Pod_red_prof_Nikonova_V_V_dots_Feskova_A_E_3

22Медицина неотложных состояний. Избранные клинические лекции. Том 4

Внастоящее время для лечения гипоксии критических состояний все чаще используют препараты метаболического действия, к которым относятся антиоксиданты и антигипоксанты. Адаптация клетки к изменяющимся вследствие патологии условиям существования заключается в перестройке обмена веществ и энергии. Улучшить энергоструктурный статус клетки в условиях гипоксии, обусловленной критическими нарушениями витальных функций, возможно следующим образом:

1. Ограничением процессов свободнорадикального окисления.

2. Повышением эффективности использования митохондриями дефицитного кислорода вследствие предупреждения разобщения окисления и фосфорилирования, стабилизации мембран митохондрий.

3. Ослаблением ингибирования реакций цикла Кребса, особенно поддержанием активности сукцинатоксидазного звена.

4. Возмещением утраченных компонентов дыхательной цепи.

5. Формированием искусственных редокс-систем, шунтирующих перегруженную электронами дыхательную цепь.

6. Экономизацией использования кислорода и снижения кислородного запроса тканей, либо ослаблением дыхательного контроля в митохондриях, либо ингибированием путей его потребления, не являющихся необходимыми для экстренного поддержания жизнедеятельности в критических состояниях (нефосфорилирующее ферментативное окисление — терморегуляторное, микросомальное и др., неферментативное окисление липидов).

7. Увеличением образования АТФ в ходе гликолиза без увеличения продукции лактата.

8. Снижением расходования АТФ клеткой на процессы, не определяющие экстренное поддержание жизнедеятельности в критических ситуациях (различные синтетические восстановительные реакции, функционирование энергозависимых транспортных систем и т.д.).

9. Введением извне высокоэнергетических соединений. Представленные вашему вниманию различные препараты и пато-

генетические подходы для коррекции гипоэргоза позволят вам в той или иной ситуации протезировать некоторые обменные процессы, возникающие при «поломке», но нет универсального «спасателя», и поэтому прежде всего необходима адекватная оценка тех процессов, которые происходят в данный момент в организме, знание клинической фармакологии, и тогда вы сможете помочь, иногда…

На голой ветке Ворон сидит одиноко. Осенний вечер.

Басё

Температурный гомеостаз в норме и при патологии

Проблема лихорадки, лихорадочных состояний, несмотря на кажущуюся простоту, достаточно сложна в клиническом и диагностическом плане. В представленных вашему вниманию двух лекциях мы постарались обобщить известные вам факты и клинические соображения и надеемся, что это поможет вам в диагностических поисках.

Неотъемлемым признаком живого является обмен веществ, который представляет собой совокупность биохимических реакций. Температура определяет скорость и направленность химических реакций и является однойизважнейшихконстанторганизма.СогласнозаконуВант-Гоффа— Аррениуса, при повышении или понижении температуры ткани на 10 °С происходит соответственно повышение или понижение скорости химических процессов в 2–3 раза. Температура тканей организма определяется соотношением скорости метаболической теплопродукции их клеточных структур и скорости рассеивания образующейся теплоты в окружающую среду. Следовательно, теплообмен между организмом и внешней средой является неотъемлемым условием существования организмов. Нарушение соотношения скоростей этих процессов приводит к изменению температуры тела.

Температура тела человека и высших животных поддерживается на относительно постоянном уровне, несмотря на колебания температуры окружающей среды, что составляет суть понятия изотермии. Изотермия характерна только для теплокровного (гомойотермного) организма и развивается постепенно в процессе развития последнего. Изотермия имеет для организма большое значение, т.к. она, во-первых, обеспечива-

ет независимость обменных процессов в тканях и органах от колебаний температуры окружающей среды; во-вторых, обеспечивает температурные условия для оптимальной активности ферментов. Как говорилось ранее, изотермия обеспечивается двумя взаимосвязанными процессами — теплопродукцией и теплоотдачей.

Теплопродукция является вторичной по отношению к основному обмену. Под основным обменом понимают минимальный уровень энергозатрат, необходимых для поддержания жизнедеятельности организма в условиях относительно полного физического и эмоционального покоя и для взрослого человека составляет в среднем 1 ккал/кг/ч. Суммарная теплопродукция организма состоит из первичной теплоты (30 %), выделяющейся в ходе окислительного фосфорилирования, и вторичной теплоты (70 %), образующейся при расходовании энергии макроэргических соединений на выполнение определенной работы (рис. 1). Подсчитано, что 1 г тела человека образует в час тепла в 10 000 раз больше, чем 1 г вещества Солнца.

Для поддержания постоянства температуры тела дополнительное тепло может быть выработано:

1)за счет произвольного сократительного термогенеза;

2)непроизвольного (дрожь при стимуляции холодовых рецепторов) сократительного термогенеза;

3)несократительного термогенеза (ускорение обменных процессов). У человека, находящегося неподвижно в горизонтальном положении,

но с напряженной мускулатурой, интенсивность окислительных процессов, а вместе с тем и теплообразование повышаются на 10 %. Небольшая двигательная активность ведет к увеличению теплообразования на 50– 80 %, а тяжелая мышечная работа — на 400–500 %. Дрожь — наиболее важный непроизвольный механизм термогенеза у взрослого человека. Даже произвольная имитация дрожи увеличивает теплообразование на 200 %. Несократительный термогенез встречается у новорожденных детей. Его главным источником является т.н. бурый жир — ткань, характеризующаяся избытком митохондрий и «мультилакулярным» распределением жира. За счет высокой скорости окисления жирных кислот в бурой жировой ткани процесс теплообразования идет гораздо быстрее, чем в обычной, и почти без синтеза макроэргов.

Тепло, вырабатываемое организмом, отдается в окружающее пространство поверхностью тела, поэтому температура частей тела вблизи его поверхности ниже температуры его центральных отделов. В тепловом отношении организм человека состоит из двух различных частей: «ядра»,

Рисунок 1. Образование тепла в организме

в состав которого входят мозг и внутренние органы грудной, брюшной и тазовой полостей, и «оболочки», состоящей из кожи, подкожной клетчатки, а также поверхностных мышц. Температура тела ( ), отражающая температуру его различных участков, есть сумма долей температуры внутренних областей (t° ядра) и температуры покровных тканей (t°оболочки):

= t °ядра + t° оболочки.

Внорме = +36 °С, t°ядра = +37,0 ± 0,1 °С и t°оболочки = +33 ± 1 °С. Соответственно различиям величин температуры неодинаковым оказывается теплосодержание (Q) «ядра» и «оболочки»:

Q = m • c • t°,

где m — масса, c — теплоемкость тела, t° — температура.

В норме теплоемкость «ядра» примерно на 8 % больше, чем теплоемкость «оболочки». Таким образом, человеческий организм состоит из «температурного ядра», имеющего постоянную температуру, и изолирующей «температурной оболочки», в зависимости от внешней среды, меняющей температуру. Соответственно, тепловой гомеостаз представляет собой сохранение постоянства оптимального уровня теплосодержания «ядра» тела.

Благодаря своей высокой теплоемкости роль главного теплообменника играет кровь. Она забирает тепло у клеток омываемых ею тканей и органов и уносит его по кровеносным сосудам к коже и слизистым оболочкам, где и происходит отдача тепла. Существенным фактором, влияющим на процессы терморегуляции, являются вазомоторные реакции кожи. При максимально выраженном сужении сосудистого русла теплопотери могут снизиться на 70 %, при максимальном расширении – возрасти на 90 %. Если организм лишить возможности удалять тепло, то всего лишь за 2 ч температура его повышается на 4 °С, а подъем температуры до 43–44 °С уже, как правило, несовместим с жизнью.

В условиях теплового гомеостаза баланс тепла в организме гомойотермов имеет следующее выражение:

Q = M – H,

где М — теплопродукция тела и Н — теплоотдача.

В условиях температурного комфорта: Q = 0. Теплоотдача в окружающую среду происходит следующими путями:

1.Излучением (радиации) (R).

2.Теплопроведением (кондукции) (К).

3.Конвекцией (С).

4.Испарением (перспирации) (Е).

Таким образом, вышеуказанное выражение приобретает следующий вид:

Q = M – (E ± C ± K ± R).

Излучение (R) — это способ отдачи тепла в окружающую среду поверхностью тела человека в виде электромагнитных волн инфракрасного диапазона ( = 5–20 мкм):

R = S • G • t • (k1 • Tint – k2 • Tsk),

где G — постоянная Стефана — Больцмана, S — площадь радиационной поверхности тела, t — время (экспозиция), k1 и k2 — коэффициенты «черноты» (излучения) поверхностей, участвующих в радиационном теплообмене, Tint — абсолютная температура поверхности тела в °K, Tsk — средняя температура окружающих предметов в °K.

Из уравнения следует, что, если средняя температура окружающих предметов ниже, чем температура поверхности тела человека, баланс лучистого тепла будет отрицательный, при обратном соотношении температур — положительный. Площадь поверхности излучения — это суммарная площадь поверхности тех частей тела, которые соприкасаются с воздухом. При температуре окружающей среды 20 °С и относительной влажности воздуха 40–60 % организм взрослого человека рассеивает путем излучения около 40–50 % всего отдаваемого тепла. Теплоотдача путем излучения возрастает при понижении температуры окружающей среды и уменьшается при ее повышении. В условиях постоянной температуры окружающей среды излучение с поверхности тела возрастает при повышении температуры кожи и уменьшается при ее понижении. Если средние температуры поверхности кожи и окружающей среды выравниваются (разность температур становится равной нулю), отдача тепла излучением становится невозможной. Снизить теплоотдачу организма излучением можно за счет уменьшения площади поверхности излучения («сворачивания тела в клубок»). Если температура окружающей среды превышает среднюю температуру кожи, тело человека, поглощая инфракрасные лучи, излучаемые окружающими предметами, согревается.

Теплопроведение (К) — способ отдачи тепла, имеющий место при контакте, соприкосновении тела человека с другими физическими телами:

К = S • y • t • (Tint — Tsk)/D,

где S — площадь контакта, y — коэффициент передачи тепла, t – время (экспозиция), (Tint–Tsk) — градиент температур (разница температур поверхности кожи и объекта, с поверхностью которого происходит контакт), D — толщина теплоизоляционного слоя.

Из уравнения следует, что чем больше площадь контакта (S), ниже температура поверхности (Tsk) и тоньше теплоизолирующий слой (D), тем больше будут теплопотери. Сухой воздух и жировая ткань, характеризующиеся низкой теплопроводностью, являются теплоизоляторами. Влажный, насыщенный водяными парами воздух, вода характеризуются высокой теплопроводностью. Поэтому пребывание человека в среде с высокой влажностью при низкой температуре сопровождается усилением теплопотерь организма. Влажная одежда также теряет свои теплоизолирующие свойства.

Конвекция (C) — способ теплоотдачи организма, осуществляемый путем переноса тепла движущимися частицами воздуха (воды):

C = M • k • t • (Tint – Text),

где M — масса теплопроводящей среды (газ, жидкость), k — коэффициент теплоемкости среды, t — время (экспозиция), Tint–Text — градиент внутренней и наружной температур.

Из уравнения следует, что чем ниже температура окружающей среды, тем больше величина теплопотерь, и наоборот, если уровень температуры воздуха (воды) превышает температуру тела человека, то процесс конвекции способствует не охлаждению, а согреванию организма. В условиях, когда температура воздуха равна 20 °С, а относительная влажность составляет 40–60 %, тело взрослого человека рассеивает в окружающую среду путем теплопроведения и конвекции около 25–30 % тепла (базисная конвекция). При увеличении скорости движения воздушных потоков (ветер, вентиляция) значительно возрастает и интенсивность теплоотдачи (форсированная конвекция).

Испарение (E) — это способ рассеивания организмом тепла в окружающую среду за счет его затраты на испарение пота или влаги с поверхности кожи и влаги со слизистых оболочек дыхательных путей («влажная» теплоотдача). На испарение 1 мл воды у человека затрачивается 0,58 ккал тепловой энергии:

Е = VH2O • 0,58,

где VH2O — объем перспирационных потерь (мл).

У человекапостоянно осуществляется выделениепота потовыми железами кожи («ощутимая» потеря воды), увлажняются слизистые оболочки дыхательных путей («неощутимая» потеря воды). При этом «ощутимая» потеря воды организмом оказывает более существенное влияние на общее количество отдаваемого путем испарения тепла, чем «неощутимая».

Путем испарения организм взрослого человека отдает в этих условиях в окружающую среду около 20 % всего рассеиваемого тепла. При температуре внешней среды около 20 °С испарение влаги составляет около 36 мл/ч. Повышение внешней температуры, выполнение физической работы, длительное пребывание в теплоизолирующей одежде усиливают потоотделение, и оно может возрасти до 500–2000 мл/ч. Если внешняя температура превышает среднее значение температуры кожи, то организм не может отдавать во внешнюю среду тепло излучением, конвекцией и теплопроведением. Организм в этих условиях начинает поглощать тепло извне, и единственным способом рассеяния тепла становится усиление испаре-

ния влаги с поверхности тела. Такое испарение возможно до тех пор, пока влажность воздуха окружающей среды остается меньше 100 %. При интенсивном потоотделении, высокой влажности и малой скорости движения воздуха теплоотдача путем испарения становится менее эффективной.

Система терморегуляции не имеет собственных специфических эффекторных органов, она использует эффекторные пути других физиологических систем (сердечно-сосудистой, дыхательной, скелетной мускулатуры, выделительной и др.). Эти эффекторные механизмы усиливают либо ослабляют процессы теплопродукции и теплоотдачи в организме в зависимости от температурных условий окружающей среды.

Восприятие температурных раздражений из внешней среды и формирование температурных ощущений у человека осуществляется с помощью терморецепторов кожи и слизистых оболочек, среди которых имеются холодовые рецепторы (повышают частоту передачи нервных импульсов по афферентным нервным волокнам к терморегуляторному центру при их охлаждении и снижают эту частоту при их нагревании) и тепловые рецепторы (реагируют на изменение температуры тела противоположным образом). В коже и на слизистых оболочках человека больше холодовых рецепторов (около 250 000), чем тепловых (около 30 000). Кроме того, холодовые рецепторы кожи расположены более поверхностно, на глубине 0,17 мм, а тепловые — более глубоко, на глубине 0,3 мм. Эта особенность расположения терморецепторов обусловливает более раннее восприятие организмом человека холода, чем тепла.

Афферентный поток нервных импульсов от периферических терморецепторов поступает через задние корешки спинного мозга к вставочным нейронам задних рогов. Затем по спиноталамическому тракту этот поток импульсов достигает передних ядер таламуса и далее проводится в соматосенсорную кору больших полушарий головного мозга, где формируются субъективные температурные ощущения и их топическая локализация. Значительная часть афферентных импульсов от периферических рецепторов кожи и внутренних органов поступает из спинного мозга по волокнам спиноталамического тракта к нейронам гипоталамического центра терморегуляции. В терморегуляторном центре гипоталамуса («термостат») обнаружены различные по функциям группы нервных клеток:

1)термочувствительные нейроны преоптической области;

2)клетки, «задающие» уровень поддерживаемой в организме температуры тела («установочная точка» терморегуляции) в переднем гипоталамусе;

30Медицина неотложных состояний. Избранные клинические лекции. Том 4

3)вставочные нейроны (интернейроны) гипоталамуса;

4)эффекторные нейроны, управляющие процессами теплопродукции и теплоотдачи в заднем гипоталамусе.

Термочувствительные нервные клетки преоптической области гипоталамуса непосредственно «измеряют» температуру артериальной крови, протекающей через мозг, и обладают высокой чувствительностью к температурным изменениям (способны различать разницу температуры крови в 0,011 °С). Отношение холодо- и теплочувствительных нейронов в гипоталамусе составляет 1 : 6, поэтому центральные терморецепторы преимущественно активируются при повышении температуры «ядра» тела человека. На основе анализа и интеграции информации о значении температуры крови и периферических тканей в преоптической области гипоталамуса непрерывно определяется среднее (интегральное) значение температуры тела. Эти данные передаются через вставочные нейроны в группу нейронов переднего отдела гипоталамуса, задающих в организме определенный уровень температуры тела — «установочную точку» терморегуляции. На основе анализа и сравнений значений средней температуры тела и заданной величины температуры, подлежащей регулированию, механизмы «установочной точки» через эффекторные нейроны заднего гипоталамуса воздействуют на процессы теплоотдачи или теплопродукции, чтобы привести в соответствие фактическую и заданную температуру. Таким образом, за счет функции центра терморегуляции устанавливается равновесие между теплопродукцией и теплоотдачей, позволяющее поддерживать теплосодержание тела в оптимальных для жизнедеятельности организма пределах.

Тепловые синдромы. При высокой температуре окружающей среды

развиваются четыре клинических синдрома: тепловые судороги, тепловое истощение, тепловая травма при напряжении и тепловой удар. Каждое из этих состояний можно дифференцировать на основании различных клинических проявлений, однако между ними есть много общего, и эти состояния можно рассматривать как разновидности синдромов одного и того же происхождения. Точная частота возникновения тепловых синдромов неизвестна, хотя в литературе есть описание около 200 случаев тепловых ударов в течение одного лета.

Симптомокомплекс теплового поражения развивается при высокой температуре (более 32 °С) и при высокой относительной влажности воздуха (более 60 %). Наиболее уязвимы люди пожилого возраста, лица, страдающие психическими заболеваниями, алкоголизмом, принимающие антипсихотические, мочегонные, антихолинергические препараты,