Fizykoterapia

Fizykoterapia

4

4

TERMOTERAPIA

TERMOTERAPIA

W ujęciu fizycznym termoterapia polega

W ujęciu fizycznym termoterapia polega

na dostarczaniu, względnie odbieraniu

na dostarczaniu, względnie odbieraniu

energii cieplnej organizmowi. Podział na

energii cieplnej organizmowi. Podział na

ciepło i zimno dostał dokonany w

ciepło i zimno dostał dokonany w

odniesieniu do temperatury ciała

odniesieniu do temperatury ciała

ludzkiego. Przeniesienie energii

ludzkiego. Przeniesienie energii

cieplnej /dostarczenie lub odebranie

cieplnej /dostarczenie lub odebranie

energii kinetycznej/ zachodzi albo

energii kinetycznej/ zachodzi albo

bezpośrednio dzięki odpowiednim

bezpośrednio dzięki odpowiednim

nośnikom albo pośrednio poprzez

nośnikom albo pośrednio poprzez

absorbcję energii w tkankach.

absorbcję energii w tkankach.

Poszczególne metody różnią się

Poszczególne metody różnią się

również natężeniem w miejscu

również natężeniem w miejscu

aplikacji i czasem działania, jak

aplikacji i czasem działania, jak

również związanym z tym nasileniem

również związanym z tym nasileniem

reakcji organizmu.

reakcji organizmu.

LECZENIE CIEPŁEM

LECZENIE CIEPŁEM

Ciepłem nazywa się energię

Ciepłem nazywa się energię

bezładnego ruchu cząsteczek oraz

bezładnego ruchu cząsteczek oraz

energię wzajemnego oddziaływania

energię wzajemnego oddziaływania

atomów i cząsteczek. I prawo

atomów i cząsteczek. I prawo

termodynamiki mówi, iż każda aktywność

termodynamiki mówi, iż każda aktywność

chemiczna, mechaniczna,

chemiczna, mechaniczna,

elektromagnetyczna systemu powoduje

elektromagnetyczna systemu powoduje

wytwarzanie pewnej ilości ciepła.

wytwarzanie pewnej ilości ciepła.

Jednostka ciepła.

Jednostka ciepła.

Kaloria,

Kaloria,

określa

ilość

ciepła

określa

ilość

ciepła

potrzebną do ogrzania 1 cm 3 wody

potrzebną do ogrzania 1 cm 3 wody

o 1

o 1





C, od temp. 14.5 do 15.5

C, od temp. 14.5 do 15.5





C. W

C. W

układzie SI jednostką ciepła jest dżul

układzie SI jednostką ciepła jest dżul

(J). 1 cal = 4.186 J

(J). 1 cal = 4.186 J

Wymiana ciepła.

Wymiana ciepła.

Przenoszenie

Przenoszenie

energii cieplnej z jednego ciała do

energii cieplnej z jednego ciała do

drugiego lub z jednej części tego

drugiego lub z jednej części tego

ciała do drugiej, w wyniku dążenia do

ciała do drugiej, w wyniku dążenia do

osiągnięcia średniej energii

osiągnięcia średniej energii

kinetycznej.

kinetycznej.

Sposoby wymiany ciepła:

Sposoby wymiany ciepła:

przewodzenie (kondukcja)

przewodzenie (kondukcja)

rzenoszenie (konwencja)

rzenoszenie (konwencja)

p

p

romieniowanie.

romieniowanie.

Przewodzenie (kondukcja).

Przewodzenie (kondukcja).

Polega na

Polega na

wyrównaniu energii kinetycznej

wyrównaniu energii kinetycznej

cząsteczek w wyniku ich

cząsteczek w wyniku ich

bezpośredniego zderzenia (ciała

bezpośredniego zderzenia (ciała

stałe).

stałe).

Przenoszenie (konwencja).

Przenoszenie (konwencja).

Ruch

Ruch

środowiska gazowego lub ciekłego o

środowiska gazowego lub ciekłego o

różnych temperaturach, powstający

różnych temperaturach, powstający

w wyniku zmniejszania gęstości

w wyniku zmniejszania gęstości

części środowiska o wyższej

części środowiska o wyższej

temperaturze, które jako lżejsze

temperaturze, które jako lżejsze

unosi się ku górze.

unosi się ku górze.

Promieniowanie.

Promieniowanie.

Źródłem promieniowania

Źródłem promieniowania

jest ruch molekularny cząstek. Zgodnie z

jest ruch molekularny cząstek. Zgodnie z

prawem Stefana-Boltzmana każde ciała o

prawem Stefana-Boltzmana każde ciała o

temperaturze wyższej od zera

temperaturze wyższej od zera

bezwzględnego t=-273.16

bezwzględnego t=-273.16





C, jest źródłem

C, jest źródłem

promieniowania elektromagnetycznego,

promieniowania elektromagnetycznego,

którego ilość jest wprost proporcjonalna do

którego ilość jest wprost proporcjonalna do

czwartej potęgi jego temperatury w skali

czwartej potęgi jego temperatury w skali

Kelvina.

Kelvina.

Regulacja cieplna organizmu

Regulacja cieplna organizmu

Temperatura ma wpływ na procesy

Temperatura ma wpływ na procesy

biologiczne (fizyczne i chemiczne)

biologiczne (fizyczne i chemiczne)

zachodzące w żywych organizmach. Im

zachodzące w żywych organizmach. Im

wyżej zorganizowany organizm, tym ma

wyżej zorganizowany organizm, tym ma

bardziej złożone funkcje do spełnienia

bardziej złożone funkcje do spełnienia

przy udziale wysoko wyspecjalizowanego

przy udziale wysoko wyspecjalizowanego

urządzenia sterującego jakim jest system

urządzenia sterującego jakim jest system

nerwowy. Jego sprawne działanie wymaga

nerwowy. Jego sprawne działanie wymaga

stałości temperatury. Zwierzęta są

stałości temperatury. Zwierzęta są

zmiennocieplne, dostosowują

zmiennocieplne, dostosowują

temperaturę ciała do warunków

temperaturę ciała do warunków

otoczenia.

otoczenia.

Wysokość temperatury wpływa to na

Wysokość temperatury wpływa to na

przebieg wszystkich reakcji

przebieg wszystkich reakcji

chemicznych, stan skupienia

chemicznych, stan skupienia

substancji chemicznych zwłaszcza

substancji chemicznych zwłaszcza

błon lipidowych oraz trwałość wiązań

błon lipidowych oraz trwałość wiązań

tworzących cząsteczkę, tempo

tworzących cząsteczkę, tempo

procesów metabolicznych, szybkość

procesów metabolicznych, szybkość

przewodzenia.

przewodzenia.

Temperatura wnętrza „powinna być”

Temperatura wnętrza „powinna być”

odpowiednio wysoka, aby zapewnić max.

odpowiednio wysoka, aby zapewnić max.

sprawność i szybkość przebiegu

sprawność i szybkość przebiegu

wszystkich procesów życiowych. Jej

wszystkich procesów życiowych. Jej

wysokość jest ograniczona wrażliwością

wysokość jest ograniczona wrażliwością

termiczną czynnych cząsteczek

termiczną czynnych cząsteczek

białkowych w środowisku komórkowym.

białkowych w środowisku komórkowym.

Gdy wzrost temperatury w tkance

Gdy wzrost temperatury w tkance

nerwowej przekracza 42

nerwowej przekracza 42





C, rozpoczyna się

C, rozpoczyna się

niszczenie struktury cząstek białkowych,

niszczenie struktury cząstek białkowych,

początek denaturacji.

początek denaturacji.

Temperatura wnętrza organizmu jest

Temperatura wnętrza organizmu jest

utrzymywana dzięki termoregulacji

utrzymywana dzięki termoregulacji

blisko tolerancji termicznej czynnej

blisko tolerancji termicznej czynnej

cząsteczki białkowej (zwłaszcza

cząsteczki białkowej (zwłaszcza

tkanki nerwowej z marginesem

tkanki nerwowej z marginesem

tolerancji ok. 5

tolerancji ok. 5





C.

C.

Ciepło jest ubocznym produktem metabolizmu.

Ciepło jest ubocznym produktem metabolizmu.

W spoczynku wytwarzane jest głównie w

W spoczynku wytwarzane jest głównie w

wątrobie 26,4%, mięśniach 25,6%, mózgu 18%,

wątrobie 26,4%, mięśniach 25,6%, mózgu 18%,

sercu 8%, nerkach 7%, a w pozostałych

sercu 8%, nerkach 7%, a w pozostałych

narządach ok.14,5% [dane dla mężczyzny o

narządach ok.14,5% [dane dla mężczyzny o

masie ciał 70kg]. Przemiany oksydacyjne

masie ciał 70kg]. Przemiany oksydacyjne

zachodzą w ustroju z dużą efektywnością. Około

zachodzą w ustroju z dużą efektywnością. Około

30% energii magazynowane jest w wysoce

30% energii magazynowane jest w wysoce

energetycznych wiązaniach ATP, reszta

energetycznych wiązaniach ATP, reszta

zamienia się w ciepło, które nie może

zamienia się w ciepło, które nie może

podwyższyć temperatury wnętrza (czyli części

podwyższyć temperatury wnętrza (czyli części

rdzeniowej) poza granicę zagrożenia

rdzeniowej) poza granicę zagrożenia

termicznego i rozprowadzane jest krew po

termicznego i rozprowadzane jest krew po

całym organizmie.

całym organizmie.

Ciepło z krwią przez konwekcję dostaje

Ciepło z krwią przez konwekcję dostaje

się do powłoki powierzchniowej. W

się do powłoki powierzchniowej. W

niższych temperaturach otoczenia

niższych temperaturach otoczenia

zewnętrzna powierzchnia ciała ma niższą

zewnętrzna powierzchnia ciała ma niższą

temperaturę od jego wnętrza. W powłoce

temperaturę od jego wnętrza. W powłoce

powierzchniowej temperatura spada

powierzchniowej temperatura spada

warunkując transport ciepła przez

warunkując transport ciepła przez

przewodnictwo. Transport ten uzależniony

przewodnictwo. Transport ten uzależniony

jest od przewodności właściwej warstw

jest od przewodności właściwej warstw

powierzchniowych, spadku temperatury

powierzchniowych, spadku temperatury

oraz od powierzchni, przez którą ciepło

oraz od powierzchni, przez którą ciepło

jest przewodzone.

jest przewodzone.

Przewodność właściwa tkanki (

Przewodność właściwa tkanki (





)

)

zależy od stopnia jej ukrwienia, co

zależy od stopnia jej ukrwienia, co

wiąże się ze stanem rozszerzenia

wiąże się ze stanem rozszerzenia

naczyń krwionośnych. Średnia

naczyń krwionośnych. Średnia

temperatura skóry przy temperaturze

temperatura skóry przy temperaturze

powietrza 23-24

powietrza 23-24





C zawiera się w

C zawiera się w

granicach 31-35

granicach 31-35





C.

C.

Utrzymywanie stałej temperatury

Utrzymywanie stałej temperatury

ciała wymaga odpowiedniego

ciała wymaga odpowiedniego

sterowania sposobami oddawania

sterowania sposobami oddawania

ciepła oraz jego wytwarzania w

ciepła oraz jego wytwarzania w

procesach metabolizmu. Tego rodzaju

procesach metabolizmu. Tego rodzaju

stan homeostazy zapewnia

stan homeostazy zapewnia

termoregulacja. Obiektem regulacji

termoregulacja. Obiektem regulacji

jest wnętrze ciała. Wielkością

jest wnętrze ciała. Wielkością

regulowaną jest temperatura.

regulowaną jest temperatura.

Utrzymanie stałej temperatury

Utrzymanie stałej temperatury

wnętrza ciała (część rdzenna)

wnętrza ciała (część rdzenna)

wymaga odprowadzania ciepła

wymaga odprowadzania ciepła

wytworzonego w organizmie do

wytworzonego w organizmie do

otoczenia. Rozpraszanie ciepła

otoczenia. Rozpraszanie ciepła

odbywa się przez:

odbywa się przez:

Skórę

Skórę

Błony śluzowe

Błony śluzowe

Znikome ilości z kałem i z moczem.

Znikome ilości z kałem i z moczem.

Organizm traci ciepło z

Organizm traci ciepło z

powierzchni ciała poprzez:

powierzchni ciała poprzez:

1.Przewodzenie (kondukcja): zachodzi

1.Przewodzenie (kondukcja): zachodzi

tylko do ciała, z którym styka się

tylko do ciała, z którym styka się

zewnętrzna powierzchnia organizmu,

zewnętrzna powierzchnia organizmu,

w normalnych warunkach zawsze

w normalnych warunkach zawsze

będzie to ciało zimniejsze, więc

będzie to ciało zimniejsze, więc

ciepło będzie tracone.

ciepło będzie tracone.

2. Przenoszenie (konwekcja):

2. Przenoszenie (konwekcja):

zimniejsze otoczenie po ogrzaniu

zimniejsze otoczenie po ogrzaniu

ulega przemieszczeniu.

ulega przemieszczeniu.

3. Promieniowanie: jest tym silniejsze,

3. Promieniowanie: jest tym silniejsze,

im powierzchnia absorbująca jest ma

im powierzchnia absorbująca jest ma

niższą temperaturę. Większa

niższą temperaturę. Większa

wymiana ciepła zachodzi w

wymiana ciepła zachodzi w

odwrotnym kierunku.

odwrotnym kierunku.

4. Parowanie, najbardziej wydajny

4. Parowanie, najbardziej wydajny

sposób utraty ciepła z organizmu do

sposób utraty ciepła z organizmu do

otoczenia. Wyparowanie 1 kg wody

otoczenia. Wyparowanie 1 kg wody

powoduje utratę 585 cal (2451 J),

powoduje utratę 585 cal (2451 J),

zachodzi do powietrza cieplejszego

zachodzi do powietrza cieplejszego

od organizmu, o niskiej prężności

od organizmu, o niskiej prężności

pary.

pary.

Człowiek obnażony w warunkach

Człowiek obnażony w warunkach

przemiany podstawowej (w kalorymetrze

przemiany podstawowej (w kalorymetrze

temp. 26

temp. 26





C) traci ciepło przez konwekcję

C) traci ciepło przez konwekcję

11%, promieniowanie 67%, wyparowanie

11%, promieniowanie 67%, wyparowanie

22%, z kałem, moczem 1%. W

22%, z kałem, moczem 1%. W

temperaturze 30

temperaturze 30





C człowiek traci ciepło

C człowiek traci ciepło

przez konwencję 15%, promieniowanie

przez konwencję 15%, promieniowanie

49% i parowanie 36%. Stosunki te

49% i parowanie 36%. Stosunki te

zmieniają się, jeśli człowiek wykonuje

zmieniają się, jeśli człowiek wykonuje

pracę fizyczną.

pracę fizyczną.

Granice tolerancji zmian temperatury

Granice tolerancji zmian temperatury

Człowiek może trwać w stanie homeostazy

Człowiek może trwać w stanie homeostazy

tylko w określonych warunkach środowiska.

tylko w określonych warunkach środowiska.

Zbyt wysoka temperatura otoczenia wprowadza

Zbyt wysoka temperatura otoczenia wprowadza

ustrój w

ustrój w

stan

stan

hipertemii

hipertemii

. Ciepło oddawane do

. Ciepło oddawane do

otoczenia nie jest w stanie zbilansować ciepła

otoczenia nie jest w stanie zbilansować ciepła

wytwarzanego w organizmie i jego temperatura

wytwarzanego w organizmie i jego temperatura

wnętrza rośnie. Przy zbyt niskiej temperaturze

wnętrza rośnie. Przy zbyt niskiej temperaturze

otoczenia –

otoczenia –

stan hipotermii,

stan hipotermii,

gdy ciepło

gdy ciepło

oddawane do otoczenia przeważa nad ciepłem

oddawane do otoczenia przeważa nad ciepłem

wytwarzanym, temperatura wnętrza zmniejsza

wytwarzanym, temperatura wnętrza zmniejsza

się. Odchylenia temperatury wnętrza (w normie

się. Odchylenia temperatury wnętrza (w normie

około 37

około 37





C) o około 2

C) o około 2





C są przez organizm

C są przez organizm

tolerowane.

tolerowane.

Wzrost temperatury wewnętrznej do 41-

Wzrost temperatury wewnętrznej do 41-

42

42





C powoduje zakłócenia w

C powoduje zakłócenia w

funkcjonowaniu centralnego ośrodka, co

funkcjonowaniu centralnego ośrodka, co

prowadzi do włączenia termoregulacji.

prowadzi do włączenia termoregulacji.

Wzrost temperatury ciała powoduje

Wzrost temperatury ciała powoduje

wzmożenie procesów metabolicznych, co

wzmożenie procesów metabolicznych, co

pociąga za sobą wzrost wytwarzania

pociąga za sobą wzrost wytwarzania

ciepła. Sprzężenie zwrotne staje się

ciepła. Sprzężenie zwrotne staje się

dodatnie, wzmacnia skutki zakłócenia.

dodatnie, wzmacnia skutki zakłócenia.

Przy temperaturze wewnętrznej 44-45

Przy temperaturze wewnętrznej 44-45





C

C

w organizmie zachodzą nieodwracalne

w organizmie zachodzą nieodwracalne

zmiany kończące się śmiercią osobnika.

zmiany kończące się śmiercią osobnika.

Obniżenie temperatury wewnętrznej

Obniżenie temperatury wewnętrznej

poniżej 33

poniżej 33





C wprowadza zaburzenia w

C wprowadza zaburzenia w

sprawnym działaniu termoregulacji, a

sprawnym działaniu termoregulacji, a

przy 30

przy 30





C jej całkowite wyłączenie. Przy

C jej całkowite wyłączenie. Przy

28

28





C pojawia się zagrażające życiu

C pojawia się zagrażające życiu

zaburzenie rytmu serca. Organizm ludzki

zaburzenie rytmu serca. Organizm ludzki

jest bardzie odporny na hipo niż

jest bardzie odporny na hipo niż

hipertermię. Pod ścisłym nadzorem, na

hipertermię. Pod ścisłym nadzorem, na

krótki okres czasu temperatura

krótki okres czasu temperatura

wewnętrzna może zostać obniżona nawet

wewnętrzna może zostać obniżona nawet

do 24

do 24





C

C

44C

Górna granica, udar

cieplny

Uszkodzenie mózgu

Termoregulacja zniesiona

42C

Termoregulacja znacznie

zaburzona

40C

Gorączka
Ciężka praca

Termoregulacja sprawna

38C

36C

Norma

34C

Termoregulacja zaburzona

32C

30C

28C

Termoregulacja zniesiona

26C

Dolna granica

24C

Wpływ temperatury na organizm

Wpływ temperatury na organizm

uzależniony jest od wilgotności

uzależniony jest od wilgotności

powietrza. Im bliżej stanu nasycenia

powietrza. Im bliżej stanu nasycenia

jest para wodna zawarta w

jest para wodna zawarta w

powietrzu, tym gorsze są warunki

powietrzu, tym gorsze są warunki

parowania. Przy temperaturach

parowania. Przy temperaturach

powietrza niższych od 30

powietrza niższych od 30





C nie

C nie

stwierdza się istotnego wpływu

stwierdza się istotnego wpływu

wilgotności na temperaturę skóry.

wilgotności na temperaturę skóry.

Wilgotność ta wpływa jednak na odczucie

Wilgotność ta wpływa jednak na odczucie

komfortu /temp. powietrza 25-35

komfortu /temp. powietrza 25-35





C i

C i

wilgotność 40-75%/. Wilgotność powietrza

wilgotność 40-75%/. Wilgotność powietrza

nabiera istotnego znaczenia w wysokich

nabiera istotnego znaczenia w wysokich

temperaturach, szczególnie jeśli

temperaturach, szczególnie jeśli

przekraczają temperaturę skóry, przy

przekraczają temperaturę skóry, przy

wilgotności 100% parowanie staje się

wilgotności 100% parowanie staje się

niemożliwe. Przy temperaturach skóry

niemożliwe. Przy temperaturach skóry

wyższych od temperatury powietrza,

wyższych od temperatury powietrza,

nawet przy wilgotności 100%, parowanie

nawet przy wilgotności 100%, parowanie

wody wydzielanej z potem jest możliwe.

wody wydzielanej z potem jest możliwe.

Ciało ludzkie reaguje na zmiany

Ciało ludzkie reaguje na zmiany

temperatury w celu ochrony tkanek przed

temperatury w celu ochrony tkanek przed

uszkodzeniem w wyniku działania

uszkodzeniem w wyniku działania

czynników termicznych i utrzymania

czynników termicznych i utrzymania

termicznej homeostazy. Lokalne i ogólne

termicznej homeostazy. Lokalne i ogólne

(systemowe) reakcje zależą od informacji

(systemowe) reakcje zależą od informacji

zainicjowanej przez receptory umieszczone

zainicjowanej przez receptory umieszczone

w skórze i płynącej drogami wstępującymi

w skórze i płynącej drogami wstępującymi

do podwzgórza i do kory, gdzie świadomie

do podwzgórza i do kory, gdzie świadomie

odbieramy odczucie ciepła.

odbieramy odczucie ciepła.

Wzrost

temperatu

ry

w tkance

do
poziomu

Skutek wzrostu temperatury

43.0C

Próg bólu

45.0C

Silny ból, 30 minut czas bezpiecznej

aplikacji

47.8C

Pęcherzyki na skórze w ciągu 20

minut, martwica w ciągu 1 h.

52.0C

Pęcherze w ciągu 30 sekund,

martwica w ciągu 1 minuty.

65.0C

Martwica tkanek w ciągu 1

sekundy.