Museum für Vor- und Frühgeschichte Berlin. Schloss Charlottenburg Berlin.
Wärmehaushalt und Temperaturregulation Alexander Stahn Zentrum für Weltraummedizin Berlin Institut...
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Wärmehaushalt und Temperaturregulation
Alexander Stahn Zentrum für Weltraummedizin BerlinInstitut für PhysiologieCharité Universitätsmedizin Berlin
Thermoregulation|Einführung
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Thermoregulation|Einführung
Deutschland 2010
Hitzewelle 2003
> 35.000 Hitzetote
in Europa
Thermoregulation |Einleitung
DefinitionUnter Thermoregulation versteht man in der Biologie die mehr oder weniger große Unabhängigkeit der Körpertemperatur eines Organismus von der Außenwelt.
Homiotherm - PoikilothermEndotherm - Ektotherm
HomiothermKonstante KörpertemperaturEnge GrenzenKaum Toleranz für Abweichungen
Thermoregulation |Einleitung
PoikilothermAnpassung an UmgebungstemperaturÜber weiten Temperaturbereich lebensfähig
Endotherm - Ektotherm
Thermoregulation |Einleitung
Sin
n
Thermoregulation |Wärmegleichgewicht
NeutralzoneBereich der Umgebungstemperatur, in dem allein durch Hautdurchblutung eine ausgeglichene Wärmebilanz erzielt werden kann.
- Temperatur bei 25 °C bis 30 °C (50% Luftfeuchtigkeit, Windstille)
Tem
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- Luftfeuchtigkeit (rel. Luftfeuchte %)- Luftdruck- Windgeschwindigkeit - Strahlung- Bekleidung- Oberflächen-Volumen-Verhältnis
Thermoregulation | WärmegleichgewichtTe
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Organismus bzw. Körperteil
A/V [cm–1]
Gesamt
Teil
Mensch
Erwachsener 0,2
Rumpf 0,1
Hand 1,0
Finger 2,2
Neugeborenes (3 kg)
0,6
Frühgeborenes (1,5 kg)
0,8
Hund (10 kg) 0,5
Zunge 3,6
Kaninchen (2 kg) 0,7
Ohr 5,6
Ratte (0,3 kg) 1,5
Thermoregulation | Wärmegleichgewicht
IndifferenztemperaturBereich, 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% undnahezu unbewegter Luft (Windgeschwindigkeit 0,1 m/s)
einer Lufttemperatur von ca. 27–31 °C.
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Thermoregulation | Wärmegleichgewicht
Tem
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Maßeinheit für den thermischen Widerstand: 1 clo = 0,155 °C x m2 x s x J–1
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!
Thermoregulation | Wärmegleichgewicht
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Isothermen des ruhenden, unbekleideten Menschen
Thermoregulation |RegulationssystemR
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Thermoregulation |Regulationsmechanismen
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Thermoregulation | Regulationsmechanismen
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- Muskelanspannung- Arbeit- Kältezittern
Thermoregulation | Regulationsmechanismen
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Thermoregulation | Regulationsmechanismen
Wärm
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ansp
ort 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]
Gesamt
Teil
Mensch
Erwachsener 0,2
Rumpf 0,1
Hand 1,0
Finger 2,2
Gegenstromprinzip
Thermoregulation | Regulationsmechanismen
Wärm
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ansp
ort Wärmetransfer vom Körperkern zur Körperschale
= innerer Wärmetransport
Wärmetransfer von der Körperoberfläche an die Umgebung = äußerer Wärmetransport
Mensch A/V [cm–1]
Rumpf 0,1
Hand 1,0
Finger 2,2
Thermoregulation | Regulationsmechanismen
Wärm
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ort
A flame on Earth (top) and under micro-g conditions (below)
Veränderungen nach 120 Tagen im AllVeränderungen nach 120 Tagen im All
Convective heat transport under terrestrial (left) and micro-g conditions
(right)
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
Thermoregulation | Regulationsmechanismen
Bekleidung in der Arktis
Thermoregulation | Regulationsmechanismen
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Thermoregulation | Regulationsmechanismen
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Thermoregulation | Regulationsmechanismen
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Thermoregulation | Regulationsmechanismen
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Thermoregulation | Regulationsmechanismen
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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
Thermoregulation | Regulationsmechanismen
Wärm
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Thermoregulation | Regulationsmechanismen
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Thermoregulation | Regulationsmechanismen
Wärm
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Thermoregulation | Regulationsmechanismen
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Überlebenszeit des Menschen in Wasser
Wassertemperatur [°C]
Überlebenszeit [min]
unbekleidet bekleidet
0 12 > 12
5 20–30 40–60
10 60 220
15 90–120 240–300
20 900 > 900
Thermoregulation |RegulationsmechanismenA
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Thermoregulation |RegulationssystemA
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Thermoregulation | Wärmegleichgewicht
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