convection

le convection joue un rôle majeur dans la thermorégulation du corps. Il caractérise le transport de chaleur dans le corps et le dégagement de chaleur vers le monde extérieur. Les perturbations de l'échange de chaleur peuvent être causées par des maladies et avoir un impact important sur l'équilibre thermique du corps.

Qu'est-ce que la convection

Dans la thermorégulation des organismes, la convection représente une certaine forme de transport de chaleur lors des échanges thermiques, l'échange thermique se faisant ici via un milieu matériel. De cette manière, la chaleur peut être transportée via un liquide tel que l'eau puis transférée dans un milieu gazeux, l'air.

Dans le cas de la régulation de la température corporelle, le milieu liquide est le sang dans la circulation sanguine et le milieu gazeux est l'air extérieur. Dans le cadre de la thermorégulation, le corps essaie de maintenir sa température corporelle physiologique autant que possible. Chez l'homme, il est d'environ 37 degrés.

La chaleur est générée principalement par des processus métaboliques et ensuite par la friction lors du travail musculaire. L'énergie mécanique du travail musculaire est à l'origine également obtenue à partir d'activités métaboliques.

Avec la convection, l'énergie thermique de la source de chaleur est transportée vers toutes les parties du corps par le sang circulant dans les vaisseaux sanguins. Il y a un transport constant de chaleur pour équilibrer la température corporelle, qui, cependant, doit être régulée par des processus hormonaux.

De plus, il y a un échange de chaleur entre le corps et le monde extérieur, le corps dégageant de la chaleur vers l'environnement. Ce transport de chaleur est limité par la thermorégulation en cas de perte de chaleur importante due aux basses températures extérieures ou favorisé en cas de production excessive de chaleur dans le corps.

Fonction et tâche

L'échange de chaleur par convection devrait aider à maintenir la température corporelle constante. En plus de la convection, il y a aussi un échange de chaleur par évaporation (évaporation) ou rayonnement (rayonnement).

Le corps contrôle l'échange de chaleur via des mécanismes de régulation de telle sorte que la température corporelle n'est ni dépassée ni inférieure. Tous les processus physiologiques dépendent de la température et ne fonctionnent de manière optimale qu'à la température corporelle. Si la température corporelle est trop basse, les processus métaboliques sont ralentis. Des températures trop élevées ont un impact majeur sur la structure des biomolécules. La dénaturation des propres protéines du corps commence à des températures supérieures à 40 degrés. Les structures secondaires, tertiaires et quaternaires des protéines sont détruites, perdant leur efficacité biologique. Les enzymes en particulier sont altérées dans leur fonctionnalité.

De plus, la fluidité, le comportement de diffusion et le comportement d'osmose des membranes cellulaires changent. À des températures plus élevées, l'affinité de liaison de l'hémoglobine pour l'oxygène continue de diminuer, de sorte que l'apport d'oxygène ne serait plus suffisamment garanti.

Afin d'assurer une température corporelle constante, la séquence coordonnée de plusieurs processus est nécessaire. Cela concerne, entre autres, la production constante de chaleur, l'isolation thermique et la capacité du corps à augmenter la dissipation thermique en cas de surproduction de chaleur.

Lorsque le corps surchauffe, l'hypothalamus fait diminuer le tonus sympathique. Il y a vasodilatation périphérique et augmentation de la transpiration. La formation de transpiration entraîne une augmentation de la perte de chaleur par évaporation et la vasodilatation augmente la dissipation thermique par convection.

La vasodilatation est l'expansion des vaisseaux sanguins pour augmenter leur surface. Cela rend la dissipation thermique plus efficace. La convection est également nécessaire pour un chauffage uniforme du corps. Le noyau du corps, composé de l'abdomen et du crâne, est chauffé plus fortement par le métabolisme que les acres et les extrémités. Les différences sont compensées par convection forcée dans la circulation sanguine.

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Maladies et affections

La convection en thermorégulation dépend en grande partie de la fonctionnalité des vaisseaux sanguins. Dans le cas de troubles circulatoires, même le chauffage de toutes les parties du corps ne fonctionne plus de manière optimale. Les parties du corps qui refroidissent rapidement et qui ne sont pas autant chauffées en même temps restent plus froides que les régions voisines. Par exemple, les mains ou les pieds froids surviennent souvent dans l'athérosclérose. Ils ne peuvent pas être portés à température corporelle aussi rapidement, même par un chauffage passif de l'extérieur. Il y a toujours un refroidissement rapide.

L'activité physique peut améliorer la circulation sanguine. Dans les cas graves, cependant, il existe un risque de manque d'oxygène et, dans les cas extrêmes, de nécrose des membres correspondants. Les patients diabétiques en particulier souffrent souvent de troubles circulatoires, qui peuvent entraîner la perte de certains membres.

La diminution du débit sanguin (ischémie) affecte également l'étendue de la vasodilatation. Les forces de cisaillement dans les vaisseaux sanguins sont modifiées par l'ischémie. Les forces de cisaillement interviennent dans l'expansion des vaisseaux sanguins. Cependant, une diminution du débit sanguin réduit les forces de cisaillement, de sorte qu'il y a également moins de vasodilatation. Les personnes âgées en particulier souffrent souvent d'un équilibre thermique perturbé. Les mécanismes de contrôle ne fonctionnent plus de manière optimale. D'une part, la production générale de chaleur est réduite et, d'autre part, le transport de chaleur est limité par des processus de convection, car il y a souvent un débit sanguin réduit. Le corps se refroidit plus particulièrement dans les zones avec moins de flux sanguin.

Cependant, le mécanisme de régulation peut également s'effondrer si le corps surchauffe. La surchauffe peut résulter, entre autres, d'une augmentation de la production de chaleur lors d'un effort physique intense dans des conditions météorologiques humides. Lorsque la température centrale dépasse 41 degrés, la production de sueur s'arrête en même temps. Le corps essaiera de dissiper la chaleur en augmentant le flux sanguin vers les membres et l'acra et ainsi abaisser la température centrale. En conséquence, un collapsus circulatoire peut menacer. Cette condition est connue sous le nom de coup de chaleur. La régulation thermique du corps peut également être désactivée si la fièvre est sévère.