Conduzione

Il Conduzione è un tipo di trasporto del calore e uno dei quattro meccanismi con cui il corpo scambia calore con l'ambiente nell'ambito della termoregolazione. La conduzione è basata sui movimenti browniani. Consentono al calore nel corpo isolato di migrare da aree con temperature più elevate a aree con temperature più basse.

Qual è la conduzione?

Secondo la legge di conservazione dell'energia, l'energia è una quantità di conservazione. Di conseguenza, l'energia totale di un sistema isolato non cambia, ma al massimo si trasforma in diverse forme di energia. La legge di conservazione dell'energia si applica anche al trasporto di calore nel sistema isolato del corpo umano.

La conduzione del calore nell'organismo umano è anche nota come conduzione e corrisponde al flusso di calore in un solido che avviene nell'ambito delle differenze di temperatura. Secondo la seconda legge della termodinamica, il calore fluisce sempre nella direzione della temperatura più bassa. A differenza della convezione, la conduzione non richiede alcun flusso di materiale per il trasporto termico. Il trasporto del calore avviene nell'ambito della conduzione, cioè senza trasporto di materiale attraverso il tessuto. Il contatto della pelle con un materiale crea anche la conduzione del calore.

La quantità di calore trasportata durante la conduzione dipende dalle conduttività termiche e dalle differenze di temperatura. Viene anche chiamata la conduzione Diffusione del calore ed è uno dei quattro meccanismi di trasferimento del calore nel corpo umano.

Funzione e compito

I quattro meccanismi fisici per il trasporto del calore nel corpo umano sono la radiazione, la convezione, l'evaporazione e la conduzione.

L'evaporazione è una perdita di calore attraverso la sudorazione come parte della termoregolazione. La radiazione si riferisce alla parte infrarossa della radiazione termica e quindi non è legata alla materia. Per conduzione si intende il trasporto del calore in un corpo a riposo e la convezione è il trasporto del calore per mezzo di un mezzo in movimento.

La biologia distingue tra trasporto di calore interno ed esterno. Lo scambio termico esterno è lo scambio termico permanente che avviene attraverso la pelle con l'ambiente. Per trasporto di calore interno si intende il trasporto del calore corporeo a partire dal luogo della fonte di calore fino alla superficie corporea. La convezione e la conduzione giocano un ruolo nel flusso di calore interno.

Nel caso della conduzione, il calore viene trasportato tramite il moto molecolare browniano di una sostanza. I movimenti termici a scatti e irregolari delle particelle in un mezzo viscoso sono noti come movimento browniano. Il quadrato della distanza percorsa aumenta mediamente in proporzione alla temperatura assoluta e all'arco di tempo. È inversamente proporzionale al raggio e alla viscosità delle particelle. Questo principio è alla base di ogni diffusione biologica.

Quando il calore viene trasferito attraverso il movimento molecolare browniano, il gradiente termico viene compensato perché le particelle si muovono nella direzione delle zone a temperatura più bassa. Le proprietà fisiche del materiale determinano la dimensione del flusso di calore risultante. Nei tessuti fisiologici, l'equilibrio idrico è il fattore principale. La conducibilità termica è determinata dal coefficiente di conducibilità termica. Come tutti gli altri meccanismi di scambio termico, la conduzione provoca una perdita di calore permanente e, allo stesso tempo, un riscaldamento passivo.

L'organismo umano dipende da una temperatura corporea costante affinché tutti i processi metabolici funzionino perfettamente. La temperatura viene mantenuta costante attraverso la produzione di calore costante nel senso della termogenesi, oltre che attraverso l'isolamento dall'ambiente e la capacità di abbassare la temperatura corporea.

Il calore corporeo risulta dalla conversione dell'energia in due sistemi. I muscoli e il metabolismo sono coinvolti. I muscoli trasformano l'energia chimica in energia cinetica. Il trasporto di calore di queste energie avviene principalmente per convezione forzata attraverso il sangue.

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Malattie e disturbi

La termoregolazione disturbata può causare numerose disfunzioni d'organo nel corpo umano e quindi essere una malattia sistemica. Poiché la conduzione è una delle numerose cause di perdita di calore, può essere correlata all'ipotermia. L'ipotermia è l'ipotermia che si verifica dopo l'esposizione al freddo. La produzione di calore nel corpo è inferiore al rilascio di calore per un certo periodo di tempo. In casi estremi, l'ipotermia può essere fatale.

L'esposizione locale al freddo provoca congelamento, che danneggia permanentemente il tessuto. L'ipotermia gioca un ruolo, ad esempio, in relazione agli atleti di montagna che hanno subito un infortunio ed è automaticamente considerata nelle unità di terapia intensiva con la storia medica appropriata e un quadro clinico adeguato.

La medicina distingue tra diversi stadi dell'ipotermia. Una lieve ipotermia è presente a una temperatura corporea compresa tra 32 e 35 gradi Celsius. A queste temperature si possono generalmente osservare tremori muscolari, tachicardie, tachipnee e vasocostrizioni o apatia e atassia.

In ipotermia moderata, la temperatura è scesa a 28 gradi Celsius. Oltre a disturbi della coscienza, bradicardia e pupille dilatate, il paziente ha un riflesso del vomito ridotto, iporeflessia o idiozia fredda.

L'ipotermia grave si riferisce a temperature inferiori a 28 gradi Celsius, che, oltre allo stato di incoscienza, possono causare arresto cardiaco, ridotta attività cerebrale, pupille rigide e aritmie cardiache o arresto respiratorio.

L'ipotermia può verificarsi dopo incidenti in acqua, in montagna e nelle grotte, o dopo essere stati in un ambiente notevolmente freddo. Diverse malattie, comportamenti sedentari dovuti a difetti neurologici, sforzi fisici estremi o stati di shock possono scatenare l'ipotermia. Lo stesso vale per il consumo eccessivo di alcol e la conseguente dilatazione dei vasi sanguigni nella pelle.

I pazienti con la rara sindrome di Shapiro soffrono anche di difetti fondamentali e ricorrenti della termoregolazione. In quanto centro di termoregolazione, il tuo ipotalamo è affetto da disturbi.