Гипертермия , также известная как перегрев , — это состояние, при котором температура тела человека повышается выше нормы из-за нарушения терморегуляции . Тело человека вырабатывает или поглощает больше тепла , чем рассеивает. Когда происходит экстремальное повышение температуры, это становится неотложной медицинской ситуацией, требующей немедленного лечения для предотвращения инвалидности или смерти. [ необходима цитата ] Почти полмиллиона смертей регистрируется каждый год от гипертермии. [ необходима цитата ]
Наиболее распространенными причинами являются тепловой удар и побочные реакции на лекарства. Тепловой удар — это острое повышение температуры, вызванное воздействием чрезмерного тепла или сочетанием тепла и влажности, которое подавляет терморегулирующие механизмы 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 необходимой для поддержания нормального обмена веществ. Термин происходит от греческого ὑπέρ, hyper , что означает «выше», и θέρμος, thermos , что означает «тепло».
Нормальная температура тела человека может достигать 37,7 °C (99,9 °F) ближе к вечеру. [2] Гипертермия требует повышения температуры, которая в противном случае ожидалась бы. Такие повышения 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 быстрый слабый пульс. Если состояние прогрессирует до теплового удара, то типичной является горячая, сухая кожа [2], поскольку кровеносные сосуды расширяются в попытке увеличить потерю тепла. Неспособность охладить тело через потоотделение может вызвать сухость кожи . Гипертермия от неврологического заболевания может включать в себя слабое или отсутствующее потоотделение , сердечно-сосудистые проблемы, а также спутанность сознания или делирий .
Другие признаки и симптомы различаются. Сопутствующее обезвоживание может вызывать 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 дыхания увеличится ( тахикардия и тахипноэ ), поскольку артериальное давление падает, и сердце пытается поддерживать адекватное кровообращение . Снижение артериального давления может затем вызвать рефлекторное сокращение кровеносных сосудов, что приводит к бледному или синюшному цвету кожи в запущенных случаях. У маленьких детей, в частности, могут быть судороги . В конечном итоге наступает отказ органов , потеря сознания и смерть.
Тепловой удар возникает, когда терморегуляция нарушается из-за сочетания чрезмерного метаболического производства тепла (напряжения), чрезмерного тепла окружающей среды и недостаточной или нарушенной теплоотдачи, что приводит к аномально высокой температуре тела. [2] В тяжелых случаях температура может превышать 40 °C (104 °F). [13] Тепловой удар может быть ненапряженным (классическим) или напряженным .
Значительные физические нагрузки в жарких условиях могут генерировать тепло, выходящее за рамки способности охлаждаться, поскольку, в дополнение к теплу, влажность окружающей среды может снижать эффективность обычных механизмов охлаждения организма. [2] Механизмы потери тепла человеком ограничиваются в основном потоотделением (которое рассеивает тепло путем испарения , предполагая достаточно низкую влажность ) и вазодилатацией сосудов кожи (которое рассеивает тепло путем конвекции пропорционально разнице температур между телом и окружающей средой, согласно закону охлаждения Ньютона ). Другие факторы, такие как недостаточное потребление воды, употребление алкоголя или отсутствие кондиционирования воздуха , могут усугубить проблему.
Повышение температуры тела, вызванное нарушением 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 , что снижает их способность катализировать основные 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, длящийся от одной до трех минут. Почти все случаи тепловых судорог связаны с энергичными физическими нагрузками. Температура тела может оставаться нормальной или немного выше нормы, а судороги концентрируются в интенсивно используемых мышцах.
Ситуационный тепловой удар возникает при отсутствии нагрузки. Чаще всего он поражает молодых и пожилых людей. У пожилых людей его могут спровоцировать лекарства, которые уменьшают вазодилатацию и потоотделение, такие как антихолинергические препараты, антигистаминные препараты и диуретики. [2] В этой ситуации переносимость организмом высокой температуры окружающей среды может быть недостаточной, даже в состоянии покоя.
Волны тепла часто сопровождаются ростом смертности, и эти смерти от «классической гипертермии» обычно касаются пожилых и немощных. Это отчасти связано с тем, что терморегуляция затрагивает сердечно-сосудистую, дыхательную и почечную системы, которые могут быть неадекватны для дополнительного стресса из-за существующего бремени старения и болезней, еще больше усугубленного приемом лекарств. Во время волны тепла в июле 1995 года в Чикаго было зарегистрировано не менее 700 смертей, связанных с жарой. Самыми сильными факторами риска были прикованность к постели и проживание в одиночестве, в то время как риск был снижен для тех, у кого работали кондиционеры и кто имел доступ к транспорту. Даже в этом случае сообщаемые случаи смерти могут быть недооценены, поскольку диагноз может быть ошибочно классифицирован как инсульт или сердечный приступ. [15]
Некоторые препараты вызывают избыточное внутреннее тепловыделение. [2] Частота лекарственной гипертермии выше там, где чаще используются эти препараты. [2]
Те, кто работает в промышленности, в армии или в качестве спасателей, могут быть обязаны носить средства индивидуальной защиты (СИЗ) от опасностей, таких как химические вещества, газы, огонь, стрелковое оружие и самодельные взрывные устройства (СВУ). СИЗ включают в себя ряд защитных костюмов , пожарных , бронежилетов и костюмов для защиты от бомб и т. д. В зависимости от конструкции, пользователь может быть заключен в микроклимат [20] из-за увеличения теплового сопротивления и уменьшения паропроницаемости. При выполнении физической работы естественная терморегуляция организма (т. е. потоотделение) становится неэффективной. Это усугубляется повышенной производительностью труда, высокой температурой и влажностью окружающей среды, а также прямым воздействием солнца. Конечный эффект заключается в том, что желаемая защита от некоторых угроз окружающей среды непреднамеренно увеличивает угрозу теплового стресса.
Влияние СИЗ на гипертермию было отмечено в ходе борьбы с эпидемией вируса Эбола в Западной Африке в 2014 году. Врачи и работники здравоохранения могли работать в защитных костюмах только 40 минут за раз, опасаясь теплового удара. [21]
Другие редкие причины гипертермии включают тиреотоксикоз и опухоль надпочечников , называемую феохромоцитомой , обе из которых могут вызывать повышенную выработку тепла. [2] Повреждение центральной нервной системы из-за кровоизлияния в мозг, черепно-мозговой травмы, эпилептического статуса и других видов повреждений гипоталамуса также могут вызывать гипертермию. [2]
Лихорадка возникает , когда внутренняя температура повышается из-за действия преоптической области переднего гипоталамуса . Например, в ответ на бактериальную или вирусную инфекцию некоторые белые кровяные клетки в крови выделяют пирогены , которые оказывают прямое воздействие на передний гипоталамус, вызывая повышение температуры тела, подобно повышению температуры на термостате .
Напротив, гипертермия возникает, когда температура тела повышается без изменения центров регуляции тепла.
Некоторые желудочно-кишечные симптомы острого теплового удара, вызванного физической нагрузкой, такие как рвота, диарея и желудочно-кишечное кровотечение, могут быть вызваны барьерной дисфункцией и последующей эндотоксемией . Было обнаружено, что у спортсменов, занимающихся сверхвыносливостью, значительно повышен уровень эндотоксина в плазме. Эндотоксин стимулирует многие воспалительные цитокины, которые, в свою очередь, могут вызывать полиорганную дисфункцию. Экспериментально обезьяны, получавшие пероральные антибиотики до индукции теплового удара, не становились эндотоксемическими. [22]
Существует научное обоснование концепции заданной температуры; то есть поддержания оптимальной температуры для метаболических процессов, от которых зависит жизнь. Нервная активность в преоптическом переднем гипоталамусе мозга запускает теплоотдачу (потение и т. д.) или теплогенерацию (дрожь и сокращение мышц и т. д.) посредством стимуляции автономной нервной системы. Было показано, что преоптический передний гипоталамус содержит чувствительные к теплу, чувствительные к холоду и нечувствительные к температуре нейроны, определяющие заданную температуру тела. По мере того, как температура, которой подвергаются эти нейроны, поднимается выше 37 °C (99 °F), скорость электрического разряда теплочувствительных нейронов постепенно увеличивается. Чувствительные к холоду нейроны постепенно увеличивают свою скорость электрического разряда ниже 37 °C (99 °F). [23]
Гипертермия обычно диагностируется по сочетанию неожиданно высокой температуры тела и анамнеза, который поддерживает гипертермию вместо лихорадки. [2] Чаще всего это означает, что повышенная температура возникла в жаркой, влажной среде (тепловой удар) или у человека, принимающего препарат, для которого гипертермия является известным побочным эффектом (лекарственная гипертермия). Наличие признаков и симптомов, связанных с синдромами гипертермии, таких как экстрапирамидные симптомы, характерные для злокачественного нейролептического синдрома, и отсутствие признаков и симптомов, более часто связанных с лихорадкой, связанной с инфекцией, также учитываются при постановке диагноза.
Если жаропонижающие препараты снижают температуру тела, даже если температура не возвращается полностью к норме, то гипертермия исключается. [2]
Когда температура окружающей среды слишком высокая, люди и многие другие животные охлаждаются ниже температуры окружающей среды путем испарительного охлаждения пота (или другой водной жидкости; например, слюны у собак); это помогает предотвратить потенциально смертельную гипертермию. Эффективность испарительного охлаждения зависит от влажности . Температура влажного термометра , которая учитывает влажность, или более сложные расчетные величины, такие как температура влажного термометра (WBGT), которая также учитывает солнечное излучение , дают полезные указания о степени теплового стресса и используются несколькими агентствами в качестве основы для рекомендаций по профилактике теплового стресса. (Температура влажного термометра по сути является самой низкой температурой кожи, достижимой путем испарительного охлаждения при заданной температуре окружающей среды и влажности.)
Длительная температура влажного термометра, превышающая 35 °C (95 °F), вероятно, будет фатальной даже для здоровых людей в хорошей физической форме, находящихся без одежды в тени рядом с вентилятором; при этой температуре происходит приток тепла из окружающей среды, а не его потеря. По состоянию на 2012 год [обновлять]температура влажного термометра лишь очень редко превышала 30 °C (86 °F) где-либо, хотя значительное глобальное потепление может изменить это. [24] [25]
В случаях теплового стресса, вызванного физическими нагрузками, жаркой средой или защитным оборудованием, следует попытаться предотвратить или смягчить последствия частыми перерывами на отдых, тщательной гидратацией и контролем температуры тела. [26] Однако в ситуациях, когда человек подвергается воздействию жаркой среды в течение длительного периода или должен носить защитное оборудование, требуется персональная система охлаждения в качестве вопроса здоровья и безопасности. Существует множество активных или пассивных персональных систем охлаждения; [20] их можно классифицировать по источникам питания и по тому, устанавливаются ли они на человека или на транспортное средство.
Из-за широкого спектра условий эксплуатации эти устройства должны соответствовать определенным 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, охлаждая воду и циркулируя ее через одежду; таким образом, поверхность кожи охлаждается за счет теплопроводности. Этот тип систем оказался успешным в некоторых военных, правоохранительных и промышленных приложениях. Специалисты по обезвреживанию бомб, одетые в специальные костюмы для защиты от самодельных взрывных устройств (СВУ), используют небольшой охлаждающий блок на основе льда, который крепится к одной ноге; одежда с циркулирующей жидкостью, обычно жилет, надевается на туловище для поддержания безопасной температуры тела. Напротив, солдаты, передвигающиеся в боевых машинах, могут сталкиваться с микроклиматическими температурами свыше 65 °C (149 °F) и нуждаются в многопользовательской системе охлаждения с питанием от транспортного средства и возможностью быстрого подключения. Требования к группам по работе с опасными веществами, медицинскому сообществу и работникам тяжелой промышленности еще больше различаются.
Необходимо устранить основную причину. Легкую гипертермию, вызванную напряжением в жаркий день, можно адекватно лечить с помощью мер самопомощи, таких как повышенное потребление воды и отдых в прохладном месте. Гипертермия, вызванная воздействием препарата, требует немедленного прекращения приема этого препарата, а иногда и использования других препаратов в качестве контрмер.
Жаропонижающие средства (например, ацетаминофен , аспирин , другие нестероидные противовоспалительные препараты ) не играют никакой роли в лечении теплового удара , поскольку жаропонижающие средства прерывают изменение гипоталамической точки отсчета, вызванное пирогенами ; не ожидается, что они будут работать на здоровом гипоталамусе , который был перегружен, как в случае теплового удара. В этой ситуации жаропонижающие средства на самом деле могут быть вредны для пациентов, у которых развиваются печеночные , гематологические и почечные осложнения , поскольку они могут усугубить тенденцию к кровотечению . [27]
Когда температура тела значительно повышается, механические методы охлаждения используются для удаления тепла и восстановления способности организма регулировать собственную температуру. [2] Пассивные методы охлаждения, такие как отдых в прохладном, затененном месте и снятие одежды, могут быть применены немедленно. Активные методы охлаждения, такие как обтирание головы, шеи и туловища прохладной водой, удаляют тепло из тела и тем самым ускоряют возвращение тела к нормальной температуре. Когда такие методы, как погружение, нецелесообразны, также было показано, что эффективными являются опрыскивание тела водой и использование вентилятора. [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, так как оно вызывает сужение сосудов в коже и тем самым препятствует выходу тепла из тела. Однако британский анализ различных исследований заявил: «это никогда не было доказано экспериментально. Действительно, недавнее исследование с участием обычных добровольцев показало, что скорость охлаждения была максимальной при использовании самой холодной воды». [29] Анализ пришел к выводу, что погружение в ледяную воду является наиболее эффективным методом охлаждения при тепловом ударе, вызванном физической нагрузкой. [29] Не было найдено ни одного более эффективного метода охлаждения при тепловом ударе без физической нагрузки . [30] Таким образом, агрессивное погружение в ледяную воду остается золотым стандартом при опасном для жизни тепловом ударе . [31] [32]
Когда температура тела достигает около 40 °C (104 °F), или если пострадавший находится без сознания или проявляет признаки спутанности сознания, гипертермия считается неотложной медицинской ситуацией , требующей лечения в соответствующем медицинском учреждении. Сердечно-легочная реанимация (СЛР) может быть необходима, если у человека происходит остановка сердца (остановка сердечных сокращений). Уже в больнице доступны более агрессивные меры охлаждения, включая внутривенную гидратацию , промывание желудка ледяным солевым раствором и даже гемодиализ для охлаждения крови. [2]
Гипертермия поражает тех, кто не может регулировать температуру своего тела, в основном из-за условий окружающей среды. Основным фактором риска гипертермии является отсутствие способности потеть. Люди, которые обезвожены или которые старше, могут не вырабатывать пот, необходимый им для регулирования температуры своего тела. [33] Условия высокой температуры могут подвергать определенные группы риску гипертермии, включая: физически активных людей, солдат, строителей, ландшафтных дизайнеров и рабочих фабрик. Некоторым людям, которые не имеют доступа к более прохладным условиям проживания, например, людям с более низким социально-экономическим статусом, может быть трудно бороться с жарой. Люди подвержены риску гипертермии в условиях высокой температуры и сухости, которые чаще всего наблюдаются летом.
Были зарегистрированы различные случаи различных типов гипертермии. В марте 2019 года было опубликовано исследование, в котором рассматривались многочисленные сообщения о случаях лекарственной гипертермии. Исследование пришло к выводу, что психотропные препараты, такие как антипсихотики, антидепрессанты и анксиолитики, были связаны с повышенной смертностью, связанной с жарой, в отличие от других исследованных препаратов (антихолинергические препараты, диуретики, сердечно-сосудистые средства и т. д.). [34] Другое исследование было опубликовано в июне 2019 года, 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 сделан вывод о том, что случаи гипертермии наблюдались чаще всего в регионах с засушливым климатом. В исследовании обсуждалось обнаружение непропорционально большого количества случаев гипертермии в ранние сезонные волны тепла, что указывает на то, что люди еще не практиковали надлежащие методы сохранения прохлады и предотвращения перегрева в раннее присутствие теплой, сухой погоды. [35]
В городских районах люди подвержены повышенной восприимчивости к гипертермии. Это связано с явлением, называемым 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. Северо-восточные штаты были следующими по величине. Регионами, наименее затронутыми гипертермией, связанной с волной тепла, вызывающей смерть, были южные и прибрежные штаты Тихого океана. [37] Северные города в Соединенных Штатах подвергаются большему риску гипертермии во время волн тепла 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 в пределах континентальной части США, обычно имеют более высокие пороговые значения для температуры окружающей среды. [38] В Индии сотни людей умирают каждый год от летних волн тепла, [39] включая более 2500 в 2015 году . [40] Позднее тем же летом в Пакистане волна тепла 2015 года унесла жизни около 2000 человек. [41] Экстремальная волна тепла в Европе 2003 года унесла жизни десятков тысяч человек. [42]
Причинами гипертермии являются обезвоживание, прием определенных лекарств, употребление кокаина и амфетаминов или чрезмерное употребление алкоголя. [43] Температура тела выше 37,5–38,3 °C (99,5–100,9 °F) может быть диагностирована как гипертермический случай. [43] По мере повышения температуры тела или сохранения чрезмерной температуры тела у людей повышается риск развития прогрессирующих состояний. К осложнениям гипертермии с большим риском относятся тепловой удар, нарушение работы органов, отказ органов и смерть. Существует две формы теплового удара : классический тепловой удар и тепловой удар от физической нагрузки. Классический тепловой удар возникает из-за экстремальных условий окружающей среды, таких как волны тепла. Чаще всего классическому тепловому удару подвержены очень молодые, пожилые или хронически больные люди. Тепловой удар от физической нагрузки возникает у людей после интенсивной физической активности. Тепловой удар от физической нагрузки чаще всего проявляется у здоровых людей в возрасте 15–50 лет. При тепловом ударе от физической нагрузки часто наблюдается потоотделение. [44] Уровень смертности от теплового удара составляет от 40 до 64%. [43]
Гипертермия также может быть преднамеренно вызвана с помощью лекарств или медицинских приборов, и изучается и применяется в клинической практике в качестве лечения некоторых видов рака . [45] Исследования показали, что медикаментозно контролируемая гипертермия может уменьшать опухоли. [46] [47] Это происходит, когда высокая температура тела повреждает раковые клетки, разрушая белки и структуры внутри каждой клетки. [48] [46] Гипертермия также была исследована с целью выяснить, делает ли она раковые опухоли более восприимчивыми к облучению как форме лечения; что в результате позволило использовать гипертермию в качестве дополнения к другим формам терапии рака. [49] [46] Различные методы гипертермии при лечении рака включают локальную или региональную гипертермию, а также методы воздействия на все тело. [46]
Температура тела поддерживается в пределах 36,5-37,5 °C. Она самая низкая ранним утром и самая высокая 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 тепловым заболеванием, повышение температуры тела выше 41,0 °C (часто называемое лихорадкой или гиперпирексией) является наиболее широко признанным симптомом этого синдрома.
Авторы также обнаружили сильную связь между температурой и смертностью и широтой, с большим влиянием более низких температур на риск смертности в более южных городах и более высоких температур в более северных городах.