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Wärmehaushalt und Temperaturregulation Alexander Stahn Zentrum für Weltraummedizin Berlin Institut für Physiologie Charité Universitätsmedizin Berlin.

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Präsentation zum Thema: "Wärmehaushalt und Temperaturregulation Alexander Stahn Zentrum für Weltraummedizin Berlin Institut für Physiologie Charité Universitätsmedizin Berlin."—  Präsentation transkript:

1 Wärmehaushalt und Temperaturregulation Alexander Stahn Zentrum für Weltraummedizin Berlin Institut für Physiologie Charité Universitätsmedizin Berlin

2 Thermoregulation| Einführung US Open 2010 Scott Laio Eraste Autin –University of Florida freshman fullback –62, 250 pounds –31 degrees, 72% humidity on the day he collapsed during a routine training session –Core temp > 42 degrees

3 Thermoregulation| Einführung Deutschland 2010 Hitzewelle 2003 > Hitzetote in Europa Hitzewelle 2003 > Hitzetote in Europa

4 Thermoregulation | Einleitung Definition Unter Thermoregulation versteht man in der Biologie die mehr oder weniger große Unabhängigkeit der Körpertemperatur eines Organismus von der Außenwelt. Homiotherm - Poikilotherm Endotherm - Ektotherm

5 Homiotherm Konstante Körpertemperatur Enge Grenzen Kaum Toleranz für Abweichungen Thermoregulation | Einleitung Poikilotherm Anpassung an Umgebungstemperatur Über weiten Temperaturbereich lebensfähig Endotherm - Ektotherm

6 Thermoregulation | Einleitung Sinn

7 Thermoregulation | Wärmegleichgewicht Neutralzone Bereich der Umgebungstemperatur, in dem allein durch Hautdurchblutung eine ausgeglichene Wärmebilanz erzielt werden kann. - Temperatur bei 25 °C bis 30 °C (50% Luftfeuchtigkeit, Windstille) Temperatur- bereiche - Luftfeuchtigkeit (rel. Luftfeuchte %) - Luftdruck - Windgeschwindigkeit - Strahlung - Bekleidung - Oberflächen-Volumen-Verhältnis

8 Thermoregulation | Wärmegleichgewicht Temperatur- bereiche Organismus bzw. Körperteil A/V [cm –1 ] Gesa mt Teil Mensch Erwachsener0,2 Rumpf0,1 Hand1,0 Finger2,2 Neugeborenes (3 kg) 0,6 Frühgeborenes (1,5 kg) 0,8 Hund (10 kg)0,5 Zunge3,6 Kaninchen (2 kg)0,7 Ohr5,6 Ratte (0,3 kg)1,5

9 Thermoregulation | Wärmegleichgewicht Indifferenztemperatur Bereich, der als behaglich oder komfortabel empfunden wird. Sie entspricht für den gesunden, unbekleideten, liegenden und ruhenden Erwachsenen unter Grundumsatzbedingungen, bei einer relativen Luftfeuchtigkeit von 50% und nahezu unbewegter Luft (Windgeschwindigkeit 0,1 m/s) einer Lufttemperatur von ca. 27–31 °C. Temperatur- bereiche

10 Thermoregulation | Wärmegleichgewicht Temperatur- bereiche Maßeinheit für den thermischen Widerstand: 1 clo = 0,155 °C x m 2 x s x J –1

11 Schale Thermoregulation | Wärmegleichgewicht Kern Gewebetemperaturen überwiegend ca. 37 °C (homiotherm) Stoffwechselaktive Organe wie Herz, Herz, Gehirn, und Leber > 37,5 °C: Hyperthermie < 35,5 °C Hypothermie Variation in Extremitäten, Haut und darunterliegenden Schichten (poikilo- Therm) Sinkt mit Entfernung vom Kern Zwiebelschalenförmig (Isothermen) Wärmeisolation & Wärmeaustausch mit der Umwelt Verhältnisse nicht konstant!

12 Thermoregulation | Wärmegleichgewicht Temperatur- bereiche Isothermen des ruhenden, unbekleideten Menschen

13 Thermoregulation | Regulationssystem Regelsystem Und -kreis

14 Thermoregulation | Regulationsmechanismen Wärmebildung

15 Thermoregulation | Regulationsmechanismen Wärmebildung - Muskelanspannung - Arbeit - Kältezittern

16 Thermoregulation | Regulationsmechanismen Wärmebildung

17 Thermoregulation | Regulationsmechanismen Wärmeatransport Der Wärmeaustausch zwischen 2 Objekten ist proportional zur Differenz ihrer Temperaturen. Wärmetransfer vom Körperkern zur Körperschale = innerer Wärmetransport Systemisch und lokal Organismus bzw. Körperteil A/V [cm –1 ] Gesa mt Teil Mensch Erwachsener0,2 Rumpf0,1 Hand1,0 Finger2,2 Gegenstromprinzip

18 Thermoregulation | Regulationsmechanismen Wärmeatransport Wärmetransfer vom Körperkern zur Körperschale = innerer Wärmetransport Wärmetransfer von der Körperoberfläche an die Umgebung = äußerer Wärmetransport MenschA/V [cm –1 ] Rumpf0,1 Hand1,0 Finger2,2

19 Thermoregulation | Regulationsmechanismen Wärmeatransport

20 A flame on Earth (top) and under micro-g conditions (below)

21 Veränderungen nach 120 Tagen im All Convective heat transport under terrestrial (left) and micro-g conditions (right)

22 Thermoregulation | Regulationsmechanismen Materialeigenschaften: Schichtdicke und Anzahl der Schichten Dichte des Gewebes, natürliche und künstliche Fasern Hygroskopische Eigenschaften der Materialien Wind-, Gas-, und Feuchtigkeitspermeabilität mechanische Stabilität Farbstabilität Thermische Leitfähigkeit der Materialien Grenzzone (4-8 mm) Anforderungen an die Bekleidung

23 Thermoregulation | Regulationsmechanismen Bekleidung in der Arktis

24 Thermoregulation | Regulationsmechanismen Wärmeatransport

25 Thermoregulation | Regulationsmechanismen Wärmeatransport

26 Thermoregulation | Regulationsmechanismen Wärmeatransport

27 Thermoregulation | Regulationsmechanismen Wärmeatransport

28 Thermoregulation | Regulationsmechanismen Wärmeatransport Passiv – Perspiratio insesnisbilits (extraglandulär) Aktiv – Perspiratio sensibilis (glandulär) Schweißdrüsen pro cm2 Rücken ca. 55 Brust 155–250 Fußsohle 350–400 Handinnenfläche 375–425 Ellenbeuge bis zu 751

29 Thermoregulation | Regulationsmechanismen Wärmeatransport

30 Thermoregulation | Regulationsmechanismen Wärmeatransport

31 Thermoregulation | Regulationsmechanismen Wärmeatransport

32 Thermoregulation | Regulationsmechanismen Wärmeatransport Überlebenszeit des Menschen in Wasser Wassertemperatur [°C] Überlebenszeit [min] unbekleidetbekleidet 012> –3040– –120240– > 900

33 Thermoregulation | Regulationsmechanismen Akklimatisation Und Adaptation

34 Thermoregulation | Regulationssystem Akklimatisation Und Adaptation

35 Thermoregulation | Regulationssystem Akklimatisation Und Adaptation

36 Thermoregulation | Regulationssystem Akklimatisation Und Adaptation

37 Thermoregulation | Regulationssystem Regelsystem Und -kreis

38 Thermoregulation | Wärmegleichgewicht Temperatur- bereiche


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