Termoregulacijsko sevanje je mehanizem izgube toplote, za katerega je značilno toplotno sevanje. Sevanje vključuje toplotno energijo, ki se iz telesa premika kot elektromagnetno valovanje oz infrardeče sevanje. Pregrevanje s sevanjem se šteje za terapevtski korak rak.
Kaj je sevanje?
Temperaturo človeškega telesa ves čas vzdržujejo najrazličnejši mehanizmi. Temperatura približno 37 stopinj Celzija (od osebe do osebe se nekoliko razlikuje) ustreza idealni delovni temperaturi številnih encimi. Temperaturo človeškega telesa ves čas vzdržujejo različni mehanizmi. Temperatura približno 37 stopinj Celzija (ki se od osebe do osebe nekoliko razlikuje) ustreza idealni delovni temperaturi številnih encimi. Da bi ohranil to idealno vrednost, je človeški organizem v stalni izmenjavi toplote z okoljem. Celotnost teh izmenjevalnih procesov in z njimi povezanih telesnih procesov se imenuje termoregulacija telesa. The hipotalamus je regulativni center. Štirje mehanizmi izmenjave toplote so konvekcija, prevodnost, izhlapevanje in sevanje. Medicina razlikuje med mehanizmi zunanjega in notranjega prenosa toplote. Notranji prenos toplote poteka pretežno s konvekcijo in prevodnostjo. Za prevodnost ni potreben nosilni medij, medtem ko konvekcija deluje z nosilnim medijem. Sevanje in izhlapevanje pripisujemo predvsem zunanjemu prenosu toplote. Medtem ko izhlapevanje ustreza izhlapevanju, je sevanje toplotno sevanje.
Funkcija in naloga
Sevanje vključuje gibanje toplotne energije v obliki elektromagnetnega vala kot infrardeče sevanje. Za razliko od na primer prenosa s konvekcijo se sevanje torej ne opira na snov, ampak deluje izključno s toplotnim sevanjem brez materiala. Brez odseva dolgovalovni infrardeči žarki prodirajo v človeško telo od zunaj. Ti dolgovalni valovi lahko izvirajo iz različnih virov v okolju. Najpomembnejši vir dolgovalnih valov infrardeče sevanje je na primer sonce. Predmeti ali ljudje v neposrednem okolju pa lahko oddajajo tudi dolgovalovno infrardeče sevanje. Kratkovalovni infrardeči žarki v organizem ne vstopijo reflektirani, ampak se odbijejo do 50 odstotkov. Ta refleksija poteka predvsem skozi koža pigment. Stefan-Boltzmannov zakon daje moč toplotnega sevanja idealnega črnega telesa v odvisnosti od telesne temperature. Sega nazaj k fizikom Ludwigu in Josefu Stefanu Boltzmannu. Njihov zakon tvori osnovni okvir termoregulacijskega sevanja. Zakon Stefan-Boltzmann je bil odkrit bolj ali manj eksperimentalno v 19. stoletju. Boltzmann je svojo izpeljavo temeljil na zakonih termodinamike in Maxwellove elektrodinamike. Pri izpeljavi predpostavlja spektralno sevanje črnih teles in doseže integracijo sevanja na vseh frekvencah v polprostor, ki ga obseva površinski element. V skladu s tem sevalni zakon sevanja kaže, katero moč sevanja črno telo določenega območja z absolutno temperaturo oddaja v okolje. V človeškem telesu se nenehno ustvarja toplota, predvsem s presnovnimi procesi in mišičnim delom. Ta toplota se na površino prenese z notranjimi postopki prenosa toplote, kot sta prevodnost in konvekcija. Od površine telesa toplota seva v okviru sevanja po opisanem Boltzmannovem zakonu, tako da pride do toplotnih izgub. Te toplotne izgube ščitijo človeško telo pred pregrevanjem. Po drugi strani pa človeško telo s sevanjem absorbira tudi toploto iz okolja. Da bi ohranili konstantno telesno temperaturo, se po potrebi spet sprožijo izgube toplote. Tako termoregulacijski procesi, kot so sevanje, konvekcija, izhlapevanje in prevodnost, ščitijo človeško telo pred pregrevanjem in hipotermija. Oba stanja bi motila ali celo ohromila encimsko delo in s tem na ducate telesnih procesov.
Bolezni in bolezni
Hipertermija se nanaša na pregrevanje telesa, ki teče proti termoregulacijskemu centru. Za razliko povišana telesna temperatura, hipertermije ne povzročajo pirogeni. Hipertermične posebne oblike so maligne hipertermije, ki se pojavijo zaradi učinkov zdravil ali uživanja drog. Hipertermijo lahko tudi umetno povzročimo s sevanjem in nato ustreza terapevtskemu koraku, saj je na primer koristen v kontekstu rak zdravljenja. Kemoterapije pogosto uspešno podpira umetna hipertermija. Ločijo se različne vrste umetne hipertermije. Poleg hipertermije celotnega telesa obstaja na primer globoka hipertermija oz prostate hipertermija. Pri hipertermiji celotnega telesa je celo telo pregreto, razen Glava. To ciljno pregrevanje poteka s pomočjo infrardečih radiatorjev in telesno temperaturo pripelje do vrednosti do 40.5 stopinj Celzija. Globoka hipertermija poteka le na prizadetem tkivu in ogreje oboleli del telesa do 44 stopinj Celzija. Prostata hipertermijo običajno povzroči transuretralna hipertermija. Poleg toplote se uporablja sevanje električnega polja radijskih kratkih valov. Hipertermiji kot medicinskemu izrazu nasprotujejo hipotermija. Nanaša se na hipotermija ki jih povzročajo prekomerne toplotne izgube zaradi sevanja, prevodnosti, konvekcije in izhlapevanja. Hipotermijo zaradi izgube toplote podpira predvsem nizka temperatura zraka. Hladno vode ali veter spodbuja tudi izgubo toplote iz telesa. Značilno je, da se hipotermija zato pojavi v okviru nesreč v Ljubljani vode, gore in jame. Bivanje na splošno hladno okolja lahko povzročijo tudi podhladitev. Medicina razlikuje med blago, zmerno in hudo hipotermijo. Huda podhladitev povzroči, da telesna temperatura pade pod 28 stopinj Celzija in ima lahko usodne posledice. Poleg nezavesti ali zastoja krvnega obtoka je za to obliko podhladitve značilno tudi zmanjšanje možganov dejavnost, pljučni edem in fiksni učenci. Srčne aritmije pojavijo. Pogost je tudi dihalni zastoj zaradi podhladitve.
