Kondukcija je vrsta prijenosa topline i jedan od četiri mehanizma pomoću kojih tijelo izmjenjuje toplinu s okolinom u sklopu termoregulacije. U osnovi provođenja su Brownovi pokreti. Omogućuju premještanje topline u izoliranom tijelu iz područja s višim temperaturama u područja s nižim temperaturama.
Što je provođenje?
Kondukcija je vrsta prijenosa topline. Omogućuje tijelu izmjenu topline s okolinom kao dio termoregulacije. Prema zakonu o očuvanju energije, energija je količina očuvanja. Sukladno tome, ukupna energija izoliranog sustava ne mijenja se, već se najviše transformira u različite oblike energije. Zakon o očuvanju energije odnosi se i na transport topline u izoliranom sustavu ljudskog tijela. Provođenje topline u ljudskom organizmu naziva se i provođenjem i odgovara protoku topline u krutini koji se odvija u kontekstu temperaturnih razlika. Prema drugom zakonu termodinamike, toplina uvijek teče u smjeru niže temperature. Za razliku od konvekcije, za provođenje nije potreban protok materijala za toplinski transport. Transport topline stoga se odvija u kontekstu provođenja bez transporta materijala putem tkiva. Koža kontakt s materijalom također uspostavlja toplinsku vodljivost. Količina topline prenesene tijekom provođenja ovisi o toplinskoj vodljivosti i temperaturnim razlikama. Kondukcija je također poznata kao difuzija topline i jedan je od četiri mehanizma prijenosa topline u ljudskom tijelu.
Funkcija i svrha
Četiri fizička mehanizma za prijenos topline u ljudskom tijelu su zračenje, konvekcija, isparavanje i provođenje. Isparavanje je gubitak topline znojenjem kao dio termoregulacije. Zračenje se odnosi na infracrveni dio toplinskog zračenja i stoga nije vezano za materiju. Kondukcija se odnosi na transport topline u tijelu u mirovanju, a konvekcija je transport topline pomoću pokretnog medija. Biologija razlikuje unutarnji i vanjski prijenos topline. Vanjski prijenos topline je trajna izmjena topline koja se odvija s okolinom kroz koža. Unutarnji transport topline znači transport tjelesne topline počevši od mjesta nastanka topline do površine tijela. Konvekcija i provođenje igraju ulogu u unutarnjem protoku topline. U provođenju, prijenos topline odvija se kroz Brownovo molekularno gibanje tvari. Brownovo gibanje poznato je kao trzajna nepravilna kretanja topline čestica u viskoznom mediju. Kvadrat pređene udaljenosti povećava se u prosjeku proporcionalno apsolutnoj temperaturi i vremenskom intervalu. Obrnuto je proporcionalan radijusu i viskoznosti čestica. Ovaj princip leži u osnovi svake biološke difuzije. U prijenosu topline Brownovim molekularnim kretanjem dolazi do izjednačavanja gradijenta topline dok se čestice kreću prema područjima niže temperature. U ovom su procesu fizikalna svojstva tvari odredila veličinu rezultirajućeg toplinskog toka. U fiziološkim tkivima voda uravnotežiti je provodni faktor. Toplinska vodljivost određena je koeficijentom toplinske vodljivosti. Kao i svi drugi mehanizmi izmjene topline, i provodjenje istovremeno uzrokuje trajne gubitke topline i pasivno zagrijavanje. Ljudski organizam ovisi o stalnoj tjelesnoj temperaturi za idealno funkcioniranje svih metaboličkih procesa. Stalno održavanje temperature odvija se kako stalnom proizvodnjom topline u smislu termogeneze, tako i izolacijom nasuprot okoline i sposobnošću snižavanja tjelesne temperature. Tjelesna toplina rezultat je pretvorbe energije u dva sustava. Uključeni su mišići i metabolizam. Mišići kemijsku energiju pretvaraju u kinetičku. Prijenos topline ovih energija događa se prvenstveno prisilnom konvekcijom kroz krv.
Bolesti i tegobe
Oštećena termoregulacija može uzrokovati brojne disfunkcije organa u ljudskom tijelu, što ga čini sistemskom bolešću. Budući da je vodljivost jedan od nekoliko uzroka gubitka topline, ona može biti povezana s hipotermija. Hipotermija je hipotermija koja se javlja nakon izlaganja hladan. U ovom je slučaju proizvodnja topline u tijelu manja od oslobađanja topline u određenom vremenskom razdoblju.Hipotermija može biti kobno u ekstremnim slučajevima. Lokalno hladan učinci uzrokovati promrzlina, koji trajno oštećuje tkivo. Hipotermija igra ulogu, na primjer, u vezi s ozlijeđenim planinskim sportašima i automatski se uzima u obzir u jedinicama intenzivne njege ako pacijent ima povijest bolesti i dostupna je odgovarajuća klinička slika. Medicina razlikuje različite faze hipotermije. Blaga hipotermija prisutna je na tjelesnoj temperaturi između 32 i 35 Celzijevih stupnjeva. Obično mišići podrhtavaju, tahikardija, tahipneja i vazokonstrikcija ili apatija i ataksija mogu se primijetiti na tim temperaturama. U umjerenoj hipotermiji temperatura je pala na 28 Celzijevih stupnjeva. Pored zamućenja svijesti, bradikardija, i proširene zjenice, pacijenti s smanjenim refleksom gag, hiporefleksijom ili hladan-oduzimanje. Kaže se da se jaka hipotermija javlja na temperaturama nižim od 28 Celzijevih stupnjeva, jer može uzrokovati zaustavljanje cirkulacije, smanjena mozak aktivnost, fiksni učenici i srčane aritmije ili zastoj disanja, uz nesvjesticu. Hipotermija se može dogoditi nakon nesreća u voda, u planinama i špiljama ili nakon boravka u znatno hladnom okruženju. Razne bolesti, sjedilačko ponašanje zbog neuroloških nedostataka, ekstremni fizički napori ili šok također može potaknuti hipotermiju. Isto se odnosi i na pretjerano alkohol potrošnja i s tim povezani krv širenje žila u koža. Pacijenti koji pate od rijetkog Shapirovog sindroma također pate od temeljnih i ponavljajućih nedostataka u termoregulaciji. Kao termoregulacijski centar, njihov hipotalamus utječe disfunkcija.
