Thermoregulerende straling is een mechanisme van warmteverlies dat wordt gekenmerkt door warmtestraling. Straling houdt in dat warmte-energie uit het lichaam wordt verplaatst als elektromagnetische golven of Infrarood straling Oververhitting door straling wordt als een therapeutische stap beschouwd kanker.
Wat is straling?
De lichaamstemperatuur van de mens wordt constant gehandhaafd door een breed scala aan mechanismen. De temperatuur van ongeveer 37 graden Celsius (varieert enigszins van persoon tot persoon) komt overeen met de ideale werktemperatuur van velen enzymen De lichaamstemperatuur van het menselijk lichaam wordt constant op peil gehouden door verschillende mechanismen. De temperatuur van ongeveer 37 graden Celsius (die enigszins varieert van persoon tot persoon) komt overeen met de ideale werktemperatuur van velen enzymen Om deze ideale waarde te behouden, staat het menselijk organisme voortdurend in warmte-uitwisseling met de omgeving. Het geheel van deze uitwisselingsprocessen en de lichaamsprocessen die ermee verbonden zijn, wordt thermoregulatie van het lichaam genoemd. De hypothalamus is het regelgevend centrum. De vier mechanismen van warmte-uitwisseling zijn convectie, geleiding, verdamping en straling. De geneeskunde maakt onderscheid tussen mechanismen van extern en intern warmtetransport. Intern warmtetransport vindt voornamelijk plaats via convectie en geleiding. Voor geleiding is geen dragermedium nodig, terwijl convectie werkt met een dragermedium. Straling en verdamping worden voornamelijk toegeschreven aan extern warmtetransport. Terwijl verdamping overeenkomt met verdamping, is straling thermische straling.
Functie en taak
Straling omvat de beweging van warmte-energie in de vorm van een elektromagnetische golf als Infrarood straling In tegenstelling tot bijvoorbeeld transport door convectie, is straling dus niet afhankelijk van materie, maar werkt het uitsluitend met materiaalloze warmtestraling. Zonder reflectie dringen langegolf-infraroodstralen van buitenaf het menselijk lichaam binnen. Deze langegolfstralen kunnen afkomstig zijn van verschillende bronnen in de omgeving. De belangrijkste bron van langegolf Infrarood straling is bijvoorbeeld de zon. Objecten of mensen in de directe omgeving kunnen echter ook langgolvige infraroodstraling uitzenden. Kortgolvige infraroodstralen komen niet onreflecteerd het organisme binnen, maar worden tot 50 procent gereflecteerd. Deze reflectie vindt voornamelijk plaats via de huid pigment. De wet van Stefan-Boltzmann geeft het warmtestralingsvermogen van een ideaal zwart lichaam als functie van de lichaamstemperatuur. Het gaat terug op de natuurkundigen Ludwig en Josef Stefan Boltzmann. Hun wet vormt het basiskader van thermoregulerende straling. De wet van Stefan-Boltzmann werd min of meer experimenteel ontdekt in de 19e eeuw. Boltzmann baseerde zijn afleiding op de wetten van de thermodynamica en de elektrodynamica van Maxwell. Bij de afleiding veronderstelt hij de spectrale straling van zwarte lichamen en bereikt hij een integratie van de straling over alle frequenties en in de door het oppervlakte-element bestraalde halve ruimte. Dienovereenkomstig geeft de stralingswet van de straling aan welk stralingsvermogen een zwart lichaam van een bepaald gebied met de absolute temperatuur in de omgeving uitzendt. Warmte wordt constant gegenereerd in het menselijk lichaam, voornamelijk door metabolische processen en spierarbeid. Deze warmte wordt naar de oppervlakte getransporteerd door interne warmtetransportprocessen zoals geleiding en convectie. Vanaf het lichaamsoppervlak straalt de warmte uit in de context van de Straling volgens de beschreven wet van Boltzmann, waardoor warmteverliezen optreden. Deze warmteverliezen beschermen het menselijk lichaam tegen oververhitting. Aan de andere kant neemt het menselijk lichaam via straling ook warmte uit de omgeving op. Om een constante lichaamstemperatuur te behouden, worden warmteverliezen indien nodig opnieuw geïnitieerd. Zo beschermen thermoregulerende processen zoals straling, convectie, verdamping en geleiding het menselijk lichaam tegen oververhitting en hypothermie Beide aandoeningen zouden het enzymatische werk en dus tientallen lichaamsprocessen verstoren of zelfs verlammen.
Ziekten en kwalen
Hyperthermie verwijst naar een oververhitting van het lichaam die tegen het thermoregulerende centrum loopt. in tegenstelling tot koorts, hyperthermie wordt niet veroorzaakt door pyrogenen. Hyperthermische speciale vormen zijn kwaadaardige hyperthermieën, die optreden als gevolg van medicijneffecten of medicijngebruik. Hyperthermie kan ook kunstmatig worden geïnduceerd via straling en komt dan overeen met een therapeutische stap, omdat het bijvoorbeeld nuttig is in de context van kanker behandelingen. Chemotherapie wordt vaak met succes ondersteund door kunstmatige hyperthermie. Er worden verschillende soorten kunstmatige hyperthermie onderscheiden. Naast hyperthermie van het hele lichaam is er bijvoorbeeld diepe hyperthermie of prostaat hyperthermie. Bij hyperthermie van het hele lichaam is het hele lichaam oververhit, behalve de hoofd Deze gerichte oververhitting vindt plaats met behulp van infraroodstralers en brengt de lichaamstemperatuur op waarden tot 40.5 graden Celsius. Diepe hyperthermie vindt alleen plaats op het aangetaste weefsel en verwarmt het zieke deel van het lichaam tot 44 graden Celsius. Prostaat hyperthermie wordt meestal veroorzaakt door transurethrale hyperthermie. Naast warmte wordt de straling van een elektrisch veld van korte radiogolven gebruikt. Hyperthermie als medische term staat in contrast met hypothermie Het verwijst naar hypothermie veroorzaakt door overmatig warmteverlies via straling, geleiding, convectie en verdamping. Onderkoeling door warmteverlies wordt voornamelijk ondersteund door een lage luchttemperatuur. Koud water of wind bevordert ook warmteverlies van een lichaam. Meestal treedt onderkoeling daarom op in de context van ongevallen in water, bergen en grotten. Over het algemeen binnen blijven koud omgevingen kunnen ook onderkoeling veroorzaken. De geneeskunde maakt onderscheid tussen milde, matige en ernstige onderkoeling. Ernstige onderkoeling zorgt ervoor dat de lichaamstemperatuur onder de 28 graden Celsius komt en kan fatale gevolgen hebben. Naast bewusteloosheid of circulatiestilstand wordt deze vorm van onderkoeling gekenmerkt door afname hersenen werkzaamheid, longoedeem en vaste leerlingen. Hartritmestoornissen optreden. Ademhalingsstilstand als gevolg van onderkoeling komt ook vaak voor.
