ПАТОФИЗИОЛОГИЯ ТЕПЛОВОГО ОБМЕНА. ЛИХОРАДКА
Определенный уровень температуры необходим для функционирования большинства ферментов, протекания химических реакций обмена веществ. Температура внутренней среды определяет вязкость крови и внеклеточной жидкости, поверхностное натяжение сурфактанта, набухание коллоидов интерстициального пространства. От температуры тканей и органов зависят процессы возбуждения клеток, сокращения мышц, секреции, всасывания, защитные реакции клеток и тканей (например, скорость локомоторного перемещения нейтрофилов и эозинофилов в тканях при воспалении). Млекопитающие и человек имеют высокую практически постоянную температуру тела (точнее, температурного «ядра») равную 37+0,6 оС. Такие организмы называются гомойотермными.
ТЕПЛОВОЙ ОБМЕН
Температура тела является результатом баланса теплопродукции (ТП) и теплоотдачи (ТО):
ТП = ТО
Оба процесса регулируются. Теплопродукцию называют также химическим способом терморегуляции, теплоотдачу – физическим.
Эффекторное (исполнительное) звено терморегуляции.
Механизмы теплопродукции
1) несократительный термогенез:
- обмен веществ (катаболическая сторона обмена веществ) – образование тепла во всех клетках организма, на него влияют (повышают) гормоны: тироидные, катехоламины, глюкокортикоиды. Под влиянием катехоламинов происходит быстрое, но непродолжительное повышение теплопродукции, более продолжительное достигается под влиянием тироидных гормонов;
|
|
|
- липолиз бурого жира, который у доношенного новорожденного составляет 6-8% массы тела. Бурый жир - это уникальная ткань, его можно обнаружить в области шеи, между лопатками, за грудиной, вокруг почек и надпочечников. Клетки бурого жира содержат большое количество митохондрий и жировых вакуолей. Их метаболизм регулируется центром терморегуляции и стимулируется норадреналином (а не адреналином, как у взрослых) через симпатическую иннервацию в ответ на холод. В результате происходит гидролиз триглицеридов на свободные жирные кислоты и глицерин. Эта ткань содержит специальный белок термогенин, который вместе с жирными кислотами разобщает окисление и фосфорилирование. У взрослых катехоламины стимулируют липолиз в белой жировой ткани.
К механизмам несократительного термогенеза относится специфическое динамическое действие пищи: рост теплопродукции связан с активацией функции желудочно-кишечного тракта, который и в состоянии покоя лидирует в производстве тепловой энергии. Продукты промежуточного обмена стимулируют теплопродукцию в клетках ЖКТ. Артериальная гиперемия слизистых оболочек желудка и кишечника способствует распространению тепла по всему организму Температура используемых в пищу продуктов (горячие блюда, жидкости) также согревает организм человека.
|
|
|
2) сократительный термогенез:
- тоническое напряжение мышц подбородка, шеи, верхнего плечевого пояса, туловища, сгибателей конечностей;
- дрожательный термогенез: при прогрессирующем охлаждении организма возникают непроизвольные периодические сокращения скелетной мускулатуры, получившие название холодовой дрожи (центр дрожи расположен в заднем гипоталамусе);
- произвольные мышечные сокращения, поведенческие реакции.
Механизмы теплоотдачи
Физическая теплорегуляция обеспечивает сохранение постоянства температуры тела за счет изменения отдачи тепла организмом путем проведения через кожу (кондукция и конвекция), лучеиспускания (радиация) и испарения воды. Теплоотдача в значительной мере регулируется изменением кровообращения в коже. С повышением температуры окружающей среды в теплоотдаче начинает доминировать испарение.
Кожные терморецепторы классифицируются на холодовые и тепловые согласно их реакции на температурное воздействие. Количество холодовых рецепторов в коже больше, чем тепловых.
|
|
|
Центральное звено терморегуляции
Центральные термочувствительные нейроны расположены в преоптической области переднего гипоталамуса, их активность изменяется при сдвигах местной температуры. Существуют теплочувствительные и холодочувствительные нейроны, преобладают (80%) нейроны, реагирующие на повышение температуры – теплочувствительные нейроны. Заметные изменения частоты импульсации этих нейронов возникают при сдвигах температуры гипоталамуса всего на 0,2–0,5°C.
Гипоталамус выполняет функции основного регулятора температуры, передняя часть гипоталамуса (преоптическое ядро) в основном является термодетектором, тогда как задняя часть — интегративной структурой. Эти современные данные противоречат старым, которые приписывали термолитическую активность переднему гипоталамусу, а термогенез — заднему гипоталамусу. Помимо термочувствительных нейронов в переднем гипоталамусе находятся также термонечувствительные нейроны, они генерируют постоянную эталонную частоту импульсов. Сигналы периферических терморецепторов (в виде частоты импульсов) интегрируются с сигналами центральных термосенсоров, суммированный сигнал сравнивается с сигналом эталонных нейронов, формируя установочную точку температурного гомеостаза (set point). Сдвиг установочной точки температуры гипоталамуса от заданного константного уровня приводит к запуску эффекторных механизмов терморегуляции.
|
|
|
Нарушения теплового баланса
1. Гипотермия, (переохлаждение), гибернация.
2. Гипертермия (перегревание, тепловые «болезни»).
3. Лихорадка.
Перегревание и переохлаждение представляют собой формы нарушения терморегуляции, тогда как лихорадка – это эволюционно выработанный процесс, заключающийся в установке температурного баланса на новом уровне и с сохранением температурной регуляции. Перегревание и переохлаждение имеют общие стадии:
1. стадия компенсации – включение механизмов терморегуляции – нет изменения температуры «ядра»;
2. стадия декомпенсации – несостоятельность механизмов терморегуляции, изменение температуры, нарушение функций систем организма;
3. стадия комы.
Перегревание, виды:
- тепловой шок – вследствие потери воды, гиповолемии;
- тепловые судороги – вследствие потери натрия;
- тепловой удар (гиперпирексия) – отсутствие потовых желез – наследственное или приобретенное при склеродермии - нарушение теплоотдачи.
Температура также повышается при гипертиреозе (тиреоидный «шторм»), травме мозга, судорогах, отравлении атропином, под влиянием соединений, разобщающих окислительное фосфорилирование.
Солнечный удар. В результате длительного воздействия на область головы прямых солнечных лучей: - инфра-красных - перегревается мозговое вещество, при этом его температура может превысить нормальную иногда на 2-3°С; ультра-фиолетовых – образование активных радикалов кислорода, кининов и цитокинов – нарушение мозгового кровообращения и терморегуляции, возникающих раньше, чем повышается температура тела. Развивается гиперемия и отечность головного мозга и оболочек, желудочки мозга переполняются ликвором, повышается внутричерепное давление, в результате чего нарушаются функции коры головного мозга, сосудодвигательного и дыхательного центров; может наступить смерть от паралича дыхания или остановки сердца.
Гипотермия. Состояние организма человека, при котором температура его тела становится ниже 35°С, называют «гипотермией». Наиболее быстро гипотермия возникает при погружении организма в холодную воду. Действие низких температур чаще вызывает обморожения, чем общую гипотермию. В клинической практике при сложных хирургических операциях на сердце, мозге, легких используется гибернация – искусственное понижение температуры тела, с этой целью применяют сочетание наркоза, миорелаксации и охлаждения.
Лихора́дка (лат. febris) — неспецифический общий типовой патологический процесс, возникающий под действием пирогенов, характеризующийся повышением температуры тела вследствие смещения установочной точки температурного гомеостаза на более высокий уровень, при обязательном сохранении самих механизмов терморегуляции, в чём состоит принципиальное отличие лихорадки от гипертермии.
В эволюции лихорадка возникла как защитно-приспособительная реакция на инфекцию организма высших животных и человека, поэтому помимо повышения температуры тела при этом процессе наблюдаются и другие явления, характерные для инфекционной патологии. Так называемый преиммунный ответ (в клинической практике – продромальный синдром) проявляется общими неспецифическими симптомами: сонливостью, апатией, головной и мышечной болью, повышением уровня белков острой фазы воспаления, лейкоцитозом. Развивается продромальный синдром под влиянием системного действия цитокинов ИЛ-1, ФНО-альфа, ИЛ-6, ГМ-КСФ.
Любое инфекционное заболевание закономерно проявляется лихорадочным синдромом разной степени выраженности. Асептические лихорадки возникают при некоторых неинфекционных заболеваниях. Застой молока в молочных железах, даже при отсутствии мастита, сопровождается повышением температуры тела. При облучении гипоталамуса, щитовидной железы развивается лучевая лихорадка. Неинфекционные иммунопатологические заболевания, стадии распада опухолей, закрытые травмы, обезвоживание и стрессовое состояние сопровождаются повышением температуры тела. Кровоизлияние в ткань головного мозга вызывает цитолиз астроцитов, высвобождающих пироген интерлейкин1, возникает лихорадка. Инфаркт миокарда сопровождается синдромом Дресслера, включающим лихорадочную реакцию на повреждение клеток. Эти заболевания и состояния не связаны с присутствием в организме инфекционных возбудителей и свидетельствуют об асептическом характере лихорадки, механизм развития которой запущен эндогенными молекулами пирогенов.
Этиология: действие пирогенов. Экзогенные пирогены (Экзо-П): главный – эндотоксин грамотрицательных микроорганизмов липополисахарид термостабилен; пирогенную активность также проявляют липотейхоевая кислота, пептидогликаны, экзотоксины.
Экзо-П образует комплекс со связывающим его белком, комплекс через рецепторы СD-14 активирует синтез клетками цитокинов: ИЛ-1, ИЛ-6, ФНО-альфа (это - эндогенные пирогены, Эндо-П). ИЛ-1 составляет 80% всей пирогенной активности. Активированные лимфоциты секретируют ИФН-гамма, также имеющий пирогенную активность. В экспериментах показано, что эти цитокины вырабатываются макрофагами и их резидентными представителями в разных тканях, лимфоцитами, фибробластами.
Передняя гипоталамическая область снабжается кровью через высокопроницаемую сосудистую сеть, известную как сосудистый орган терминальной пластинки. При контакте с Эндо-П, поступающими с кровью, в эндотелии сосудов вырабатываются производные арахидоновой кислоты (в основном ПГЕ2), которые и вызывают лихорадку, проникая через гематоэнцефалический барьер.
ПАТОГЕНЕЗ
ПГЕ1, ПГЕ2 – медиаторы лихорадки – изменяют порог чувствительности центральных термосенсоров: повышают его у теплочувствительных нейронов, снижают – у холодочувствительных нейронов, в результате чего термочувствительные нейроны воспринимают окружающую температуру как пониженную, повышается установочная точка температуры – включаются эффекторные механизмы, обеспечивающие повышение температуры тела.
Система антипиреза играет существенную роль в этот период лихорадки, поскольку молекулы антипиретиков подавляют производство тепловой энергии. Подобно противосудорожной, антиноцицептивной, стресс-лимитирующей системам, антипиретическая система представляет собой преформированную организацию контроля интенсивности лихорадочной реакции. Совокупность молекулярных агентов разной биохимической природы, производимых клетками нервных и эндокринных структур, ограничивает процессы теплопродукции путем блокирования возбуждения симпатоадреналовой, гипоталамической и других структур системы теплорегуляции. Эффекторными молекулами антипиретической сисиемы являются кортиколиберин, эндорфины и энкефалины гипоталамуса, аргинин-вазопрессин, соматостатин, адренокортикотропин, α-меланоцит-стимулирующий гормоны гипофиза, кортикоиды надпочечников. По сути, это смысловые антагонисты эндогенных пирогенов.
Стадии лихорадки
1 стадия (stadia incrementi) – подъема температуры, ТП > ТО. У взрослых людей наибольшее значение имеет ограничение теплоотдачи. Это значительно экономнее для организма. Кроме того, данный механизм обеспечивает большую скорость разогревания тела. У новорождённых детей, наоборот, на первый план выходит повышение теплопродукции. Ограничение теплоотдачи: сужение периферических сосудов, прекращение потоотделения под действием симпатической нервной системы. Возникновение чувства озноба и дрожь связаны с уменьшением температуры кожи и раздражением кожных холодовых терморецепторов. За счёт активации обмена веществ увеличивается теплопродукция. (Раньше эта стадия называлась стадией озноба).
2 стадия (stadia fastigi i или acme) стояния температуры, начинается по достижении установочной точки. ТП = ТО, но и ТП и ТО – увеличены. Кожные сосуды расширяются, уходит бледность, кожа становится горячей на ощупь, а дрожь и озноб исчезают. Человек при этом испытывает чувство жара. (Ст. жара – старой литературе).
3 стадия (stadia decrementi) – падение температуры – может быть постепенным или резким. После прекращения действия пирогенов на центр терморегуляции установочная точка опускается на нормальный уровень, и температура начинает восприниматься гипоталамусом как повышенная. Это приводит к расширению кожных сосудов, усиленному потоотделению и диурезу. Главный механизм потери тепла – потоотделение, быстрое падание температуры (критическое) может привести к коллапсу (резкое снижение ОЦК и увеличение емкости сосудистого русла). Постепенное снижение температуры называется литическим. ТП < ТО.
Типы лихорадок по характеру колебаний суточной температуры:
1. Постоянная лихорадка (febris continua) — длительное устойчивое повышение температуры тела, суточные колебания не превышают 1 C (брюшной, сыпной тиф, крупозная пневмония).
2. Ремитирующая лихорадка (febris remittens) — суточные колебания температуры тела в пределах 1,5-2°С, при этом температура не возвращается к норме (большинство вирусных и многие бактериальные инфекции).
3. Перемежающая лихорадка (febris intermittis) — характеризуется быстрым, значительным повышением температуры, которое держится несколько часов, а затем сменяется быстрым её падением до нормальных значений (гнойная инфекция, туберкулез, острый гепатит, лимфомы).
4. Возвратная лихорадка (febris recurrens) — характеризуется чередованием периодов повышения температуры с периодами нормальной температуры, которые длятся несколько суток (малярия, болезнь содоку, болезнь Ходжкина).
5. Гектическая, или изнуряющая лихорадка (febris hectica) — суточные колебания достигают 3-5°С, подъёмы температуры с быстрым спадом могут повторяться несколько раз в течение суток (сепсис, прогрессирующий туберкулез).
Дата добавления: 2019-03-09; просмотров: 572; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!