convecção

o convecção desempenha um papel importante na termorregulação do corpo. Caracteriza o transporte de calor no corpo e a liberação de calor para o mundo exterior. As perturbações na troca de calor podem ser causadas por doenças e têm um forte impacto no equilíbrio térmico do corpo.

O que é convecção

Na termorregulação dos organismos, a convecção representa uma certa forma de transporte de calor durante a troca de calor, que ocorre aqui por meio de um meio material. Desta forma, o calor pode ser transportado por meio de um líquido como a água e, em seguida, transferido para um meio gasoso, o ar.

No caso da regulação da temperatura corporal, o meio líquido é o sangue na corrente sanguínea e o meio gasoso é o ar externo. Como parte da termorregulação, o corpo tenta manter sua temperatura corporal fisiológica sempre que possível. Em humanos, é cerca de 37 graus.

O calor é gerado principalmente por meio de processos metabólicos e, secundariamente, por atrito durante o trabalho muscular. A energia mecânica do trabalho muscular também é originalmente obtida a partir de atividades metabólicas.

Com a convecção, a energia térmica da fonte de calor é transportada para todas as partes do corpo pelo sangue que flui nos vasos sanguíneos. Há um transporte constante de calor para equilibrar a temperatura corporal, que, entretanto, deve ser regulada por processos hormonais.

Além disso, há uma troca de calor entre o corpo e o mundo externo, com o corpo emitindo calor para o meio ambiente. Este transporte de calor é restringido por meio da termorregulação no caso de grande perda de calor devido a baixas temperaturas externas ou promovido no caso de produção excessiva de calor no corpo.

Função e tarefa

A troca de calor por convecção deve ajudar a manter a temperatura corporal constante. Além da convecção, também ocorre a troca de calor por evaporação (evaporação) ou radiação (radiação).

O corpo controla a troca de calor por meio de mecanismos de regulação de forma que a temperatura corporal não seja excedida nem inferior. Todos os processos fisiológicos dependem da temperatura e só funcionam perfeitamente na temperatura corporal. Se a temperatura corporal estiver muito baixa, os processos metabólicos são retardados. As temperaturas muito altas têm um grande impacto na estrutura das biomoléculas. A desnaturação das proteínas do próprio corpo começa em temperaturas acima de 40 graus. As estruturas secundária, terciária e quaternária das proteínas são destruídas, perdendo sua eficácia biológica. As enzimas, em particular, têm sua funcionalidade prejudicada.

Além disso, a fluidez, o comportamento de difusão e o comportamento de osmose das membranas celulares mudam. Em temperaturas mais altas, a afinidade de ligação da hemoglobina ao oxigênio continua diminuindo, de modo que o suprimento de oxigênio não seria mais adequadamente garantido.

Para garantir uma temperatura corporal constante, é necessária a sequência coordenada de vários processos. Isso diz respeito, entre outras coisas, à produção constante de calor, ao isolamento térmico e à capacidade do corpo de aumentar a dissipação de calor em caso de superprodução de calor.

Quando o corpo fica superaquecido, o hipotálamo faz com que o tônus ​​simpático diminua. Há vasodilatação periférica e aumento da transpiração. A formação de suor aumenta a perda de calor por evaporação e a vasodilatação aumenta a dissipação de calor por convecção.

A vasodilatação é a expansão dos vasos sanguíneos para aumentar sua área de superfície. Isso torna a dissipação de calor mais eficaz. A convecção também é necessária para o aquecimento uniforme do corpo. O núcleo do corpo, que consiste no abdômen e no crânio, é aquecido com mais intensidade pelo metabolismo do que os acres e as extremidades. As diferenças são equilibradas por meio de convecção forçada na corrente sanguínea.

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Doenças e enfermidades

A convecção na termorregulação é amplamente dependente da funcionalidade dos vasos sanguíneos. No caso de distúrbios circulatórios, mesmo o aquecimento de todas as partes do corpo não funciona mais de maneira ideal. Partes do corpo que esfriam rapidamente e não são aquecidas tanto ao mesmo tempo permanecem mais frias do que as regiões vizinhas. Por exemplo, mãos ou pés frios costumam ocorrer na aterosclerose. Eles não podem atingir a temperatura corporal tão rapidamente, mesmo por meio de aquecimento passivo externo. Sempre há um resfriamento rápido.

A atividade física pode melhorar a circulação sanguínea. Em casos graves, entretanto, existe o risco de suprimento insuficiente de oxigênio e, em casos extremos, de necrose dos membros correspondentes. Pacientes com diabetes, em particular, freqüentemente sofrem de distúrbios circulatórios, que podem resultar na perda de certos membros.

A redução do fluxo sanguíneo (isquemia) também afeta a extensão da vasodilatação. As forças de cisalhamento dentro dos vasos sanguíneos são alteradas pela isquemia. As forças de cisalhamento medeiam a expansão dos vasos sanguíneos. No entanto, a diminuição do fluxo sanguíneo diminui as forças de cisalhamento, de modo que também há menos vasodilatação. Os idosos, em particular, muitas vezes sofrem de um equilíbrio de calor perturbado. Os mecanismos de controle não funcionam mais de forma otimizada. Por um lado, a produção geral de calor é reduzida e, por outro lado, o transporte de calor é restringido por processos de convecção, pois muitas vezes ocorre uma redução do fluxo sanguíneo. O corpo esfria mais particularmente nas áreas com menos fluxo sanguíneo.

No entanto, o mecanismo regulador também pode entrar em colapso se o corpo superaquecer. O superaquecimento pode resultar, entre outras coisas, do aumento da produção de calor durante o esforço físico pesado em condições de clima úmido. Quando a temperatura central sobe acima de 41 graus, a produção de suor para ao mesmo tempo. O corpo tentará dissipar o calor aumentando o fluxo sanguíneo para os membros e acra e, assim, diminuir a temperatura central. Como resultado, um colapso circulatório pode ameaçar. Essa condição é conhecida como insolação. A regulação do calor do corpo também pode ser desativada se a febre for forte.