Механизмы действия пониженных температур. Переохлаждение, причины, сталии развития, механизмы компенсации. Применение гибернации в медицине.

Гипотермия - типовая форма расстройства теплового обмена - возникает в результате действия на организм низкой температуры внешней среды и/или значительного снижения теплопродукции в нём. Гипотермия характеризуется нарушением (срывом) механизмов теплорегуляции и проявляется снижением температуры тела ниже нормы.

Под действием низкой температуры у человека возникает озноб, кожа бледнеет, происходит быстрое расходование резервных энергетических запасов. Дальнейшее воздействие холода приводит к постепенному снижению температуры тела, нарушается усвоение кислорода тканями, наступает угнетение функций центральной нервной системы, сердечно-сосудистой деятельности, дыхания. Появляются резкая слабость, апатия, сонливость, помрачение сознания. Смерть от первичной остановки дыхания наступает, когда температура тела снижается до +20ºС и ниже.

Причины развития охлаждения организма многообразны.

Низкая температура внешней среды (воды, воздуха, окружающих пред­метов и др.) - наиболее частая причина гипотермии. Важно, что разви­тие гипотермии возможно не только при отрицательной (ниже О °С), но и при положительной внешней температуре.

Обширные параличи мышц и/или уменьшение их массы (например, при их гипотрофии или дистрофии). Это может быть вызвано травмой либо деструкцией (например, постишемической, в результате сирингомие-лии или других патологических процессов) спинного мозга, поврежде­нием нервных стволов, иннервирующих поперечнополосатую мускула­туру, а также некоторыми другими факторами (например, дефицитом Са2+ в мышцах, миорелаксантами).

Нарушение обмена веществ и/или снижение эффективности экзотерми­ческих процессов метаболизма. Такие состояния наиболее часто развива­ются при надпочечниковой недостаточности, ведущей (помимо прочих изменений) к дефициту в организме катехоламинов, при выраженных гипотиреоидных состояниях, при травмах и дистрофических процессах в области центров симпатической нервной системы гипоталамуса.

Крайняя степень истощения организма.

Патогенез гипотермии

Развитие гипотермии - процесс стадийный. В основе её формирования ле­жит более или менее длительное перенапряжение и в итоге срыв механиз­мов терморегуляции организма. В связи с этим при гипотермии различают две стадии её развития: 1) компенсации (адаптации) и 2) декомпенсации (деадаптации). Некоторые авторы выделяют финальную стадию гипотермии - замерзание.

В развитии гипотермии различают 2 стадии:

1) стадия компенсации: несмотря на низкую температуру окружающей среды температура тела не снижается, а поддерживается на исходном уровне благодаря перестройке и мобилизации механизмов терморегуляции. В первую очередь включаются механизмы физической терморегуляции, направленные на ограничение теплоотдачи. Наблюдается спазм сосудов кожи (уменьшается потеря тепла за счет излучения), уменьшение потоотделения. У животных важную роль играет шерсть (волосы поднимаются и образуется теплоизолирующий слой воздуха). У человека сохранилась рудиментарная реакция – «гусиная кожа» - не имеет значения в поддержании температуры, но свидетельствует о напряжении механизмов терморегуляции. Животные могут также менять позу – сворачиваться в клубок (что также способствует сохранению тепла).

При более интенсивном и длительном воздействии холода ограничения теплоотдачи бывает недостаточно. Включаются механизмы химической терморегуляции, направленные на увеличение теплопродукции. Наблюдается мышечная дрожь (т.н. сократительный термогенез), усиливаются обменные процессы в печени (несократительный термогенез), идет интенсивный распад гликогена, повышается концентрация глюкозы в крови, увеличивается потребление кислорода тканями.

Обмен веществ не только повышается, но и нарушается.

Не просто идет усиление окисления, но и еще и разобщение окисления и фосфорилирования. В норме значительная часть энергии, образующаяся в результате реакций окисления, аккумулируется путем фосфорилирования в макроэргических соединениях (типа АТФ). В условиях длительного или интенсивного действия холода возможно перенапряжение и истощение механизмов терморегуляции, после чего температура тела снижается и наступает 2-я стадия переохлаждения – гипотермия:

2) стадия декомпенсации (или собственно гипотермия). При снижении температуры внутренней среды снижается уровень обменных процессов, потребление кислорода, возникает угнетение жизненно важных функций (дыхания, кровообращения); сопровождающееся развитием гипоксии, угнетением функций ЦНС, снижением иммунологической реактивности.

Медицинская гибернация – это метод управляемого снижения температуры тела или его органов с целью уменьшения интенсивности метаболизма, уровня функций тканей, органов и их физиологических систем, повышения их устойчивости к гипоксии.

При глубоком охлаждении организма тормозятся метаболические процессы, и потребность тканей в кислороде падает. Эту особенность кислородного метаболизма, в частности мозга, учитывают хирурги в ходе проведения операций на разных органах под искусственной гипотермией в условиях значительного снижения или даже временного прекращения кровообращения, что получило наименование операций на сухих органах (сердце, сосудах, мозге, других органах). Обычно анестезиологи ориентируются на температуру в прямой кишке в пределах 28-30° C, но при необходимости можно создать более глубокую гипотермию (термолиз, по Лабори, специалиста по медицинской гибернации) с использованием аппаратного искусственного кровообращения, миорелаксантов, ингибиторов метаболизма и других манипуляций. Для общего охлаждения организма применяются жидкости с температурой от +2 до -12° C, циркулирующие в специальных «холодовых» костюмах, надеваемых на пациента, или «холодовых» одеялах, которыми их укрывают. В целом ряде случаев применяется локальная гипотермия, например, головы, с помощью специального надеваемого на голову пациента шлема, пронизанного трубочками-термодами, по которым циркулирует охлаждающая жидкость.

Преимущества медицинской гибернации состоит в том, что

· не наблюдаются жизненно опасные нарушения функций коры больших полушарий и рефлекторной деятельности нервной системы,

· снижается возбудимость, проводимость и ограничивается автоматия клеток-водителей ритма проводящей системы сердца,

· формируется синусовая брадикардия,

· падают минутный и ударный объемы сердца,

· снижается артериальное кровяное давление,

· тормозится функциональная активность и уровень метаболизма в органах и тканях организма.