5. Механизм патогенного воздействия высоких и низких температур, сниженного и повышенного барометрического давления.

Действие высокой температуры. В условиях повышения температуры и влажности воздуха отдача тепла из организма затруднена и может совершаться только при напряжении механизмов терморегуляции (расширение периферических сосудов, усиление потоотделения). При повышении температуры воздуха до 33°С отдача тепла путем проведения и излучения становится неэффективной и совершается только путем испарения, а при повышении влажности воздуха затрудняется и этот путь отдачи тепла. При таких обстоятельствах нарушается равновесие между образованием тепла в организме и его отдачей во внешнюю среду, приводит к задержке тепла и перегреванию.

Тот период перегревания, который характеризуется сохранением нормальной температуры тела, называется стадией компенсации.

Перенапряжение терморегуляции приводит к ее истощению, а наступающее вслед за этим повышение температуры тела свидетельствует о наступлении второго периода перегревания — стадии декомпенсации.

Обильное потоотделение вызывает — обезвоживание, нарушение электролитного обмена (потеря хлоридов), сгущение крови и повышение ее вязкости, недостаточность сердца. Нарастающие явления кислородного голодания появляются судороги, наступает смерть. Острое перегревание с быстрым повышением температуры тела носит название теплового удара.

Ожог возникает при местном воздействии высокой температуры и проявляется в виде местных деструктивных изменений, тяжесть которых разделяют на 4 степени:  I — покраснение кожи (эритема), слабая воспалительная реакция без нарушения целостности кожи; II — острое экссудативное воспаление кожи, образование пузырей с отслоением эпидермиса; III—частичный некроз кожи и образование язв;  IV — обугливание тканей, некроз, распространяющийся за пределы кожи.

В клиническом течении ожоговой болезни различают следующие стадии: ожоговый шок, ожоговая токсемия, ожоговая инфекция, ожоговое истощение, исход.

В развитии ожогового шока главную роль играет болевой фактор и афферентная импульсация в ЦНС. Перераздражение и последующее истощение нервных центров нарушают регуляцию сосудистого тонуса, дыхания и функции сердца.

Развитию шока способствует интоксикация, которая при ожогах выражена сильно. Ожоговые токсины образуются на месте повреждения. Из поврежденных тканей в общий кровоток поступают денатурированный белок и токсические продукты его гидролиза.

Тяжелым осложнением ожоговой болезни является обезвоживание. Потеря белков и жидкости происходит на месте поражения в результате повышения проницаемости стенки сосудов. Нарушается водно-электролитный обмен. В первые часы после ожога поврежденные ткани задерживают натрий, затем натрий и вода переходят в клеточное пространство, покидая плазму. Развивается клеточная гипергидратация. Перераспределение калия заключается в выходе его из клеточного пространства в плазму. Эффект гиперкалиемии состоит в нарушении сократительной способности миокарда и сердечного автоматизма. Под влиянием протеолитических ферментов, которые попадают в кровь из поврежденных клеток, могут меняться антигенные свойства тканей. Ожоговые антигены являются причиной аутоиммунизации организма.

Инфекция — усиливает интоксикацию организма. Источниками инфицирования являются поврежденные ткани и содержимое кишок. Это осложнение объясняется частности гибелью кожи, нарушением функции системы фагоцитов, изменением защитных свойств слизистой оболочки пищевого канала.

Выздоровление характеризуется полным отторжением некротических тканей, заполнением дефекта грануляциями, рубцеванием и эпителизацией.

Действие низкой температуры. Может привести к снижению температуры тела и развитию — гипотермии.

В развитии гипотермии различают 2 стадии. Несмотря на низкую температуру окружающей среды, температура тела не снижается, а поддерживается благодаря включению компенсаторных реакций - стадия компенсации (ограничение теплоотдачи: спазм сосудов кожи и уменьшению потоотделения). У животных важную роль играет шерсть (волоски поднимаются и образуется теплоизолирующий слой воздуха). У человека эта реакция сохранилась в виде "гусиной" кожи и не имеет значения в поддержании температуры тела. При интенсивном и продолжительном действии холода включаются механизмы химической терморегуляции, направленные на увеличение теплопродукции: мышечная дрожь, усиливается обмен веществ, увеличивается распад гликогена в печени и мышцах, повышается содержание глюкозы в крови. Потребление кислорода увеличивается, усиленно функционируют системы, обеспечивающие доставку кислорода к тканям. Перестройка в организме, обеспечивающая постоянство температуры тела в условиях холода, происходит при участии нейрогуморальных регуляторных механизмов: терморецепторы кожи воспринимают холодовое раздражение и по путям посылают импульсы в гипоталамус, где расположен центр терморегуляции, и в высшие отделы ЦНС. Отсюда в обратном направлении поступают сигналы к различным органам и системам, принимающим участие в поддержании температуры тела. По двигательным нервам импульсы поступают к мышцам, в которых развиваются терморегуляторный тонус и дрожь. По симпатическим нервам возбуждение достигает мозгового вещества надпочечников, усиливается секреция адреналина. Адреналин способствует сужению сосудов и стимулирует распад гликогена в печени и в мышцах. Важным фактором является включение в терморегуляцию гипофиза, а через его тропные гормоны — щитовидной железы и коры надпочечников. Гормон щитовидной железы повышает обмен веществ, увеличивает теплопродукцию, активизирует биогенез митохондрий. Гликокортикоиды стимулируют образование углеводов из белков. В условиях длительного или интенсивного действия холода возможно перенапряжение и истощение механизмов терморегуляции, после чего температура тела снижается и наступает вторая стадия охлаждения — стадия декомпенсации (гипотермия).

В этом периоде отмечается снижение обменных процессов и потребления кислорода; жизненно важные функции угнетены. Нарушение дыхания и кровообращения приводит к кислородному голоданию, угнетению функций ЦНС, снижению иммунологической реактивности. В тяжелых случаях возможны изменения, приводящие к смерти, тесно переплетены явления патологические и приспособительные. Одни и те же сдвиги, являясь, патологическими, могут быть и приспособительные. Например, угнетение функций ЦНС можно назвать охранительным, так как понижается чувствительность нервных клеток к недостатку кислорода и дальнейшему снижению температуры тела. Снижение обмена веществ в свою очередь уменьшает потребность организма в кислороде. В состоянии гипотермии организм становится менее чувствительным к неблагоприятным воздействиям внешней среды — недостатку кислорода и пищи, интоксикации, инфекции, поражающему действию электрического тока, ионизирующей радиации.

Действие пониженного атмосферного давления человек испытывает по мере подъема на высоту в самолете, в горах. В лабораторных условиях такое состояние моделируется в барокамере путем искусственного разрежения воздуха. Патологические изменения, возникающие при этом, обусловлены двумя основными факторами — уменьшением парциального давления кислорода во вдыхаемом воздухе и понижением атмосферного давления (декомпрессией). Недостаток кислорода во вдыхаемом воздухе вызывает состояние гипоксии. Комплекс явлений, связанных со снижением атмосферного давления, называется синдромом декомпрессии.

От величины атмосферного давления зависят физические свойства газов и жидкостей (объем и растворимость газов в жидкостях, точка кипения жидкостей). При снижении атмосферного давления газы, находящиеся внутри организма, расширяются, понижается их растворимость в жидкой среде, точка кипения крови и других жидкостей понижается, они могут закипеть при температуре тела. Выраженность этих явлений зависит от скорости декомпрессии и ее степени. У летчиков, совершающих полет в негерметической кабине, может возникнуть ряд симптомов, связанных с декомпрессией, — расширение воздуха в кишках (высотный метеоризм), боль в ушах и лобных пазухах в результате расширения воздуха, заполняющего эти полости, кровотечение из носа из-за разрыва мелких сосудов. На высоту 19 000 м нельзя подниматься без надежно герметизированной кабины, так как именно на этой высоте жидкость закипает при температуре тела.

При быстром перепаде атмосферного давления развивается синдром взрывной декомпрессии. В его развитии имеет значение баротравма легких, сердца и крупных сосудов вследствие резкого повышения внутрилегочного давления. Разрыв альвеол и сосудов легкого приводит к проникновению газовых пузырьков в кровеносную систему (газовая эмболия). В случае разгерметизации космического корабля или высотного самолета происходит мгновенная смерть вследствие закипания крови и других жидкостей организма, а также в результате молниеносной формы гипоксии.

Действие повышенного атмосферного давления человек испытывает при погружении под воду во время водолазных и кессонных работ. В результате вдавления барабанных перепонок может появиться боль в ушах. При резком и очень быстром повышении атмосферного давления возможен разрыв легочных альвеол. Однако гораздо большее значение имеет то обстоятельство, что в условиях гипербарии человек дышит воздухом под повышенным давлением, в результате в крови и тканях организма растворяется дополнительное количество газов. При дыхании сжатым воздухом наибольшее значение имеет азот. Количество азота в организме может увеличиваться в несколько раз, более всего в органах, богатых жирами (нервная ткань), более всего поражается нервная система. Сначала это проявляется легким возбуждением ("глубинный восторг"). В дальнейшем наступают явления наркоза и интоксикации. Чтобы избежать этих явлений, в подводные устройства подают кислородно-гелиевые смеси. При повышенном давлении токсичен и кислород. Избыток кислорода (гипероксия) в самом начале оказывает благоприятный эффект, улучшая процессы тканевого дыхания. В дальнейшем кислород начинает действовать токсически. Сначала развиваются реакции организма, направленные на поддержание оптимального кислородного режима в ткани головного мозга и ограничение повышения концентрации кислорода в нем. В формировании реакций большое значение имеет снижение возбудимости хеморецепторов кровеносного русла, в результате урежаются дыхание и пульс, уменьшается объем циркулирующей крови, сужаются сосуды головного мозга.

В дальнейшем может возникнуть своеобразное "удушение" тканей, связанное с тем, что молекула гемоглобина оказывается блокированной кислородом и теряет способность выводить углекислоту. Ткани в первую очередь используют кислород, который физически растворен в плазме; это способствует диссоциации оксигемоглобина. Под повышенным давлением увеличивается содержание растворимого в крови кислорода. При этом оксигемоглобин практически не диссоциирует и углекислота не выводится.

Чувствительность организма к токсическому действию кислорода зависит от количества тканевых антиоксидантов (токоферолов, глутатиона, убихинона), которые подавляют свободнорадикальное окисление. Они же могут быть использованы с лечебной и профилактической целью при действии на организм кислорода под повышенным давлением.

При возвращении человека в условия нормального атмосферного давления (декомпрессия) наблюдается десатурация — выведение избыточного количества растворенных газов через кровь и легкие. Декомпрессию следует проводить медленно, чтобы скорость образования газов не превышала возможности легких по их выведению. В противном случае пузырьки воздуха, задерживаясь в крови и тканях, могут закупоривать кровеносные сосуды (газовая эмболия).