- •Гипертермические состояния
- •Проявления гипертермии
- •Патогенез
- •Симптоматическое лечение
- •Неинфекционные пирогены
- •Первичные и вторичные пирогены
- •Лейкоцитарные пирогены
- •Механизмы развития лихорадки
- •I. Стадия подъёма температуры тела
- •С момента сдвига «установочной точки» эффективность механизмов теплопродукции доминирует над эффективностью процессов теплоотдачи.
- •Несократительный термогенез
- •При развитии лихорадки система терморегуляции организма не расстраивается. Она динамично перестраивается, активируется и работает на более высоком функциональном уровне.
- •II. Стадия стояния температуры тела на повышенном уровне
- •Температурная кривая
- •III. Стадия снижения температуры тела до нормальной
- •Нервная система
- •Эндокринная система
- •Сердечно-сосудистая система
- •Внешнее дыхание
- •Система пищеварения
- •Функции почек
- •Патогенное значение лихорадки
- •Патогенетическая терапия
- •Медицинская гибернация
НАРУШЕНИЯ ТЕПЛОВОГО ОБМЕНА |
|
Температура тела является одним из важных параметров гомеостаза. Оптимум температуры организма — необходимое условие эффективного протекания реакций метаболизма, пластических процессов и обновления структур, функционирования органов, тканей, их физиологических систем и деятельности организма в целом.
Благодаря активному поддержанию необходимого диапазона температуры внутренней среды, гомойотермные организмы (по сравнении с пойкилотермными) обладают, помимо прочих, двумя преимуществами: 1) стабильным уровнем жизнедеятельности в оптимальных условиях существования и 2) эффективным приспособлением к меняющимся условиям существования, включая экстремальные.
Воздействие различных агентов может привести к изменению теплового баланса организма. В результате развиваются либо гипертермические, либо гипотермические состояния (рис. 6–1).
Рис. 6–1. Типовые нарушения теплового баланса.
Гипертермические состояния характеризуются повышением, а гипотермические — понижением температуры тела выше и ниже нормы соответственно.
Эти отклонения носят обычно временный, обратимый характер. Однако, если патогенный агент обладает высоким повреждающим действием, а адаптивные механизмы организма недостаточны, то указанные состояния могут затянуться или даже привести к смерти организма.
Гипертермические состояния
К гипертермическим состояниям относятся перегревание организма (или собственно гипертермия), тепловой удар, солнечный удар, лихорадка, различные гипертермические реакции.
ГИПЕРТЕРМИЯ
ГИПЕРТЕРМИЯ: |
• типовая форма расстройства теплового обмена, |
• возникающая в результате действия высокой температуры окружающей средыи/или нарушения процессов теплоотдачи организма. |
• Характеризуется нарушением (срывом) механизмов теплорегуляции и |
• проявляется повышением температуры тела выше нормы |
Причины гипертермии:
• высокая температура окружающей среды;
• агенты, препятствующие реализации механизмов теплоотдачи организма;
• разобщители процессов окисления и фосфорилирования в митохондриях.
В реальной ситуации эти факторы могут действовать содружественно и повышать возможность возникновения гипертермии.
Высокая температура окружающей среды может воздействовать на организм:
• в регионах земного шара с жарким климатом (в пустынях, тропических и субтропических климатических зонах), а также в средних широтах в жаркое летнее время при сильной инсоляции, особенно при значительных физически нагрузках в условиях высокой влажности и неподвижности воздуха;
• в производственных условиях (на металлургических и литейных заводах, при стекло и сталеварении);
• при ликвидации пожаров;
• во время боевых операций и аварийных ситуаций;
• при чрезмерно длительном нахождении в «сухой» или «влажной» бане, особенно у людей с низкой резистентностью к высокой температуре — у стариков, детей, больных или истощённых.
Снижение эффективности процессов теплоотдачи является следствием:
• первичного расстройства механизмов терморегуляции (например, при повреждении структур гипоталамуса, участвующих в регуляции температурного режима организма);
• нарушения процессов отдачи тепла в окружающую среду (например, у тучных людей, при снижении влагопроницаемости одежды, высокой влажности воздуха).
Разобщение процессов окисления и фосфорилирования в митохондриях клеток сопровождается увеличением образования доли свободной энергии, выделяющейся в виде тепла. При значительной степени разобщения может накапливаться тепло, которое организм не способен вывести, что и приводит к развитию гипертермии. Разобщение окисления и фосфорилирования может быть вызвано:
• экзогенными факторами (например, при попадании в организм 2,4–динитрофенола, дикумарола, олигомицина, амитала; препаратов, содержащих Ca2+ и др.);
• эндогенными агентами (например, избытком йодсодержащих тиреоидных гормонов, катехоламинов, прогестерона, ВЖК и митохондриальными разобщителями — термогенинами).
ФАКТОРЫ РИСКА
Важными условиями, способствующими развитию гипертермии (факторами риска), являются:
• факторы, снижающие эффективность процессов теплоотдачи (значительна влажность воздуха, воздухо и влагонепроницаемая одежда).
• воздействия, повышающие активность реакций теплопродукции (интенсивная мышечная работа);
• возраст (легче развивается гипертермия у детей и стариков, у которых понижена эффективность системы терморегуляции).
• некоторые заболевания (гипертоническая болезнь, сердечная недостаточность, эндокринопатии, гипертиреоз, ожирение, вегетососудистая дистония).
ПАТОГЕНЕЗ ГИПЕРТЕРМИИ
Воздействие на организм различных видов тепла реализуется по-разному. Конвекционное и кондукционное тепло вызывает вначале нагревание кожи, подкожной клетчатки и крови, циркулирующей в этих тканях, и лишь затем — внутренних органов и тканей.
Радиационное тепло, к которому относится инфракрасное излучение, прогревает и поверхностные и глубокие ткани одновременно.
Стадии гипертермии
Гипертермия, как правило, процесс стадийный. При действии гипертермического фактора в организме включается триада экстренных адаптивных реакций:
1) поведенческая («уход» от действия теплового фактора);
2) интенсификация процессов теплоотдачи и снижение активности теплопродукции;
3) стрессреакция.
В большинстве случаев указанные реакции препятствуют перегреванию организма и нарушению его жизнедеятельности. Однако, нередко эти механизмы оказываются недостаточными, что сопровождается перенапряжением и срывом системы терморегуляции организма и развитием гипертермии. Следовательно, перегревание (в отличие от лихорадки) вызывает нарушение механизмов терморегуляции.
В ходе развития гипертермии выделяют две основные стадии:
• компенсации (адаптации),
• декомпенсации (деадаптации) механизмов терморегуляции организма.
• Иногда выделяют финальную стадию гипертермии — гипертермическую кому.
Механизм развития гипертермии включает комплекс адаптивных и патогенных реакций организма. На начальной стадии доминируют первые, на последующих (если компенсаторные и защитные реакции оказались недостаточными) — преобладают процессы повреждения. Стадия компенсации
Стадия компенсации характеризуется активацией экстренных механизмов адаптации организма к перегреванию. Эти механизмы направлены на увеличение теплоотдачи и снижение теплопродукции. В результате температура тела хотя и повышается, но остаётся в пределах верхней границы нормального диапазона. Проявления гипертермии в значительной мере определяются температурой окружающей среды.
• При повышении внешней температуры до 30–31 °C происходят:
† расширение артериальных сосудов кожи и подкожной клетчатки, увеличивается их кровенаполнение;
† увеличение температуры поверхностных тканей.
Эти изменения направлены на отдачу организмом избытка тепла путём конвекции, теплопроведения и радиации. Однако, по мере повышения температуры окружающей среды эффективность указанных механизмов теплоотдачи снижается.
• При внешней температуре равной 32–33 °C и выше:
† Прекращается отдача тепла конвекцией и радиацией.
† Ведущее значение начинает приобретать теплоотдача путём потоотделения и испарения влаги с поверхности тела и дыхательных путей. При этом испарение 1 мл пота обеспечивает потерю примерно 0,6 ккал тепла. Существенно, что повышенное потоотделение активирует другие механизмы теплоотдачи в коже.
† Потовые
железы, наряду с экскрецией жидкости,
синтезируют и выделяют в кровь калликреин,
расщепляющий α2глобулин.
Это ведёт к образованию в крови каллидина,
бракинина и других кининов. Кинины, в
свою очередь, обеспечивают двоякие
эффекты:
‡ расширение артериол кожи и подкожной клетчатки;
‡ потенцирование потоотделения.
В целом, учитывая значительную поверхность кожи, эти эффекты кининов существенно увеличивают теплоотдачу организма, тормозя нарастание его температуры.
† На стадии компенсации также изменяются функции органов и физиологических систем. К этим изменениям относятся:
‡ увеличение ЧСС и минутного выброса сердца в связи с активацией симпатикоадреналовой системы;
‡ перераспределение кровотока с развитием феномена его централизации;
‡ тенденция к повышению АД. Причиной этого является повышение сердечного выброса крови.
‡ уменьшение объёма альвеолярной вентиляции, потребления кислорода тканями и выделения ими углекислого газа. Это свидетельствует о снижении интенсивности окислительных процессов в организме.
† На стадии компенсации гипертермии развивается так называемый тепловой неврастенический синдром. Он характеризуется падением работоспособности, вялостью, слабостью и апатией, сонливостью, гиподинамией, нарушениями сна, раздражительностью, головными болями.
• При внешней температуре 38–39 °C температура тела повышается на 1,5–2 °C по сравнению с нормой. Это сопровождается:
† расширением артериол и выраженной гиперемией кожи и слизистых оболочек;
† профузным потоотделением и тягостным ощущением жара.
† увеличением ударного и минутного выбросов сердца (в связи с дальнейшей активацией симпатикоадреналовой и гипоталамонадпочечниковой систем).
† повышением систолического давления; диастолическое давление при этом продолжает снижаться в результате уменьшения тонуса стенок артериол;
† увеличением объёма лёгочной вентиляции, утилизации кислорода и выведения углекислоты; это свидетельствует об увеличении интенсивности окислительного метаболизма, но не (!) о его энергетической эффективности.
† гипокапнией и развитием газового алкалоза в связи с гипервентиляцией лёгких; при выраженной гипертермии алкалоз быстро сменяется метаболическим ацидозом, что является результатом:
‡ нарушения кровообращения в тканях;
‡ развития циркуляторной и тканевой гипоксии;
‡ подавления активности ферментов, участвующих в обменных реакциях.
† гипогидратацией и увеличением вязкости крови, которые являются результатом значительного и длительного потоотделения;
† потерей водорастворимых витаминов;
† повышенным выведением из организма Cl–, K+, Na+, Ca2+, Mg2+ и других ионов.
† при воздействии избыточного тепла развивается стрессреакция, выражающаяся:
‡ активацией симпатикоадреналовой системы и повышением в крови уровня кетехоламинов;
‡ увеличением выброса кортико и тиролиберина, что ведёт к выбросу в кровь глюкокортикоидов и тиреоидных гормонов с развитием определяемых ими адаптивных реакций.
Стадия декомпенсации
Стадия декомпенсации характеризуется срывом и неэффективностью как центральных, так и местных механизмов терморегуляции, что и приводит к нарушению температурного гомеостаза организма (рис. 6–2).
Рис. 6–2. Основные патогенные факторы гипертермии на стадии декомпенсации системы терморегуляции.
Нарушение температурного гомеостаза организма является главным звеном патогенеза гипертермии на стадии декомпенсации.
• Температура внутренней среды организма может повысится до 41–43 °C, поскольку тепловая нагрузка значительно преобладает над эффективностью механизмов теплоотдачи. В связи с этим наблюдается:
† сильное покраснение кожи, она становится сухой и горячей;
† потоотделение уменьшается, нередко отмечается лишь скудный липкий пот; сухость кожи считают важным признаком нарастающей гипертермии.
• Повышение температуры организма до 42–43 °C характеризуется изменениями функций органов и их систем.
† Усугубляются расстройства функции ССС и развивается так называемый гипертермический кардиоваскулярный синдром:
‡ нарастает тахикардия,
‡ снижается ударный выброс сердца,
‡ минутный выброс обеспечивается главным образом за счёт увеличенной ЧСС,
‡ систолическое давление может ненадолго возрастать, а диастолическое снижается;
‡ развиваются расстройства микроциркуляции,
‡ появляются признаки сладжсиндрома, диссеминированного внутрисосудистого свёртывания белков крови (ДВС–синдром) и фибринолиза.
† Ацидоз. В связи с нарастанием ацидоза:
‡ увеличивается вентиляция лёгких и выделение углекислоты;
‡ повышается потребление кислорода;
‡ снижается диссоциация HbO2. Последнее, в сочетании с циркуляторными расстройствами, усугубляет состояние гипоксемии и гипоксии. Это, в свою очередь, обусловливает активацию гликолиза, нарастание расстройств энергообеспечения тканей и степени ацидоза.
† Гипогидратация. Организм теряет большое количество жидкости в результате повышенного потоотделения, а также мочеобразования, что ведёт к нарастающей гипогидратации организма. При этом потеря 9–10% жидкости сочетается с существенными расстройствами жизнедеятельности. Это состояние обозначают как «синдром пустынной болезни».
† Развиваются существенные метаболические и физикохимические расстройства:
‡ теряются Cl–, K+, Ca2+, Nа+, Mg2+ и другие ионы;
‡ из организма выводятся водорастворимые витамины;
‡ повышается вязкость крови.
† На стадии декомпенсации нарастают признаки истощения стрессреакции и лежащая в основе этого надпочечниковая и тиреоидная недостаточность: наблюдаются гиподинамия, мышечная слабость, снижение сократительной функции миокарда, развитие гипотензии, вплоть до коллапса.
† В результате непосредственного патогенного действия тепла на клетки органов и тканей изменяются структура и функция белков, нуклеиновых кислот, липидов, мембран, кинетика ферментативных реакций.
† Увеличивается концентрация в плазме крови так называемых молекул средней массы (от 500 до 5000 Да). К ним относятся олигосахариды, полиамины, пептиды, нуклеотиды, глико и нуклеопротеины. Указанные соединения обладают высокой цитотоксичностью.
† Появляются белки теплового шока.
† Существенно модифицируется физикохимическое состояние липидов клеток. В условиях гипертермии происходит:
‡ модификация липидов (в том числе — необратимая) в связи с активацией свободнорадикальных и перекисных реакций;
‡ увеличение текучести мембранных липидов, что нарушает ультраструктуру и функциональные свойства мембран.
† Значительно повышается содержание в тканях мозга, печени, лёгких, мышц продуктов липопероксидации — диеновых конъюгатов и гидроперекисей липидов. Они выявляются как в первые 2–3 мин от начала воздействия теплового фактора, так и при развитии теплового удара. В последнем случае концентрация указанных агентов возрастает в 8–10 раз по сравнению с нормой. Одновременно с этим регистрируются признаки подавления антиоксидантных ферментов тканей.
† Увеличивается скорость метаболических реакций.
• Интенсивность и степень декомпенсации механизмов теплорегуляции на II стадии гипертермии определяется многими факторами.
Ведущее значение среди них имеет скорость и величина повышения температуры окружающей среды. Чем они выше, тем быстрее и выраженнее нарастают расстройства жизнедеятельности организма. Так, повышение температуры тела до 42 °C при температуре окружающего воздуха 60 °C достигается за 6 ч., а при 80 °C — за 40 мин.