Гипертермия , также известная как перегрев , представляет собой состояние, при котором температура тела человека превышает норму из-за нарушения терморегуляции . Тело человека производит или поглощает больше тепла , чем рассеивает. Когда происходит резкое повышение температуры, это становится неотложной медицинской помощью , требующей немедленного лечения, чтобы предотвратить инвалидность или смерть. [ нужна цитата ] Ежегодно от гипертермии регистрируется почти полмиллиона смертей. [ нужна цитата ]
Наиболее распространенными причинами являются тепловой удар и побочные реакции на лекарства. Тепловой удар — это резкое повышение температуры , вызванное воздействием чрезмерного тепла или сочетанием тепла и влажности, которое подавляет механизмы терморегуляции организма. Последнее является относительно редким побочным эффектом многих лекарств, особенно тех, которые влияют на центральную нервную систему . Злокачественная гипертермия — редкое осложнение некоторых видов общей анестезии . Гипертермия также может быть вызвана черепно-мозговой травмой . [4] [5] [6]
Гипертермия отличается от лихорадки тем, что заданная температура тела остается неизменной. Противоположностью является гипотермия , которая возникает, когда температура падает ниже той, которая необходима для поддержания нормального обмена веществ. Этот термин происходит от греческого ὑπέρ, гипер , что означает «выше», и θέρμος, термос , что означает «тепло».
У людей гипертермия определяется как температура выше 37,5–38,3 °C (99,5–100,9 °F), в зависимости от используемого эталона, которая возникает без изменения заданного значения температуры тела . [3] [10]
Нормальная температура тела человека может достигать 37,7 °C (99,9 °F) ближе к вечеру. [2] Гипертермия требует повышения температуры по сравнению с ожидаемым в противном случае. Такие возвышения варьируются от умеренных до экстремальных; температура тела выше 40 °C (104 °F) может быть опасной для жизни.
Ранней стадией гипертермии может быть «тепловое истощение» (или «тепловая прострация» или «тепловой стресс»), симптомы которого могут включать сильное потоотделение, учащенное дыхание и учащенный слабый пульс. Если состояние прогрессирует до теплового удара, то типичной является горячая и сухая кожа [2] , поскольку кровеносные сосуды расширяются в попытке увеличить потерю тепла. Неспособность охладить тело через потоотделение может вызвать сухость кожи . Гипертермия вследствие неврологического заболевания может включать незначительное потоотделение или отсутствие потоотделения , сердечно-сосудистые проблемы, а также спутанность сознания или делирий .
Другие признаки и симптомы различаются. Сопутствующее обезвоживание может вызвать тошноту , рвоту, головные боли и низкое кровяное давление , а последнее может привести к обмороку или головокружению , особенно если быстро принять положение стоя.
При тяжелом тепловом ударе могут наблюдаться спутанность сознания и агрессивное поведение. Частота сердечных сокращений и частота дыхания увеличиваются ( тахикардия и тахипноэ ), поскольку артериальное давление падает и сердце пытается поддерживать адекватное кровообращение . Снижение артериального давления может привести к рефлекторному сокращению кровеносных сосудов, что в запущенных случаях приводит к бледному или синюшному цвету кожи. У маленьких детей, в частности, могут быть судороги . В конечном итоге это приведет к отказу органов , потере сознания и смерти.
Тепловой удар возникает, когда терморегуляция нарушается из-за сочетания чрезмерного метаболического производства тепла (напряжения), чрезмерного тепла окружающей среды и недостаточной или нарушенной потери тепла, что приводит к аномально высокой температуре тела. [2] В тяжелых случаях температура может превышать 40 °C (104 °F). [13] Тепловой удар может быть ненагрузочным (классическим) или физическим .
Значительные физические нагрузки в жарких условиях могут привести к выделению тепла, превышающего способность охлаждения, поскольку, помимо тепла, влажность окружающей среды может снизить эффективность обычных механизмов охлаждения организма. [2] Механизмы теплопотери человека ограничиваются в первую очередь потоотделением (которое рассеивает тепло путем испарения при условии достаточно низкой влажности ) и расширением сосудов кожи (которое рассеивает тепло путем конвекции , пропорционально разнице температур между телом и окружающей средой, согласно закон охлаждения Ньютона ). Другие факторы, такие как недостаточное потребление воды, употребление алкоголя или отсутствие кондиционера , могут усугубить проблему.
Повышение температуры тела в результате нарушения терморегуляции влияет на организм биохимически. Ферменты , участвующие в метаболических путях в организме, таких как клеточное дыхание, не могут эффективно работать при более высоких температурах, а дальнейшее повышение может привести к их денатурации , снижая их способность катализировать важные химические реакции. Эта потеря ферментативного контроля влияет на функционирование основных органов с высокими энергетическими потребностями, таких как сердце и мозг. [14] Потеря жидкости и электролитов вызывает тепловые судороги – медленное мышечное сокращение и сильный мышечный спазм, продолжающийся от одной до трех минут. Почти все случаи тепловых судорог связаны с энергичными физическими нагрузками. Температура тела может оставаться нормальной или немного выше нормальной, а судороги концентрируются в интенсивно используемых мышцах.
Ситуационный тепловой удар возникает при отсутствии физической нагрузки. Чаще всего оно поражает молодых и пожилых людей. В частности, у пожилых людей его могут спровоцировать лекарства, уменьшающие вазодилатацию и потоотделение, такие как антихолинергические препараты, антигистаминные препараты и диуретики. [2] В этой ситуации толерантность организма к высокой температуре окружающей среды может быть недостаточной даже в состоянии покоя.
Волны жары часто сопровождаются ростом смертности, и в число смертей от «классической гипертермии» обычно входят пожилые и немощные люди. Частично это связано с тем, что терморегуляция затрагивает сердечно-сосудистую, дыхательную и почечную системы, которые могут оказаться неадекватными для дополнительного стресса из-за существующего бремени старения и болезней, которое еще больше ухудшается из-за приема лекарств. Во время жары в июле 1995 года в Чикаго погибло не менее 700 человек. Самыми сильными факторами риска были прикованность к постели и проживание в одиночестве, тогда как риск был снижен у тех, у кого были работающие кондиционеры, и у тех, у кого был доступ к транспорту. Даже в этом случае число зарегистрированных смертей может быть недооценено, поскольку диагноз может быть ошибочно классифицирован как инсульт или сердечный приступ. [15]
Некоторые лекарства вызывают чрезмерное внутреннее тепловыделение. [2] Частота лекарственной гипертермии выше там, где они чаще используются. [2]
Те, кто работает в промышленности, в армии или в службах быстрого реагирования , могут быть обязаны носить средства индивидуальной защиты (СИЗ) от таких опасностей, как химические агенты, газы, огонь, стрелковое оружие и самодельные взрывные устройства (СВУ). СИЗ включают в себя, среди прочего, ряд защитных костюмов , пожарно-спасательного снаряжения , бронежилетов и костюмов для разминирования . В зависимости от конструкции пользователь может быть инкапсулирован в микроклимат [20] за счет увеличения термического сопротивления и снижения паропроницаемости. При выполнении физической работы естественная терморегуляция организма (т. е. потоотделение) становится неэффективной. Это усугубляется увеличением производительности труда, высокой температурой и уровнем влажности окружающей среды, а также прямым воздействием солнечных лучей. Конечным результатом является то, что желаемая защита от некоторых экологических угроз непреднамеренно увеличивает угрозу теплового стресса.
Влияние СИЗ на гипертермию было отмечено при борьбе с эпидемией вируса Эбола в 2014 году в Западной Африке. Врачи и медицинские работники могли работать в защитных костюмах только по 40 минут за раз, опасаясь теплового удара. [21]
Другие редкие причины гипертермии включают тиреотоксикоз и опухоль надпочечников , называемую феохромоцитомой , которые могут вызывать повышенное выделение тепла. [2] Повреждение центральной нервной системы в результате кровоизлияния в мозг, черепно-мозговой травмы, эпилептического статуса и других видов повреждений гипоталамуса также может вызвать гипертермию. [2]
Лихорадка возникает, когда внутренняя температура повышается за счет действия преоптической области переднего гипоталамуса . Например, в ответ на бактериальную или вирусную инфекцию определенные лейкоциты в крови выделяют пирогены , которые оказывают прямое воздействие на переднюю часть гипоталамуса, вызывая повышение температуры тела, подобно повышению температуры на термостате .
Напротив, гипертермия возникает, когда температура тела повышается без изменения центров терморегуляции.
Некоторые желудочно-кишечные симптомы острого теплового удара при физической нагрузке, такие как рвота, диарея и желудочно-кишечное кровотечение, могут быть вызваны барьерной дисфункцией и последующей эндотоксемией . Было обнаружено, что у спортсменов сверхвыносливости значительно повышен уровень эндотоксинов в плазме. Эндотоксин стимулирует многие воспалительные цитокины, что, в свою очередь, может вызвать полиорганную дисфункцию. Экспериментально у обезьян, получавших пероральные антибиотики до возникновения теплового удара, не возникало эндотоксемии. [22]
Существует научная поддержка концепции заданного значения температуры; то есть поддержание оптимальной температуры для метаболических процессов, от которых зависит жизнь. Нервная активность в преоптико-переднем гипоталамусе головного мозга запускает теплоотдающую (потливость и т. д.) или теплогенерирующую (дрожь, сокращение мышц и т. д.) деятельность путем стимуляции вегетативной нервной системы. Было показано, что преоптический передний гипоталамус содержит чувствительные к теплу, чувствительные к холоду и нечувствительные к температуре нейроны, определяющие заданную температуру тела. Когда температура, воздействию которой подвергаются эти нейроны, поднимается выше 37 °C (99 °F), скорость электрического разряда чувствительных к теплу нейронов постепенно увеличивается. Чувствительные к холоду нейроны постепенно увеличивают скорость электрического разряда ниже 37 ° C (99 ° F). [23]
Гипертермию обычно диагностируют по сочетанию неожиданно высокой температуры тела и анамнеза, который подтверждает гипертермию вместо лихорадки. [2] Чаще всего это означает, что повышенная температура возникла в жаркой и влажной среде (тепловой удар) или у человека, принимающего лекарство, для которого гипертермия является известным побочным эффектом (лекарственная гипертермия). При постановке диагноза также учитывают наличие признаков и симптомов, связанных с синдромами гипертермии, таких как экстрапирамидные симптомы, характерные для злокачественного нейролептического синдрома, и отсутствие признаков и симптомов, чаще связанных с лихорадкой, связанной с инфекцией.
Если жаропонижающие препараты снижают температуру тела, даже если температура не возвращается полностью к норме, то гипертермию исключают. [2]
Когда температура окружающей среды чрезмерна, люди и многие другие животные охлаждаются ниже температуры окружающей среды за счет испарительного охлаждения пота (или другой водной жидкости; например, слюны у собак); это помогает предотвратить потенциально фатальную гипертермию. Эффективность испарительного охлаждения зависит от влажности . Температура по влажному термометру , которая учитывает влажность, или более сложные расчетные величины, такие как температура по влажному термометру (WBGT), которая также учитывает солнечное излучение , дают полезные показатели степени теплового стресса и используются несколькими агентствами. в качестве основы для рекомендаций по предотвращению теплового стресса. (Температура по влажному термометру — это, по сути, самая низкая температура кожи, достижимая при испарительном охлаждении при данной температуре и влажности окружающей среды.)
Длительная температура по влажному термометру, превышающая 35 ° C (95 ° F), может быть смертельной даже для здоровых и здоровых людей, находящихся без одежды в тени рядом с вентилятором; при этой температуре вместо потери тепла происходит приток тепла из окружающей среды. По состоянию на 2012 год [update]температура по влажному термометру лишь очень редко где-либо превышала 30 ° C (86 ° F), хотя значительное глобальное потепление может изменить это. [24] [25]
В случаях теплового стресса, вызванного физической нагрузкой, жаркой средой или защитным снаряжением, следует попытаться предотвратить или смягчить его путем частых перерывов для отдыха, тщательного питья и мониторинга температуры тела. [26] Однако в ситуациях, требующих длительного воздействия горячей среды или необходимости носить защитное оборудование, из соображений здоровья и безопасности требуется индивидуальная система охлаждения. Существует множество активных и пассивных систем индивидуального охлаждения; [20] их можно классифицировать по источникам питания и по тому, монтируются ли они на человеке или на транспортном средстве.
Из-за широкого разнообразия условий эксплуатации эти устройства должны отвечать особым требованиям, касающимся скорости и продолжительности охлаждения, источника питания и соблюдения правил охраны труда и техники безопасности. Среди других критериев — потребность пользователя в физической мобильности и автономности. Например, системы с активной жидкостью работают путем охлаждения воды и ее циркуляции через одежду; таким образом, площадь поверхности кожи охлаждается за счет проводимости. Этот тип системы доказал свою эффективность в некоторых военных, правоохранительных и промышленных целях. Специалисты по обезвреживанию бомб, одетые в специальные костюмы для защиты от самодельных взрывных устройств (СВУ), используют небольшой охладитель на льду, который привязывается к одной ноге; одежду, обеспечивающую циркуляцию жидкости, обычно жилет, надевают поверх туловища для поддержания безопасной внутренней температуры тела. Напротив, солдаты, путешествующие на боевых машинах, могут столкнуться с температурой микроклимата, превышающей 65 °C (149 °F), и им потребуется многопользовательская система охлаждения с питанием от машины и возможностью быстрого подключения. Требования к группам защиты, медицинскому сообществу и работникам тяжелой промышленности различаются и дальше.
Основная причина должна быть устранена. Легкую гипертемию, вызванную физической нагрузкой в жаркий день, можно адекватно лечить с помощью мер самообслуживания, таких как повышенное потребление воды и отдых в прохладном месте. Гипертермия, возникающая в результате воздействия наркотиков, требует немедленного прекращения приема этого препарата, а иногда и использования других препаратов в качестве противодействующих мер.
Жаропонижающие средства (например, ацетаминофен , аспирин и другие нестероидные противовоспалительные препараты ) не играют роли в лечении теплового удара , поскольку жаропонижающие средства прерывают изменение уставки гипоталамуса , вызванное пирогенами ; от них не ожидается воздействия на здоровый гипоталамус , который был перегружен, как в случае теплового удара. В этой ситуации жаропонижающие средства на самом деле могут быть вредными для пациентов, у которых развиваются печеночные , гематологические и почечные осложнения , поскольку они могут усугублять склонность к кровотечениям . [27]
Когда температура тела значительно повышена, применяются методы механического охлаждения для отвода тепла и восстановления способности организма регулировать собственную температуру. [2] Методы пассивного охлаждения, такие как отдых в прохладном, тенистом месте и снятие одежды, можно применять немедленно. Методы активного охлаждения, такие как обтирание головы, шеи и туловища прохладной водой, отводят тепло от тела и тем самым ускоряют возвращение тела к нормальной температуре. Когда такие методы, как погружение в воду, непрактичны, эффективность опрыскивания тела водой и использования вентилятора также доказана. [28]
Сидя в ванне с теплой или прохладной водой (метод погружения), можно удалить значительное количество тепла за относительно короткий период времени. Когда-то считалось, что погружение в очень холодную воду контрпродуктивно, поскольку оно вызывает сужение сосудов кожи и тем самым препятствует выходу тепла из ядра тела. Однако британский анализ различных исследований показал: «Это никогда не было доказано экспериментально. Действительно, недавнее исследование с участием обычных добровольцев показало, что скорость охлаждения была самой высокой, когда использовалась самая холодная вода». [29] Анализ показал, что погружение в ледяную воду является наиболее эффективным методом охлаждения при тепловом ударе при физической нагрузке. [29] Не найдено более эффективного метода охлаждения при тепловом ударе без нагрузки . [30] Таким образом, агрессивное погружение в ледяную воду остается золотым стандартом лечения опасного для жизни теплового удара . [31] [32]
Когда температура тела достигает около 40 °C (104 °F) или если пострадавший находится без сознания или демонстрирует признаки спутанности сознания, гипертермия считается неотложной медицинской помощью , требующей лечения в соответствующем медицинском учреждении. В больнице доступны более агрессивные меры охлаждения, включая внутривенную гидратацию , промывание желудка ледяным физиологическим раствором и даже гемодиализ для охлаждения крови. [2]
Гипертермия поражает тех, кто не может регулировать тепло своего тела, главным образом из-за условий окружающей среды. Основным фактором риска гипертермии является отсутствие способности потеть. Люди, обезвоженные или пожилые, могут не выделять пота, необходимого для регулирования температуры тела. [33] Условия сильной жары могут подвергнуть определенные группы риска гипертермии, в том числе: физически активных людей, солдат, строителей, ландшафтных дизайнеров и фабричных рабочих. Некоторым людям, у которых нет доступа к более прохладным условиям жизни, например, людям с более низким социально-экономическим статусом, может быть трудно бороться с жарой. Люди подвергаются риску гипертермии во время сильной жары и засухи, которая чаще всего наблюдается летом.
Сообщалось о различных случаях различных типов гипертермии. В марте 2019 года было опубликовано исследование, в котором изучались многочисленные сообщения о случаях гипертермии, вызванной лекарствами. Исследование пришло к выводу, что психотропные препараты, такие как антипсихотики, антидепрессанты и анксиолитики, связаны с повышенной смертностью, связанной с жарой, в отличие от других исследованных препаратов (холинолитики, диуретики, сердечно-сосудистые средства и т. д.). [34] В июне 2019 года было опубликовано другое исследование, в котором изучалась связь между гипертермией у пожилых людей и температурой в Соединенных Штатах. Были проанализированы записи о госпитализации пожилых пациентов в США в период с 1991 по 2006 год, и был сделан вывод, что случаи гипертермии наблюдались чаще всего в регионах с засушливым климатом. В исследовании обсуждалось обнаружение непропорционально большого количества случаев гипертермии в начале сезонной жары, что указывает на то, что люди еще не практиковали надлежащие методы сохранения прохлады и предотвращения перегрева в начале теплой и сухой погоды. [35]
В городских районах люди более подвержены гипертермии. Это происходит из-за явления, называемого эффектом городского острова тепла . [36] С 20-го века в Соединенных Штатах северо-центральный регион (Огайо, Индиана, Иллинойс, Миссури, Айова и Небраска) был регионом с самой высокой заболеваемостью в результате гипертермии. Следующими по величине оказались северо-восточные штаты. Регионами, которые меньше всего пострадали от гипертермии, связанной с жарой, вызывающей смерть, были южные и тихоокеанские прибрежные штаты. [37] Северные города в Соединенных Штатах подвергаются большему риску гипертермии во время волн жары из-за того, что люди, как правило, имеют более низкую минимальную температуру смертности в более высоких широтах. [38] Напротив, города, расположенные в более низких широтах континентальной части США, обычно имеют более высокие пороговые значения температуры окружающей среды. [38] В Индии каждый год от летней жары умирают сотни человек, [39] в том числе более 2500 в 2015 году . [40] Позже тем же летом в результате сильной жары в Пакистане в 2015 году погибло около 2000 человек. [41] Экстремальная жара в Европе в 2003 году привела к гибели десятков тысяч человек. [42]
Причинами гипертермии являются обезвоживание, прием некоторых лекарств, употребление кокаина и амфетаминов или чрезмерное употребление алкоголя. [43] Температура тела выше 37,5–38,3 °C (99,5–101,0 °F) может быть диагностирована как гипертермический случай. [43] Поскольку температура тела повышается или сохраняется чрезмерная температура тела, люди подвергаются повышенному риску развития прогрессирующих заболеваний. Более серьезные осложнения гипертермии включают тепловой удар, нарушение функции органов, недостаточность органов и смерть. Есть две формы теплового удара ; Классический тепловой удар и тепловой удар напряжения. Классический тепловой удар возникает в результате экстремальных условий окружающей среды, таких как жара. Чаще всего от классического теплового удара страдают очень молодые, пожилые или хронически больные люди. Тепловой удар при физической нагрузке появляется у лиц после энергичных физических нагрузок. Тепловой удар при физической нагрузке чаще всего возникает у здоровых людей в возрасте 15–50 лет. Потоотделение часто наблюдается при тепловом ударе от физической нагрузки. [44] Связанный с этим уровень смертности от теплового удара составляет от 40 до 64%. [43]
Гипертермию также можно намеренно вызвать с помощью лекарств или медицинских устройств; она изучается и применяется в повседневной клинической практике для лечения некоторых видов рака . [45] Исследования показали, что контролируемая с медицинской точки зрения гипертермия может уменьшить опухоль. [46] [47] Это происходит, когда высокая температура тела повреждает раковые клетки, разрушая белки и структуры внутри каждой клетки. [48] [46] Гипертермия также исследовалась с целью выяснить, приводит ли она к повышению склонности раковых опухолей к облучению в качестве формы лечения; что в результате позволило использовать гипертермию в качестве дополнения к другим формам лечения рака. [49] [46] Различные методы гипертермии при лечении рака включают локальную или регионарную гипертермию, а также методы всего тела. [46]
Температура тела поддерживается в пределах 36,5-37,5°С. Самый низкий показатель ранним утром и самый высокий во второй половине дня.
Дантролен также может быть связан с улучшением выживаемости и снижением осложнений, особенно у пациентов с экстремальной (≥ 42 °C) или тяжелой (≥ 40 °C) гиперпирексией.
Несмотря на множество осложнений, связанных с тепловой болезнью, повышение температуры тела выше 41,0 °C (часто называемое лихорадкой или гиперпирексией) является наиболее широко распространенным симптомом этого синдрома.
Авторы также обнаружили сильную связь зависимости температуры и смертности с широтой: более низкие температуры оказывают большее влияние на риск смертности в более южных городах, а более высокие температуры - в более северных городах.