ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 31
Гипотермия, определение понятия, классификация. Механизмы компенсации при физической гипотермии. Патофизиологическое обоснование применения искусственной гипотермии в клинике.
Тромбоз, определение понятия, виды, этиология и патогенез, исходы.
Этиология и патогенез железодефицитных анемий. Изменения в костном мозге и периферической крови.
Патологическая система. Механизмы формирования и патогенетическое значение.
Гипотермия, определение понятия, классификация. Механизмы компенсации при физической гипотермии. Патофизиологическое обоснование применения искусственной гипотермии в клинике.
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.
Гипотермия — это патологическое состояние, обусловленное снижением внутренней температуры тела до 35°С и менее. В зависимости от уровня температуры гипотермию классифицируют как легкую (32-35°С), умеренную (28-32°С), тяжелую (28-20°С) и глубокую (< 20°С).
Различают первичную и вторичную гипотермию. Первичная («случайная», или непреднамеренная) гипотермия развивается у здоровых лиц под влиянием неблагоприятных внешних условий (метеорологических или при погружении в холодную воду), достаточных по интенсивности для снижения внутренней температуры тела. Вторичная гипотермия возникает как осложнение другого, первичного патологического процесса или заболевания, например алкогольной интоксикации, травмы или острого инфаркта миокарда.
Различают охлаждение организма (собственно гипотермию) и управляемую (искусственную) гипотермию, или медицинскую гибернацию.
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 0 °C), но и при положительной внешней температуре. Показано, что снижение температуры тела (в прямой кишке) до 25 °C уже опасно для жизни; до 20 °C, — как правило, необратимо; до 17–18 °C — обычно смертельно.
Показательна статистика смертности от охлаждения. Гипотермия и смерть человека при охлаждении наблюдается при температуре воздуха от +10 °C до 0 °C примерно в 18%; от 0 °C до –4 °C в 31%; от –5 °C до –12 °C в 30%; от –13 °C до –25 °C в 17%; от –26 °C до –43 °C в 4%. Видно, что максимальный показатель смертности при переохлаждении находится в интервале температуры воздуха от +10 °C до –12 °C. Следовательно, человек в условиях существования на Земле, постоянно находится в потенциальной опасности охлаждения.
• 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 сирингомиелии или других патологических процессов) спинного мозга, повреждением нервных стволов, иннервирующих поперечно‑полосатую мускулатуру, а также некоторыми другими факторами (например, дефицитом Ca2+ в мышцах, миорелаксантами).
• Нарушение обмена веществ и/или снижение эффективности экзотермических процессов метаболизма. Такие состояния могут развиваться 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.
В трёх последних случаях гипотермия развивается при условии пониженной внешней температуры.
Факторы риска охлаждения организма.
• Повышенная влажность воздуха. Это значительно снижает его теплоизоляционные свойства и увеличивает тепловые потери, в основном, путём проведения и конвекции.
• Высокая скорость движения воздуха. Ветер способствует быстрому охлаждению организма в связи с уменьшением теплоизоляционных свойств воздуха
• Повышенная влажность одежды или её намокание. Это уменьшает её теплоизоляционные свойства.
• Попадание в холодную воду. Вода примерно в 4 раза более теплоёмка и в 25 раз более теплопроводна, чем воздух. В связи с этим замерзание в воде может наблюдаться при сравнительно высокой температуре: при температуре воды +15 °C человек сохраняет жизнеспособность не более 6 ч., при +1 °C — примерно 0,5 часа. Интенсивная потеря тепла происходит в основном путём конвекции и проведения.
• Длительное голодание, физическое переутомление, алкогольное опьянение, а также при различные заболеванияе, травмы и экстремальные состояния. Эти и ряд других факторов снижают резистентность организма к охлаждению.
Патогенез гипотермии
Развитие гипотермии — процесс стадийный. В основе её формирования лежит более или менее длительное перенапряжение и, в конце концов, 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.
Стадия компенсации
Стадия компенсации характеризуется активацией экстренных адаптивных реакций, направленных на уменьшение теплоотдачи и увеличение теплопродукции.
• Механизм развития стадии компенсации включает:
† изменение поведения индивида, направленное на уход из условий, в которых действует низкая температура окружающей среды (например, уход из холодного помещения, использование тёплой одежды, обогревателей и т.п.).
† снижение эффективности теплоотдачи достигается благодаря уменьшению и прекращению потоотделения, сужению артериальных сосудов кожи и мышц, в связи с чем в них значительно уменьшается кровообращение.
† активацию теплопродукции за счёт увеличения кровотока во внутренних органах и повышения мышечного сократительного термогенеза.
† включение стрессорной реакции (возбуждённое состояние пострадавшего, повышение электрической активности центров терморегуляции, увеличение секреции либеринов в нейронах гипоталамуса, в аденоцитах гипофиза — АКТГ и ТТГ, в мозговом веществе надпочечников — катехоламинов, а в их коре — кортикостероидов, в щитовидной железе — тиреоидных гормонов.
• Благодаря комплексу указанных изменений температура тела хотя и понижается, но ещё не выходит за рамки нижней границы нормы. Температурный гомеостаз организма сохраняется.
• Указанные выше изменения существенно модифицируют функцию органов и физиологических систем организма: развивается тахикардия, возрастают АД и сердечный выброс, увеличивается частота дыханий, нарастает число эритроцитов в крови.
• Эти и некоторые другие изменения создают условия для активации метаболических реакций, о чём свидетельствует снижение содержания гликогена в печени и мышцах, увеличение ГПК и ВЖК, возрастание потребления тканями кислорода.
Интенсификация метаболических процессов сочетается с повышенным выделением энергии в виде тепла и препятствует охлаждению организма.
• Если причинный фактор продолжает действовать, то компенсаторные реакции могут стать недостаточными. При этом снижается температура не только покровных тканей организма, но и его внутренних органов, в том числе и мозга. Последнее ведёт к расстройствам центральных механизмов терморегуляции, дискоординации и неэффективности процессов теплопродукции — развиваются их декомпенсация.
Стадия декомпенсации
Стадия декомпенсации (деадаптация) процессов терморегуляции является результатом срыва центральных механизмов регуляции теплового обмена (рис. 6–12).
Рис. 6–12. Основные патогенные факторы гипотермии на стадии декомпенсации системы терморегуляции организма.
На стадии декомпенсации температура тела падает ниже нормального уровня (в прямой кишке она снижается до 35 °C и ниже) и продолжает снижаться далее. Температурный гомеостаз организма нарушается: организм становится пойкилотермным.
• Причина развития стадии декомпенсации: нарастающее угнетение деятельности корковых и подкорковых структур головного мозга, включая центры терморегуляции. Последнее обусловливает неэффективность реакций теплопродукции и продолжающуюся потерю тепла организмом.
• Патогенез
† Нарушение механизмов нейроэндокринной регуляции обмена веществ и функционирования тканей, органов и их систем.
† Дезорганизация функций тканей и органов.
† Угнетение метаболических процессов в тканях. Степень расстройств функции и обмена веществ прямо зависит от степени и длительности снижения температуры тела.
• Проявления
† Расстройства кровообращения:
‡ уменьшение сердечного выброса как за счёт уменьшения силы сокращения, так и за счёт ЧСС — до 40 в минуту;
‡ снижение АД,
‡ нарастание вязкости крови.
† Нарушения микроциркуляции (вплоть до развития стаза):
‡ замедление кровотока в сосудах микроциркуляторного русла,
‡ увеличение тока крови по артериоло-венулярным шунтам,
‡ значительное снижение кровенаполнения капилляров.
† Повышение проницаемости стенок микрососудов для неорганических и органических соединений. Это является результатом нарушения кровообращения в тканях, образования и высвобождения в них БАВ, развития гипоксии и ацидоза. Увеличение проницаемости стенок сосудов приводит к потере из крови белка, главным образом альбумина (гипоальбуминемия). Жидкость выходит из сосудистого русла в ткани.
† Развитие отёка. В связи с этим ещё более повышается вязкость крови, что усугубляет расстройства микроциркуляции и способствует развитию сладжа, тромбов.
† Локальные очаги ишемии в тканях и органах являются следствием указанных изменений.
† Дискоординация и декомпенсация функций и метаболизма в тканях и органах (брадикардия, сменяющаяся эпизодами тахикардии; аритмии сердца, артериальная гипотензия, снижение сердечного выброса, уменьшение частоты до 8–10 в минуту и глубины дыхательных движений; прекращение холодовой мышечной дрожи, снижение напряжения кислорода в тканях, падение его потребления в клетках, уменьшение в печени и мышцах содержания гликогена).
† Смешанная гипоксия:
‡ циркуляторная (в результате снижения сердечного выброса, нарушения тока крови в сосудах микроциркуляторного русла),
‡ дыхательная (в связи со снижением объёма лёгочной вентиляции),
‡ кровяная (в результате сгущения крови, адгезии, агрегации и лизиса эритроцитов, нарушения диссоциации HbO2 в тканях;
‡ тканевая (вследствие холодового подавления активности и повреждения ферментов тканевого дыхания).
† Нарастающие ацидоз, дисбаланс ионов в клетках и в межклеточной жидкости.
† Подавление метаболизма, снижение потребления тканями кислорода, нарушение энергетического обеспечения клеток.
† Формирование порочных кругов, потенцирующих развитие гипотермии и расстройств жизнедеятельности организма (рис. 6–13).
Рис. 6–13. Основные порочные круги на стадии декомпенсации системы терморегуляции при гипотермии.
‡ Метаболический порочный круг. Снижение температуры тканей в сочетании с гипоксией тормозит протекание метаболических реакций. Известно, что уменьшение температуры тела на 10 °C снижает скорость биохимических реакций в 2–3 раза (эта закономерность описывается как температурный коэффициент вант Хоффа — Q10). Подавление интенсивности метаболизма сопровождается уменьшением выделения свободной энергии в виде тепла. В результате температура тела ещё более снижается, что дополнительно подавляет интенсивность метаболизма и т.д.
‡ Сосудистый порочный круг. Нарастающее снижение температуры тела при охлаждении сопровождается расширением артериальных сосудов (по нейромиопаралитическому механизму) кожи, слизистых оболочек, подкожной клетчатки. Этот феномен наблюдается при температуре тела, равной 33–30 °C. Расширение сосудов кожи и приток к ним тёплой крови от органов и тканей ускоряет процесс потери организмом тепла. В результате температура тела ещё более снижается, ещё в большей мере расширяются сосуды, теряется тепло и т.д.
‡ Нервно‑мышечный порочный круг. Прогрессирующая гипотермия обусловливает снижение возбудимости нервных центров, в том числе контролирующих тонус и сокращение мышц. В результате этого выключается такой мощный механизм теплопродукции как мышечный сократительный термогенез. В результате температура тела интенсивно снижается, что ещё более подавляет нервно‑мышечную возбудимость, миогенный термогенез и т.д.
‡ В патогенез гипотермии могут включаться и другие порочные круги, потенцирующие её развитие.
† Углубление гипотермии вызывает торможение функций вначале корковых, а в последующем и подкорковых нервных центров. В связи с этим у пациентов развивается гиподинамия, апатия и сонливость, которые могут завершиться комой. В связи с этим нередко в качестве отдельного этапа гипотермии выделяют стадии гипотермического «сна» или комы.
† При выходе организма из гипотермического состояния в последующем у пострадавших нередко развиваются воспалительные процессы — пневмония, плеврит, острое респираторные заболевания, цистит и др. Указанные и другие состояния являются результатом снижения эффективности системы ИБН. Нередко выявляются признаки трофических расстройств, психозов, невротических состояний, психастении.
• При нарастании действия охлаждающего фактора наступает замерзание и смерть организма.
† Непосредственные причины смерти при глубокой гипотермии: прекращение сердечной деятельности и остановка дыхания. Как первое, так и второе в большей мере являются результатом холодовой депрессии сосудодвигательного и дыхательного бульбарных центров.
† Причиной прекращения сократительной функции сердца является развитие фибрилляции (чаще) или его асистолия (реже).
† При преимущественном охлаждении области позвоночника (в условиях длительного нахождения в холодной воде или на льду) смерти нередко предшествует коллапс. Его развитие является результатом холодового угнетения спинальных сосудистых центров.
† Гибель организма при гипотермии наступает, как правило, при снижении ректальной температуры ниже 25–20 °C.
† У погибших в условиях гипотермии обнаруживают признаки венозного полнокровия сосудов внутренних органов, головного и спинного мозга; мелко‑ и крупноочаговые кровоизлияния в них; отёк лёгких; истощение запасов гликогена в печени, скелетных мышцах, миокарде.
Искусственная гипотермия – искусственно вызванное снижение температуры тела для уменьшения интенсивности обмена веществ во всем организме (общая гипотермия) или в отдельных органах (локальная гипотермия).
По мере снижения температуры тела наблюдается урежение пульса, снижение артериального давления, уменьшение объёма крови, минутного объема сердца, и снижение органного кровотока.
При достижении температуры 28° начинает нарушаться синхронность работы сердечных мышц, и возникает явление, называемое фибрилляцией желудочков сердца, которая приводит к остановке сердца. Минимальная температура, при которой сердце ещё может работать, составляет 20° С. После остановки сердца, при температуре тела 28° С, допустимое время нахождения человека в состоянии клинической смерти увеличивается до 15 минут. С этого момента необходимо, либо включить систему искусственного кровообращения, либо охлаждать тело человека с такой скоростью, чтобы за 15 минут она снизилась на 10° С, то есть до 18° Цельсия. Современная медицина позволяет сделать как то, так и другое.
Смысл гипотермии в том, что она увеличивает продолжительность клинической смерти в 3 раза на каждые 10°С снижения температуры тела или органа, а значит, увеличивает время для необходимых манипуляций при введении человека в состояние анабиоза.
Искусственное охлаждение тела человека может быть основано на наружном охлаждении пациента в ванне с холодной водой. Или путем обкладывания пузырями со льдом, или обдувания тела холодным воздухом.
При использовании аппарата искусственного кровообращения, осуществление искусственной гипотермии не требует внешнего охлаждения тела человека, поскольку аппарат для проведения искусственного кровообращения снабжен специальным теплообменником, способным быстро изменять температуру тела за счет охлаждения крови.
Кроме общей гипотермии, охлаждения всего тела, в медицине используется и локальная гипотермия отдельных органов (например, сердца, головного мозга, желудка, почек, предстательной железы), её проводят с целью повышения устойчивости тканей к кислородному голоданию, снижения активности метаболических процессов, уменьшения или остановки кровотечения в труднодоступных областях, подавления воспалительных явлений. Краниоцеребральную гипотермию (охлаждение Г.М.) применяют у взрослых с целью предупреждения кислородного голодания (гипоксии) мозга во время внутримозговых сосудистых операций и лечения отека мозга. Ее осуществляют с помощью пластиковых или резиновых пузырей со льдом, однако более эффективно применение специального аппарата – гипотерм «Холод-2Ф». Об уровне краниоцеребральной гипотермии судят по температуре, регистрируемой внутри наружного слухового прохода.
Конкретно выглядит это так: при температуре тела 37°С есть всего от 5 до 8 минут для того, чтобы ввести человека в анабиоз иначе личность погибнет. Снижая температуру до 27°С, мы имеем для этого 15 минут, при 17°С у нас есть уже 45 минут, а, снизив температуру до +7°С мы будем иметь более 2-х часов для того, чтобы, сохранив личность человека, погрузить его в состояние анабиоза.
Наиболее часто для общего охлаждения организма применяют жидкость с температурой +2–12 °C, циркулирующую в специальных «холодовых» костюмах, одеваемых на пациентов или в «холодовых» одеялах, которыми их укрывают. Дополнительно используют также ёмкости со льдом и воздушное охлаждение кожных покровов пациента.
• Медикаментозная подготовка
С целью устранения или снижения выраженности адаптивных реакций организма в ответ на снижение его температуры, а также для выключения стресс‑реакции непосредственно перед началом охлаждения пациенту дают общий наркоз, вводят нейроплегические вещества, миорелаксанты в различных комбинациях и дозах. В совокупности указанные воздействия обеспечивают значительное снижение обмена веществ в клетках, потребления ими кислорода, образования углекислоты и метаболитов, предотвращают нарушения КЩР, дисбаланса ионов и воды в тканях.
• Эффекты медицинской гибернации
При гипотермии 30–28 °C (в прямой кишке)
† не наблюдается жизненно опасных изменений функции коры головного мозга и рефлекторной деятельности нервной системы;
† снижается возбудимость, проводимость и автоматизм миокарда;
† развивается синусовая брадикардия,
† уменьшаются ударный и минутный выбросы сердца,
† понижается АД,
† снижается функциональная активность и уровень метаболизма в органах и тканях.