ακτινοβολία

Το θερμορυθμιστικό ακτινοβολία είναι ένας μηχανισμός απώλειας θερμότητας που χαρακτηρίζεται από ακτινοβολία θερμότητας. Με την ακτινοβολία, η θερμική ενέργεια κινείται έξω από το σώμα ως ηλεκτρομαγνητικό κύμα ή υπέρυθρη ακτινοβολία. Η υπερθέρμανση λόγω ακτινοβολίας θεωρείται θεραπευτικό βήμα στον καρκίνο.

Τι είναι η ακτινοβολία;

Η θερμοκρασία του ανθρώπινου σώματος διατηρείται σταθερή από μια μεγάλη ποικιλία μηχανισμών. Η θερμοκρασία περίπου 37 βαθμών Κελσίου (ελαφρώς διαφορετική από άτομο σε άτομο) αντιστοιχεί στην ιδανική θερμοκρασία εργασίας πολλών ενζύμων.

Η θερμοκρασία του ανθρώπινου σώματος διατηρείται σταθερή από μια μεγάλη ποικιλία μηχανισμών. Η θερμοκρασία περίπου 37 βαθμών Κελσίου (ελαφρώς διαφορετική από άτομο σε άτομο) αντιστοιχεί στην ιδανική θερμοκρασία εργασίας πολλών ενζύμων.

Για τη διατήρηση αυτής της ιδανικής αξίας, ο ανθρώπινος οργανισμός βρίσκεται μόνιμα σε ανταλλαγή θερμότητας με το περιβάλλον. Το σύνολο αυτών των διαδικασιών ανταλλαγής και των σχετικών διεργασιών του σώματος είναι γνωστό ως θερμορύθμιση του σώματος. Ο υποθάλαμος είναι το ρυθμιστικό κέντρο. Οι τέσσερις μηχανισμοί ανταλλαγής θερμότητας είναι η μεταφορά, η αγωγή, η εξάτμιση και η ακτινοβολία.

Η ιατρική διακρίνει μεταξύ μηχανισμών εξωτερικής και εσωτερικής μεταφοράς θερμότητας. Η εσωτερική μεταφορά θερμότητας πραγματοποιείται κυρίως μέσω μεταφοράς και αγωγιμότητας. Δεν απαιτείται μέσο μεταφοράς για αγωγή, ενώ η μεταφορά λειτουργεί με μέσο μεταφοράς. Η ακτινοβολία και η εξάτμιση αποδίδονται κυρίως στην εξωτερική μεταφορά θερμότητας. Ενώ η εξάτμιση αντιστοιχεί στην εξάτμιση, η ακτινοβολία είναι θερμική ακτινοβολία.

Λειτουργία & εργασία

Με την ακτινοβολία, η θερμική ενέργεια κινείται με τη μορφή ηλεκτρομαγνητικού κύματος ως υπέρυθρη ακτινοβολία. Σε αντίθεση με τη μεταφορά μέσω μεταφοράς, για παράδειγμα, η ακτινοβολία δεν εξαρτάται από την ύλη, αλλά λειτουργεί αποκλειστικά με μη υλική θερμική ακτινοβολία.

Χωρίς ανάκλαση, οι υπέρυθρες ακτίνες μεγάλου κύματος διεισδύουν στο ανθρώπινο σώμα από έξω. Αυτές οι ακτίνες μεγάλου κύματος μπορούν να προέρχονται από διάφορες πηγές στη γύρω περιοχή. Η πιο σημαντική πηγή υπέρυθρης ακτινοβολίας μεγάλου κύματος είναι, για παράδειγμα, ο ήλιος. Αντικείμενα ή άτομα που βρίσκονται σε άμεση γειτνίαση μπορούν επίσης να εκπέμπουν υπέρυθρες ακτίνες μεγάλου κύματος. Οι υπέρυθρες ακτίνες μικρού κύματος δεν εισέρχονται στον οργανισμό χωρίς να αντανακλώνται, αλλά αντανακλώνται σε ύψος έως και 50 τοις εκατό. Αυτή η αντανάκλαση πραγματοποιείται κυρίως μέσω της χρωστικής του δέρματος.

Ο νόμος Stefan-Boltzmann καθορίζει τη θερμική ακτινοβολία ενός ιδανικού μαύρου σώματος σε συνάρτηση με τη θερμοκρασία του σώματος. Επιστρέφει στους φυσικούς Ludwig και Josef Stefan Boltzmann. Ο νόμος του αποτελεί το βασικό πλαίσιο για τη θερμορυθμιστική ακτινοβολία. Ο νόμος Stefan-Boltzmann ανακαλύφθηκε λίγο πολύ πειραματικά τον 19ο αιώνα. Ο Boltzmann βασίστηκε στην παραγωγή του στους νόμους της θερμοδυναμικής και στην ηλεκτροδυναμική του Maxwell. Κατά την εξαγωγή του, υποθέτει την φασματική πυκνότητα ακτινοβολίας των μαύρων σωμάτων και επιτυγχάνει μια ολοκλήρωση της πυκνότητας ακτινοβολίας σε όλες τις συχνότητες και στον μισό χώρο που ακτινοβολεί το επιφανειακό στοιχείο.

Ο νόμος ακτινοβολίας της ακτινοβολίας δείχνει ποια ισχύ ακτινοβολίας εκπέμπει ένα μαύρο σώμα μιας συγκεκριμένης περιοχής στο περιβάλλον στην απόλυτη θερμοκρασία.

Η θερμότητα παράγεται συνεχώς στο ανθρώπινο σώμα, κυρίως μέσω μεταβολικών διεργασιών και μυϊκής εργασίας. Αυτή η θερμότητα μεταφέρεται στην επιφάνεια μέσω εσωτερικών διαδικασιών μεταφοράς θερμότητας όπως αγωγιμότητας και μεταφοράς. Η θερμότητα ακτινοβολεί από την επιφάνεια του σώματος ως μέρος της ακτινοβολίας σύμφωνα με το νόμο του Boltzmann, έτσι ώστε να συμβούν απώλειες θερμότητας. Αυτές οι απώλειες θερμότητας προστατεύουν τους ανθρώπους από την υπερθέρμανση.

Από την άλλη πλευρά, το ανθρώπινο σώμα απορροφά επίσης θερμότητα από το περιβάλλον μέσω ακτινοβολίας. Προκειμένου να διατηρηθεί η σταθερή θερμοκρασία του σώματος, οι απώλειες θερμότητας ξεκινούν ξανά εάν είναι απαραίτητο.

Με αυτόν τον τρόπο, οι θερμορυθμιστικές διεργασίες όπως η ακτινοβολία, η μεταφορά, η εξάτμιση και η αγωγή προστατεύουν το ανθρώπινο σώμα από υπερθέρμανση και υποθερμία. Και οι δύο πολιτείες θα διαταράξουν ή ακόμα και θα παραλύσουν την ενζυματική εργασία και έτσι δεκάδες σωματικές διαδικασίες.

Μπορείτε να βρείτε το φάρμακό σας εδώ

➔ Φάρμακα για κρύα πόδια και χέρια

Ασθένειες και παθήσεις

Η υπερθερμία είναι μια υπερθέρμανση του σώματος που έρχεται σε αντίθεση με το κέντρο ρύθμισης της θερμότητας. Σε αντίθεση με τον πυρετό, η υπερθερμία δεν προκαλείται από πυρογόνα. Οι υπερθερμικές ειδικές μορφές είναι κακοήθεις υπερθερμίες που εμφανίζονται ως αποτέλεσμα των επιδράσεων του φαρμάκου ή της χρήσης ναρκωτικών.

Η υπερθερμία μπορεί επίσης να προκληθεί τεχνητά μέσω ακτινοβολίας και στη συνέχεια αντιστοιχεί σε ένα θεραπευτικό στάδιο, όπως φαίνεται, για παράδειγμα, στο πλαίσιο θεραπειών καρκίνου. Η χημειοθεραπεία συχνά υποστηρίζεται με επιτυχία από τεχνητή υπερθερμία. Διακρίνονται διάφοροι τύποι τεχνητής υπερθερμίας. Εκτός από την υπερθερμία ολόκληρου του σώματος, υπάρχει, για παράδειγμα, βαθιά υπερθερμία ή υπερθερμία του προστάτη. Με υπερθερμία ολόκληρου του σώματος, όλο το σώμα υπερθερμαίνεται εκτός από το κεφάλι.

Αυτή η στοχευμένη υπερθέρμανση λαμβάνει χώρα με τη βοήθεια υπέρυθρων θερμαντήρων και φέρνει τη θερμοκρασία του σώματος σε τιμές έως και 40,5 βαθμούς Κελσίου. Η βαθιά υπερθερμία λαμβάνει χώρα μόνο στον προσβεβλημένο ιστό και θερμαίνει το άρρωστο τμήμα του σώματος έως και 44 βαθμούς Κελσίου. Η υπερθερμία του προστάτη παράγεται συνήθως από υπερουρηθρική υπερθερμία. Εκτός από τη θερμότητα, χρησιμοποιείται η ακτινοβολία ενός ηλεκτρικού πεδίου από βραχυκύκλωμα ραδιοφώνου.

Η υπερθερμία ως ιατρικός όρος αντιτίθεται στην υποθερμία. Περιγράφει την υποθερμία λόγω της υπερβολικής απώλειας θερμότητας μέσω της ακτινοβολίας, της αγωγής, της μεταφοράς και της εξάτμισης. Η υποθερμία λόγω απώλειας θερμότητας υποστηρίζεται κυρίως από χαμηλές θερμοκρασίες αέρα. Το κρύο νερό ή ο άνεμος προάγουν επίσης την απώλεια θερμότητας από ένα σώμα. Ως εκ τούτου, η υποθερμία συμβαίνει συνήθως ως μέρος των ατυχημάτων στο νερό, στα βουνά και στις σπηλιές. Η παραμονή σε γενικά κρύο περιβάλλον μπορεί επίσης να προκαλέσει υποθερμία.

Η ιατρική διαφοροποιεί την ήπια, μέτρια και σοβαρή υποθερμία. Η σοβαρή υποθερμία προκαλεί πτώση της θερμοκρασίας του σώματος κάτω από 28 βαθμούς Κελσίου και μπορεί να είναι θανατηφόρα. Εκτός από την απώλεια αισθήσεων ή την καρδιακή ανακοπή, αυτή η μορφή υποθερμίας χαρακτηρίζεται από μειωμένη εγκεφαλική δραστηριότητα, πνευμονικό οίδημα και άκαμπτους μαθητές. Εμφανίζονται καρδιακές αρρυθμίες. Συχνά υπάρχει και αναπνευστική ανακοπή λόγω υποθερμίας.