub suuresti veresoonte toimimisest. Juhul kui vereringehäired, ei tööta ka kõigi kehaosade ühtlane kuumutamine enam optimaalselt. Eelkõige jäävad kiiresti jahtuvad kehaosad, mida samal ajal ei kuumutata, jahedamaks kui naaberpiirkonnad. Näiteks, külmad käed või jalad tekivad sageli koos arterioskleroos. Isegi väljastpoolt tulnud passiivne kuumutamine ei vii neid nii kiiresti kehatemperatuurini. Alati toimub kiire jahtumine. Füüsiline aktiivsus võib verd parandada ringlus. Rasketel juhtudel on siiski oht ebapiisavaks hapnik ja äärmuslikel juhtudel nekroos vastavatest jäsemetest. Diabeet eriti kannatavad eriti patsiendid vereringehäired see võib lõppeda teatud jäsemete kaotusega. Vähenenud verevool (isheemia) mõjutab ka vasodilatatsiooni ulatust. Veresoontes muudab isheemia nihkejõude. Nihkejõud vahendavad veresoonte laienemist. Vähenenud verevool vähendab aga nihkejõude, seega on ka vasodilatatsiooni vähem. Eriti eakad inimesed kannatavad sageli häiritud kuumuse käes tasakaal. Reguleerivad mehhanismid ei tööta enam optimaalselt. Ühest küljest väheneb üldine soojuse tootmine ja teisest küljest on konvektsiooniprotsesside abil soojustransport piiratud, kuna verevool väheneb sageli. Selle tulemusel jahtub keha rohkem, eriti vaeste piirkondades ringlus. Kuid reguleeriv mehhanism võib laguneda ka keha ülekuumenemise korral. Ülekuumenemist võib muu hulgas põhjustada suurenenud soojusenergia tootmine raskete füüsiliste koormuste ajal krõbedates ilmastikutingimustes. Kui sisetemperatuur tõuseb üle 41 kraadi, lakkab samal ajal higi tootmine. Selle tulemusel üritab keha soojust hajutada, suurendades koore verevoolu jäsemetesse ja akradesse, alandades seeläbi sisetemperatuuri. Selle tagajärjel võib tekkida vereringe kollaps. See seisund nimetatakse soojuseks insult. Keha termoregulatsiooni võib ka tõsine ületada palavik.
