Geleiding is een soort warmtetransport en een van de vier mechanismen waarmee het lichaam warmte uitwisselt met de omgeving als onderdeel van thermoregulatie. Onderliggende geleiding zijn Brownse bewegingen. Ze zorgen ervoor dat de warmte in het geïsoleerde lichaam van gebieden met een hogere temperatuur naar een lagere temperatuur kan gaan.
Wat is geleiding?
Geleiding is een vorm van warmtetransport. Het zorgt ervoor dat het lichaam in warmte-uitwisseling is met de omgeving als onderdeel van thermoregulatie. Volgens de wet van behoud van energie is energie een hoeveelheid behoud. Dienovereenkomstig verandert de totale energie van een geïsoleerd systeem niet, maar wordt deze hoogstens omgezet in verschillende vormen van energie. De wet van behoud van energie is ook van toepassing op warmtetransport in het geïsoleerde systeem van het menselijk lichaam. Warmtegeleiding in het menselijk organisme wordt ook wel geleiding genoemd en komt overeen met de warmtestroom in een vaste stof die plaatsvindt in de context van temperatuurverschillen. Volgens de tweede wet van de thermodynamica stroomt warmte altijd in de richting van de lagere temperatuur. In tegenstelling tot convectie, vereist geleiding geen materiaalstroom voor thermisch transport. Warmtetransport vindt dus plaats in het kader van geleiding zonder materiaaltransport via weefsel. Huid contact met een materiaal zorgt ook voor thermische geleiding. De hoeveelheid warmte die tijdens geleiding wordt getransporteerd, is afhankelijk van thermische geleidbaarheid en temperatuurverschillen. Geleiding wordt ook wel warmtediffusie genoemd en is een van de vier warmtetransportmechanismen in het menselijk lichaam.
Functie en doel
De vier fysische mechanismen voor warmtetransport in het menselijk lichaam zijn straling, convectie, verdamping en geleiding. Verdamping is warmteverlies door zweten als onderdeel van thermoregulatie. Straling verwijst naar het infrarode deel van thermische straling en is dus niet aan materie gebonden. Geleiding verwijst naar warmtetransport in een lichaam in rust en convectie is warmtetransport door middel van een bewegend medium. Biologie maakt onderscheid tussen een intern en extern warmtetransport. Het externe warmtetransport is de permanente warmte-uitwisseling die via de huid Het interne warmtetransport betekent het transport van lichaamswarmte vanaf de plaats waar de warmte vandaan komt naar het lichaamsoppervlak. Convectie en geleiding spelen een rol bij de interne warmtestroom. Bij geleiding vindt warmtetransport plaats via de Brownse moleculaire beweging van een stof. Brownse beweging staat bekend als de schokkerige onregelmatige warmtebewegingen van deeltjes in een stroperig medium. Het kwadraat van de afgelegde afstand neemt gemiddeld evenredig toe met de absolute temperatuur en het tijdsinterval. Het is omgekeerd evenredig met de deeltjesstraal en viscositeit. Dit principe ligt ten grondslag aan alle biologische diffusie. Bij warmteoverdracht door Brownse moleculaire beweging is er een egalisatie van de warmtegradiënt naarmate de deeltjes naar de lagere temperatuurgebieden bewegen. In dit proces bepaalden de fysische eigenschappen van de stof de grootte van de resulterende warmteflux. In fysiologische weefsels, de water evenwicht is de geleidende factor. De thermische geleidbaarheid wordt bepaald door de thermische geleidbaarheidscoëfficiënt. Net als alle andere warmtewisselingsmechanismen veroorzaakt geleiding tegelijkertijd permanent warmteverlies en passieve verwarming. Het menselijk organisme is voor het optimaal functioneren van alle stofwisselingsprocessen afhankelijk van een constante lichaamstemperatuur. De constante handhaving van de temperatuur vindt plaats zowel door constante warmteproductie in de zin van thermogenese, als door de isolatie tegenover de omgeving en het vermogen om de lichaamstemperatuur te verlagen. Lichaamswarmte is het resultaat van energieomzetting in twee systemen. Spieren en metabolisme zijn hierbij betrokken. Spieren zetten chemische energie om in kinetische energie. Warmtetransport van deze energieën vindt voornamelijk plaats door geforceerde convectie door de bloed.
Ziekten en kwalen
Een verminderde thermoregulatie kan talrijke orgaanstoringen in het menselijk lichaam veroorzaken, waardoor het een systemische ziekte wordt. Aangezien geleiding een van de vele oorzaken van warmteverlies is, kan dit verband houden met hypothermie. Hypothermie is onderkoeling die optreedt na blootstelling aan koud In dit geval is de productie van warmte in het lichaam minder dan de afgifte van warmte gedurende een bepaalde periode.Hypothermie kan in extreme gevallen fataal zijn. Lokaal koud gevolgen veroorzaken bevriezing, die het weefsel permanent beschadigt. Onderkoeling speelt bijvoorbeeld een rol bij geblesseerde bergsporters en wordt automatisch overwogen op de intensive care als de patiënt medische geschiedenis en een geschikt klinisch beeld is beschikbaar. De geneeskunde maakt onderscheid tussen verschillende stadia van onderkoeling. Milde onderkoeling is aanwezig bij een lichaamstemperatuur tussen 32 en 35 graden Celsius. Meestal spiertrillingen, tachycardiebij deze temperaturen kunnen tachypneu en vasoconstrictie of apathie en ataxie worden waargenomen. Bij matige onderkoeling is de temperatuur gedaald tot 28 graden Celsius. Naast een vertroebeling van het bewustzijn, bradycardieen verwijde pupillen, patiënten presenteren zich met een verminderde kokhalsreflex, hyporeflexie of koudontbering. Er wordt gezegd dat ernstige onderkoeling optreedt bij temperaturen onder de 28 graden Celsius, omdat het circulatiestilstand kan veroorzaken, verminderd hersenen activiteit, vaste leerlingen, en hartritmestoornissen of ademstilstand, naast bewusteloosheid. Onderkoeling kan optreden na ongevallen in water, in bergen en grotten of na een verblijf in een aanzienlijk koude omgeving. Diverse ziekten, zittend gedrag als gevolg van neurologische defecten, extreme lichamelijke inspanning of schokken kan ook onderkoeling veroorzaken. Hetzelfde geldt voor buitensporig alcohol verbruik en de daarbij behorende bloed vatverwijding in de huid Patiënten die aan het zeldzame Shapiro-syndroom lijden, lijden ook aan fundamentele en terugkerende defecten in thermoregulatie. Als thermoregulerend centrum, hun hypothalamus wordt beïnvloed door disfunctie.
