קרינה: פונקציה, משימות, תפקיד ומחלות

קרינה רגולטורית היא מנגנון של אובדן חום המאופיין בקרינת חום. קרינה כוללת אנרגיית חום הנעה החוצה מהגוף כגלים אלקטרומגנטיים או קרינה אינפרא - אדומה. חימום יתר על ידי קרינה נחשב כשלב טיפולי סרטן.

מהי קרינה?

טמפרטורת גוף האדם נשמרת ללא הרף על ידי מגוון רחב של מנגנונים. הטמפרטורה של כ 37 מעלות צלזיוס (משתנה מעט מאדם לאדם) תואמת את טמפרטורת העבודה האידיאלית של רבים אנזימים. טמפרטורת גוף האדם נשמרת ללא הרף על ידי מנגנונים שונים. הטמפרטורה של כ 37 מעלות צלזיוס (המשתנה מעט מאדם לאדם) תואמת את טמפרטורת העבודה האידיאלית של רבים אנזימים. כדי לשמור על ערך אידיאלי זה, האורגניזם האנושי נמצא בחילופי חום מתמידים עם הסביבה. מכלול תהליכי החילוף הללו ותהליכי הגוף המחוברים ביניהם נקרא תרמו-ויסות של הגוף. ה ההיפותלמוס הוא המרכז הרגולטורי. ארבעת המנגנונים של חילופי החום הם הסעה, הולכה, אידוי וקרינה. הרפואה מבחינה בין מנגנונים של הובלת חום חיצונית ופנימית. הובלת חום פנימית מתרחשת בעיקר באמצעות הסעה והולכה. הולכה אינה דורשת מדיום נשא, ואילו הסעה עובדת עם מדיום נשא. קרינה ואידוי מיוחסים בעיקר להובלת חום חיצונית. בעוד שהאידוי מתאים להתאדות, הקרינה היא קרינה תרמית.

פונקציה ומשימה

קרינה כוללת תנועה של אנרגיית חום בצורת גל אלקטרומגנטי כ- קרינה אינפרא - אדומה. שלא כמו, למשל, הובלה באמצעות הסעה, קרינה לפיכך אינה נשענת על חומר אלא פועלת אך ורק עם קרינה תרמית חסרת חומרים. ללא השתקפות, קרני אינפרא אדום בעלות גל ארוך חודרות לגוף האדם מבחוץ. קרני הגל הארוכות הללו יכולות לנבוע ממקורות שונים בסביבה. המקור החשוב ביותר לגל ארוך קרינה אינפרא - אדומה היא, למשל, השמש. עם זאת, חפצים או אנשים בסביבה הקרובה יכולים גם לפלוט קרינת אינפרא אדום גל ארוך. קרני אינפרא אדום של גל קצר אינן נכנסות לאורגניזם ללא השתקפות, אך באות לידי ביטוי בעד 50 אחוז. השתקפות זו מתרחשת בעיקר דרך עור פִּיגמֶנט. חוק סטפן-בולצמן מעניק את כוח הקרינה התרמית של גוף שחור אידיאלי כפונקציה של טמפרטורת הגוף. זה חוזר לפיזיקאים לודוויג ויוסף סטפן בולצמן. החוק שלהם מהווה את המסגרת הבסיסית של קרינה תרמו-רגולטורית. חוק סטפן-בולצמן התגלה פחות או יותר בניסויים במאה ה -19. בולצמן ביסס את נגזרתו על חוקי התרמודינמיקה ועל האלקטרודינמיקה של מקסוול. בגזירה הוא מניח את זוהר הספקטרום של גופים שחורים ומשיג אינטגרציה של הזוהר על פני כל התדרים ולחצי החלל המוקרן על ידי אלמנט המשטח. בהתאם, חוק הקרינה של הקרינה מציין איזה כוח קרינה גוף שחור של אזור מסוים עם הטמפרטורה המוחלטת פולט לסביבה. בגוף האדם נוצר כל הזמן חום, בעיקר על ידי תהליכים מטבוליים ועבודה שרירית. חום זה מועבר אל פני השטח בתהליכי הובלת חום פנימיים כמו הולכה והסעה. ממשטח הגוף החום מקרין בהקשר לקרינה על פי החוק המתואר של בולצמן, כך שאובדן חום מתרחש. הפסדי חום אלה מגנים על גוף האדם מפני התחממות יתר. מצד שני, גוף האדם קולט גם חום מהסביבה באמצעות קרינה. על מנת לשמור על טמפרטורת גוף קבועה, מתחילים שוב הפסדי חום במידת הצורך. לפיכך, תהליכי ויסות תרמיים כגון קרינה, הסעה, אידוי והולכה מגנים על גוף האדם מפני התחממות יתר ו היפותרמיה. שני התנאים היו משבשים ואף משתקים את העבודה האנזימטית ובכך עשרות תהליכי גוף.

מחלות ומחלות

היפרתרמיה מתייחסת להתחממות יתר של הגוף שפועלת כנגד מרכז הווסת. בניגוד חום, היפרתרמיה אינה נגרמת על ידי פירוגנים. צורות מיוחדות היפרתרמיות הן היפרתרמיות ממאירות, המופיעות עקב השפעות סמים או צריכת סמים. היפרתרמיה יכולה להיגרם גם באופן מלאכותי באמצעות קרינה ואז מתאימה לשלב טיפולי, מכיוון שהיא שימושית, למשל, בהקשר של סרטן טיפולים. כימותרפיות נתמכות לעיתים קרובות בהצלחה על ידי היפרתרמיה מלאכותית. מובחנים סוגים שונים של היפרתרמיה מלאכותית. בנוסף להיפרתרמיה של כל הגוף, יש למשל היפרתרמיה עמוקה או ערמונית היפרתרמיה. בהיפרתרמיה של כל הגוף, כל הגוף מתחמם יתר על המידה, למעט ראש. התחממות יתר ממוקדת זו מתרחשת בעזרת רדיאטורים אינפרא-אדום ומביאה את חום הגוף לערכים של עד 40.5 מעלות צלזיוס. היפרתרמיה עמוקה מתרחשת רק על הרקמה הפגועה ומחממת את החלק החולה בגוף עד 44 מעלות צלזיוס. ערמונית היפרתרמיה מיוצרת בדרך כלל על ידי היפרתרמיה טרנסטרתראלית. בנוסף לחום, משתמשים בקרינת שדה חשמלי של גלי רדיו קצרים. לעומת היפרתרמיה כמונח רפואי היפותרמיה. זה מתייחס ל היפותרמיה נגרמת על ידי אובדן חום מוגזם באמצעות קרינה, הולכה, הסעה והתאיידות. היפותרמיה בגלל אובדן חום נתמכת בעיקר על ידי טמפרטורת אוויר נמוכה. קר מַיִם או רוח מקדמת גם איבוד חום מגוף. בדרך כלל, היפותרמיה מתרחשת לכן בהקשר של תאונות ב מַיִם, הרים ומערות. להישאר באופן כללי קר סביבות יכולות גם לגרום להיפותרמיה. הרפואה מבחינה בין היפותרמיה קלה, בינונית לחמורה. היפותרמיה קשה גורמת לטמפרטורת הגוף לרדת מתחת ל 28 מעלות צלזיוס ועלולה להיות לה השלכות קטלניות. בנוסף לחוסר הכרה או לעצור במחזור הדם, צורה זו של היפותרמיה מאופיינת בירידה מוֹחַ פעילות, בצקת ריאות ותלמידים קבועים. הפרעות בקצב הלב מתרחש. עצירת נשימה בגלל היפותרמיה נפוצה גם כן.