Переохолодження (гіпотермія). Причини, перша допомога, ступеня і можливі наслідки

переохолодження - Патологічний стан людського організму, викликане дією низьких температур, що перевищують за інтенсивністю внутрішні резерви системи терморегуляції. При переохолодженні температура ядра організму (судини і органи черевної порожнини) Знижується нижче оптимальних величин. Швидкість обміну речовин зменшується, відбуваються збої саморегуляції всіх систем організму. При відсутності своєчасної та сумірною допомоги поразки прогресують і, в кінцевому підсумку, можуть привести до летального результату.


Цікаві факти

• При зниженні температури тіла нижче 33 градусів потерпілий перестає усвідомлювати, що замерзає і не може надати собі допомогу.
• Різке зігрівання переохолодженого пацієнта може привести до його загибелі.
• При температурі шкіри менше 10 градусів її холодові рецептори блокуються і перестають повідомляти мозок про небезпеку переохолодження.
• За статистикою кожен третій загиблий від гіпотермії знаходився в стані алкогольного сп`яніння.
• Будь-яка працююча скелетний м`яз розігрівається на 2 - 2,5 градуса.
• Найбільш активні зони головного мозку тепліше пасивних, в середньому, на 0,3 - 0,5 градуса.
• Тремтіння збільшує теплоутворення на 200%.
• «Точкою неповернення» вважається температура тіла менше 24 градусів, при якій повернути постраждалого від обмороження до життя практично неможливо.
• У новонароджених дітей центр терморегуляції розвинений недостатньо.

Як відбувається регуляція температури тіла?

Регуляція температури тіла є складним багаторівневим процесом, що має строгу ієрархію. Основним регулятором температури тіла є гіпоталамус. Даний відділ мозку отримує інформацію від терморецепторів всього організму, виробляє її оцінку і віддає органам-посередникам вказівки до дії для здійснення того чи іншого зміни. Середній, довгастий і спинний мозок здійснюють другорядне управління терморегуляцією. Існує безліч механізмів, за допомогою яких гіпоталамус викликає необхідний ефект. Основні з них будуть описані нижче.

Крім терморегуляції гіпоталамус виконує безліч інших, не менш важливих функцій людського організму. Однак для розуміння причин гіпотермії в подальшому особлива увага приділятиметься тільки його терморегуляторного функції. Для наочного пояснення механізмів регуляції температури тіла необхідно простежити шлях розвитку відповіді організму на дію низький температур, починаючи з порушення холодових рецепторів. 

рецептори

Інформація про низьку температуру навколишнього середовища сприймається спеціальними холодовими рецепторами. Існує два види холодових рецепторів - периферичні (розташовані по всьому тілу) І центральні (розташовані в гіпоталамусі).

периферичні рецептори
У товщі шкіри знаходяться приблизно 250 тисяч рецепторів. Приблизно стільки ж рецепторів знаходяться і в інших тканинах організму - в печінці, жовчному міхурі, нирках, кровоносних судинах, плеврі і ін. Шкірні рецептори найбільш щільно розташовуються на обличчі. За допомогою периферичних терморецептори збирається інформація про температуру середовища, в якій вони розташовуються, а також запобігає зрушення температури «ядра» тіла.

центральні рецептори
Центральних рецепторів значно менше - близько кількох тисяч. Вони розташовуються виключно в гіпоталамусі і відповідальні за вимір температури притекающей до нього крові. При активації центральних рецепторів запускаються більш інтенсивні реакції теплоутворення, ніж при активації периферичних рецепторів.

Як центральні, так і периферичні рецептори реагують на зміну температури середовища в діапазоні від 10 до 41 градуса. При температурі, що виходить за дані ліміти, рецептори блокуються і перестають функціонувати. Температура середовища рівна 52 градусам призводить до руйнування рецепторів. Передача інформації від рецепторів до гіпоталамусу здійснюється по нервових волокнах. При зниженні температури середовища зростає частота посилаються мозку імпульсів, а при підвищенні температури - знижується.

гіпоталамус

Гіпоталамус є відносно невеликим відділом головного мозку, але які виконують виключно важливу роль в регуляції сталості внутрішнього середовища організму. Щодо його терморегуляторного функції слід сказати, що він умовно поділяється на два відділи - передній і задній. Передній відділ гіпоталамуса відповідальний за активацію механізмів тепловіддачі, а задній - за активацію механізмів теплоутворення. У гіпоталамусі також існує спеціальна група нервових клітин, яка підсумовує всі отримані сигнали терморецепторов і обчислює силу необхідного впливу на системи організму для підтримки необхідної температури тіла.

При переохолодженні гіпоталамус активізує реакції теплоутворення і призупиняє процеси тепловтрати за допомогою наступних нижче механізмів.

механізми теплоутворення

Теплоутворення, в масштабах всього організму, підкоряється єдиним правилом - чим вище темпи обміну речовин в будь-якому органі, тим більше тепла він виробляє. Відповідно, з метою збільшення теплоутворення гіпоталамус прискорює роботу всіх органів і тканин. Так, працюючий м`яз розігрівається на 2 - 2,5 градуси, привушна заліза - на 0,8 - 1 градус, а активно працюють зони головного мозку - на 0,3 - 0,5 градуса. Прискорення обмінних процесів здійснюється за допомогою впливу на вегетативну нервову систему.

Розрізняють такі механізми теплоутворення:

• посилення роботи м`язів;
• збільшення основного обміну;
• специфічна динамічна дія їжі;
• прискорення метаболізму;
• збільшення частоти серцевих скорочень;
• збільшення об`єму циркулюючої крові;
• прискорення функціонування інших органів і структур.

Посилення роботи м`язів
У стані спокою поперечносмугасті м`язи в середньому виробляють 800 - 1000 ккал на добу, що становить 65 - 70% тепла, що виробляється організмом. Реакцією організму на холод є тремтіння або озноб, при якому м`язи мимоволі скорочуються з високою частотою і низькою амплітудою. Тремтіння збільшує теплоутворення на 200%. Ходьба збільшує теплоутворення на 50 - 80%, а важка фізична робота - на 400 - 500%.

Збільшення основного обміну
Основний обмін є величиною, що відповідає середній швидкості протікання всіх хімічних реакцій організму. Реакцією організму на гіпотермію служить збільшення основного обміну. Основний обмін не є синонімом обміну речовин, оскільки термін «обмін речовин» характерний для якоїсь однієї структури або системи. При деяких захворюваннях швидкість основного обміну може знижуватися, що в підсумку призводить до зниження комфортної температури тіла. Темпи теплоутворення у таких пацієнтів значно нижче, ніж у інших людей, що робить їх більш схильними до переохолодження.

Специфічна динамічна дія їжі
Вживання їжі і її перетравлення вимагають від організму виділення деякого додаткової кількості енергії. Її перетвориться на теплову енергію та включається в загальний процес теплоутворення, хоча і незначно.

Прискорення метаболізму
Печінка порівнюється з хімічною фабрикою організму. У ній щомиті відбуваються тисячі реакцій, що супроводжуються виділенням тепла. З цієї причини печінку є «найгарячішим» внутрішнім органом. У добу печінкою проводиться в середньому 350 - 500 ккал тепла.

Збільшення частоти серцевих скорочень
Будучи м`язовим органом, серце, як і інші м`язи тіла, при роботі виділяє тепло. У добу воно виробляє 70 - 90 ккал тепла. При переохолодженні частота серцевих скорочень збільшується, що супроводжується збільшенням кількості тепла, виробленого серцем до 130 - 150 ккал на добу.

Збільшення об`єму циркулюючої крові
У людському організмі циркулює від 4 до 7 літрів крові, в залежності від маси тіла. 65 - 70% крові постійно знаходяться в русі, а що залишилися 30 - 35% в, так званих, депо крові (незадіяний резерв крові, необхідний в екстрених ситуаціях, таких як важка фізична робота, недолік кисню в повітрі, кровотеча і т.д.). Основними депо крові є вени, селезінка, печінку, шкіра і легені. При переохолодженні, як зазначено вище, збільшується основний обмін. Збільшення основного обміну потребує більшої кількості кисню і поживних речовин. Оскільки кров є їх переносником, то її кількість повинна збільшитися пропорційно збільшенню основного обміну. Таким чином, кров з депо потрапляє в кровоносне русло, збільшуючи його обсяг.

Прискорення функціонування інших органів і структур
Нирки виробляють на добу 70 ккал тепла, головний мозок - 30 ккал. Дихальні м`язи діафрагми, що працюють безперервно, постачають тіло додатковими 150 ккал тепла. При гіпотермії частота дихальних рухів збільшується від півтора до двох разів. Подібне збільшення призведе до зростання кількості виділеної дихальними м`язами теплової енергії до 250 - 300 ккал на добу.

механізми тепловтрати

В умовах низьких температур пристосувальної реакцією організму є максимальне зменшення обсягів тепловтрати. Для здійснення цього завдання гіпоталамус, як і в попередньому випадку, діє за допомогою впливу на вегетативну нервову систему.

Механізми зниження тепловтрати:

• централізація кровообігу;
• збільшення підшкірно-жирової клітковини;
• зменшення відкритої площі тіла;
• зменшення тепловтрати випаровуванням;
• реакція шкірних м`язів.

централізація кровообігу
Тіло умовно розділене на «ядро» і «оболонку». «Ядром» тіла є всі органи і судини черевної порожнини. Температура ядра практично не змінюється, оскільки підтримка її сталості необхідно для коректної роботи життєво важливих органів. «Оболонкою» називають тканини кінцівок і всю покриває тіло шкіру. Проходячи через «оболонку», кров холоне, віддаючи енергію тканинам, через які протікає. Чим далі від «ядра» знаходиться частина тіла, тим вона холодніше. Темпи тепловтрати безпосередньо залежать від кількості крові, що проходить через «оболонку». Відповідно, при гіпотермії для зменшення втрати тепла організм зменшує приплив крові до «оболонці», спрямовуючи її циркулювати тільки по «ядру». Наприклад, при температурі 15 градусів, кровотік кисті зменшується в 6 разів.

При подальшому охолодженні периферичної тканини кровотік в ній може зупинитися зовсім, через спазм кровоносних судин. Даний рефлекс, безумовно, є виграшним для організму в цілому, так як спрямований на збереження життя. Однак для частин тіла, позбавлених необхідного кровопостачання, він негативний, оскільки при тривалому спазму судин в сукупності з низькою температурою може наступити обмороження.

Збільшення підшкірно-жирової клітковини
При тривалому перебуванні в холодному кліматі людський організм перебудовується таким чином, щоб зменшити втрату тепла. Загальна маса жирової тканини зростає і перерозподіляється по тілу більш рівномірно. Основна її частина відкладається під шкірою, утворюючи шар товщиною 1,5 - 2 см. Менша частина розподіляється по всьому організму і осідає між м`язовими фасції в великому і малому сальники і т.д. Суть цієї перестановки полягає в тому, що жирова тканина погано проводить тепло, забезпечуючи його збереження всередині організму. Крім цього жирова тканина не вимагає настільки високих витрат кисню. Це забезпечує їй перевагу перед іншими тканинами в умовах недостатності кисню через тривале спазму живлять її судин.

Зменшення відкритої площі тіла
Темпи втрати тепла залежать від різниці температур і площі зіткнення тіла з середовищем. Якщо вплинути на різницю температур не представляється можливим, то змінити площу зіткнення можна, прийнявши більш закриту позу. Наприклад, в холоді тварини згортаються в клубок, зменшуючи площу контакту з середовищем, а в жарку погоду - навпаки, прагнуть її збільшити, максимально розпрямляючись. Так само і людина, засинаючи в холодному приміщенні, підсвідомо притягує коліна до грудей, приймаючи більш економну з точки зору витрат енергії позу.

Зменшення тепловтрати випаровуванням
Організм втрачає тепло при випаровуванні води з поверхні шкіри або слизових оболонок. Вченими підраховано, що випаровування 1 мл води з тіла людини призводить до втрати 0,58 ккал тепла. У добу за допомогою випаровування доросла людина при звичайному фізичному навантаженні втрачає в середньому 1400 - 1800 мл вологи. З них 400 - 500 мл випаровується через дихальні шляхи, 700 - 800 мл за допомогою перспирации (невідчутне просочування) І 300 - 500 мл - через піт. В умовах переохолодження потообразованія припиняється, дихання уповільнюється і пароутворення в легких зменшується. Таким чином, втрата тепла знижується на 10 - 15%.

Реакція шкірних м`язів (Гусина шкіра)
У природі цей механізм зустрічається дуже часто і полягає в напрузі м`язів, що піднімають волосяні фолікули. В результаті підшерсток і пористого вовни збільшуються, а шар теплого повітря навколо тіла потовщується. Це призводить до поліпшеної термоізоляції, так як повітря є поганим провідником тепла. У людини в ході еволюції ця реакція збереглася в рудиментарному вигляді і не має практичної цінності.

причини переохолодження

Фактори, що впливають на ймовірність гіпотермії:

• погодні умови;
• якість одягу і взуття;
• захворювання і патологічні стани організму.

Погодні умови

Параметрами, що впливають на швидкість втрати тепла організмом, є:

• Температура навколишнього середовища;
• вологість повітря;
• сила вітру.

Температура навколишнього середовища
Температура навколишнього середовища є найбільш значущим чинником переохолодження. У фізиці в розділі термодинаміки існує закономірність, що описує темпи падіння температури тіла в залежності від температури середовища. По суті, вона зводиться до того, що чим більша різниця температур між тілом і навколишнім середовищем, тим інтенсивніше відбувається теплообмін. У контексті переохолодження дане правило буде звучати так: швидкість втрати тепла організмом буде збільшуватися в міру зменшення температури навколишнього середовища. Однак вищевказане правило буде працювати тільки в разі, якщо людина знаходиться на морозі без одягу. Одяг багаторазово знижує втрату тепла організмом.

Вологість повітря
Атмосферна вологість впливає на темпи тепловтрати в такий спосіб. У міру збільшення вологості збільшуються темпи тепловтрати. Механізм цієї закономірності полягає в тому, що при високій вологості на всіх поверхнях утворюється непомітний для ока шар води. Швидкість тепловтрати в воді в 14 разів вище, ніж в повітрі. Таким чином, вода, будучи більш хорошим провідником тепла, ніж сухе повітря, швидше зробить передачу тепла організму навколишньому середовищу.

Сила вітру
Вітер є нічим іншим як односпрямованим рухом повітря. У безвітряної середовищі навколо тіла людини утворюється тонкий шар нагрітого і щодо нерухомого повітря. У таких умовах організм витрачає мінімум енергії на підтримку постійної температури даної повітряної оболонки. В умовах вітру повітря, ледь нагрівшись, віддаляється від шкіри і замінюється на більш холодний. Для підтримки оптимальної температури тіла організму доводиться прискорити основний обмін, активувати додаткові реакції теплоутворення, що в підсумку вимагає великих витрат енергії. При швидкості вітру 5 метрів в секунду темпи тепловіддачі збільшуються приблизно в два рази, при 10 метрах в секунду - в чотири рази. Подальше зростання відбувається в геометричній прогресії.

Якість одягу і взуття

Як було зазначено вище, одяг здатний багаторазово знизити втрату тепла організмом. Однак не вся одяг однаково ефективно захищає від холоду. Основний вплив на здатність одягу затримувати тепло надають матеріал, з якого вона виконана, і правильний підбір розміру речі або взуття.

Найкращим матеріалом в холодний сезон року є натуральна шерсть і хутро. На другому місці знаходяться їх штучні аналоги. Перевага даних матеріалів полягає в тому, що вони мають високу ячеисто, іншими словами, містять багато повітря. Будучи поганим провідником тепла, повітря перешкоджає зайвої втрати енергії. Різниця між натуральним і штучним хутром полягає в тому, що пористого натурального матеріалу в кілька разів вище за рахунок пористості самих волокон хутра. Істотним недоліком синтетичних матеріалів є те, що вони сприяють накопиченню вологи під одягом. Як зазначалося раніше, висока вологість збільшує темпи тепловтрати, сприяючи переохолодженню.

Розмір взуття і одягу завжди повинен відповідати параметрам тіла. Тісний одяг розтягується по тілу і зменшує товщину шару теплого повітря. Тісне взуття сприяє здавлення кровоносних судин, що живлять шкіру, приводячи згодом до обмороження. пацієнтам з набряками ніг рекомендується носити взуття з м`якого матеріалу, здатну розтягуватися, не здавлюючи кінцівки. Підошва повинна бути товщиною не менше 1 см. Великі розміри одягу і взуття, навпаки, недостатньо щільно прилягають до тіла, утворюють складки і щілини, через які йде тепле повітря, не кажучи про те, що їх, просто, незручно носити.

Захворювання та патологічні стани організму

Хвороби і патологічні стани, що сприяють розвитку гіпотермії:

• серцева недостатність;
• цироз печінки;
• хвороба Аддісона;
• гіпотиреоз;
• кахексія;
• стан алкогольного сп`яніння;
• кровотеча;
• черепно-мозкова травма.

Серцева недостатність
Серцева недостатність є важким захворюванням, при якому страждає насосна функція серцевого м`яза. Швидкість кровотоку у всьому тілі знижується. В результаті збільшується час перебування крові на периферії, що призводить до сильнішого її охолодженню. При серцевої недостатності часто утворюються набряки, що починаються зі ступень і з часом піднімаються вище, аж до грудної клітки. Набряки ще більше посилюють циркуляцію крові в кінцівках і призводять до ще більшого охолодження крові. Для підтримки необхідної температури тіла організм змушений постійно задіяти механізми теплоутворення, навіть при нормальній температурі навколишнього середовища. Однак при її зниженні механізми термогенеза виснажуються, і темпи падіння температури тіла різко збільшуються, вводячи хворого в стан гіпотермії.

Цироз печінки
Дане захворювання є результатом тривалого заміщення функціональної печінкової тканини на нефункціональну сполучну тканину. При тривалому перебігу захворювання в черевній порожнині накопичується вільна рідина, обсяг якої може досягати 15 - 20 літрів. Оскільки ця рідина знаходиться в межах організму, на підтримку її температури повинні постійно витрачатися додаткові ресурси і задіяні деякі з механізмів теплоутворення. Живіт у таких хворих напружений. Внутрішні органи і судини піддаються здавлення. При здавленні нижньої порожнистої вени стрімко розвиваються набряки нижніх кінцівок. Як зазначалося раніше, набряки приводять до додаткового охолодження крові, що вимагає додаткових зусиль системи теплоутворення. При зниженні температури навколишнього середовища механізми теплоутворення перестануть справлятися зі своїм завданням, і температура хворого почне неухильно падати.

хвороба Аддісона
Хворобою Аддісона є недостатність кори наднирників. У нормі в корі надниркових залоз виробляються три типи гормонів - кристалоїди (альдостерон), Глюкокортикоїди (кортизол) І андрогени (андростерон). При недостатній кількості в крові двох з них (альдостерону і кортизолу) знижується артеріальний тиск. Зниження артеріального тиску призводить до уповільнення швидкості кровотоку у всьому організмі. Кров проходить одне коло по тілу людини за більший час, сильніше при цьому охолоджуючись. До того ж до вищесказаного, недолік глюкокортикоїдів призводить до зниження основного обміну організму, зниження швидкості протікання хімічних реакцій, що супроводжуються виділенням енергії. В результаті «ядро» виробляє менше тепла, що в сукупності з більш сильним охолодженням крові призводить до значного ризику гіпотермії, навіть при помірно низьких температурах.

гіпотиреоз
Гіпотиреоз є ендокринною захворюванням, причиною якого є недостатнє утворення гормонів щитовидної залози. Як і глюкокортикоїди, гормони щитовидної залози (трийодтиронін і тироксин) Відповідають за регуляцію безлічі біологічних процесів в тілі людини. Однією з функцій цих гормонів є підтримання рівномірної швидкості протікання реакцій, що супроводжуються виділенням тепла. При зниженні рівня тироксину відбувається зниження температури тіла. Чим більш виражений дефіцит гормонів, тим нижче постійна температура тіла. Такі хворі не бояться високих температур, зате на холоді швидко переохолоджується.

кахексія
Кахексія є станом крайнього виснаження організму. Вона розвивається протягом відносно тривалого часу (тижні і навіть місяці). Причинами, що викликають кахексию, є онкологічні захворювання, СНІД, туберкульоз, холера, тривале недоїдання, вкрай високі фізичні навантаження і ін. При кахексії сильно знижується вага хворого, переважно за рахунок жирової і м`язової тканин. Саме цим визначається механізм розвитку переохолодження при даному патологічному стані. Жирова тканина є, свого роду, термоизолятором організму. При її нестачі темпи втрати температури тіла збільшуються. Крім того, жирова тканина при розпаді виробляє в 2 рази більше енергії, ніж будь-яка інша тканина. При її відсутності організму доводиться для власного обігріву витрачати білки - «цеглинки», з яких побудований наш організм.

Вищевказану ситуацію можна порівняти з опаленням житлового будинку їм же самим. М`язи є основною структурою організму, що виробляє теплову енергію. Їх частка в обігріві організму становить в спокої 65 - 70%, а при інтенсивній роботі - до 95%. При зменшенні м`язової маси падає і рівень вироблення тепла м`язами. Підсумовуючи отримані ефекти виходить, що зменшення термоизолирующей функції жирової тканини, її відсутність як основного джерела реакцій теплоутворення і зменшення маси м`язової тканини призводить до збільшення ризику гіпотермії.

Стан алкогольного сп`яніння
Даний стан є наслідком перебування в крові людини певної кількості алкоголю, здатного викликати певний біологічний ефект. За підрахунками вчених, мінімальна кількість алкогольного напою, необхідне для початку розвитку процесів гальмування кори головного мозку, коливається в межах 5 - 10 мл чистого спирту (96%), А для розширення кровоносних судин шкіри і підшкірно-жирової клітковини становить від 15 до 30 мл. Для літніх і дітей дана міра вдвічі менше. При розширенні судин периферії створюється оманливе відчуття тепла.

Саме з даними ефектом алкоголю пов`язаний міф про те, що алкоголь сприяє зігрівання тіла. Розширюючи судини, алкоголь перешкоджає прояву рефлексу централізації кровообігу, виробленому протягом мільйонів років еволюції, і покликаного зберегти життя людини в умовах низьких температур. Тонкощі полягають в тому, що відчуття тепла викликається надходженням теплої крові від тулуба до холодних шкірних покривів. Поступила кров швидко охолоджується і повертаючись до «ядра» сильно знижує загальну температуру тіла. Якщо людина в стані сильного алкогольного сп`яніння засинає на вулиці при мінусовій температурі середовища, то найчастіше він прокидається в лікарняній палаті з відмороженими кінцівками і двостороннім запаленням легенів або не прокидається зовсім.

кровотеча
Кровотечею називається закінчення крові з кровоносного русла в зовнішнє середовище або в порожнині організму. Механізм дії крововтрати, що приводить до переохолодження, простий. Кров є рідким середовищем, яка крім кисню і поживних речовин переносить органам і тканинам теплову енергію. Відповідно, втрата організмом крові прямо пропорційна втраті тепла. Повільне або хронічне кровотеча переноситься людиною набагато краще, ніж гостре. При тривалому повільному кровотечі хворий може вижити, втративши навіть половину крові.

Більш небезпечна гостра крововтрата, так як при ній не встигають активуватися компенсаторні механізми. Тяжкість клінічної картини гострої кровотечі залежить від обсягу крововтрати. Крововтрата в 300 - 500 мл переноситься організмом практично непомітно. Вивільняються резерви крові, і дефіцит повністю компенсується. При крововтраті від 500 до 700 мл у потерпілого з`являються запаморочення та нудота, сильне почуття спраги. З`являється необхідність прийняти горизонтальне положення для полегшення стану. Крововтрата в 700 мл - 1 літр проявляється короткочасною втратою свідомості. При падінні потерпілого його тіло приймає горизонтальне положення, кров направляється до головного мозку, і людина самостійно приходить до тями.

Найбільш небезпечна гостра крововтрата об`ємом більше 1 літра, особливо в умовах негативних температур. Хворий може втратити свідомість на термін від півгодини до декількох годин. У той час, поки він знаходиться в несвідомому стані, всі механізми терморегуляції відключаються. Таким чином, швидкість падіння температури тіла людини в несвідомому стані прирівнюється до швидкості падіння температури тіла трупа, яка в середньому дорівнює одному градусу в годину (при відсутності вітру і при нормальній вологості повітря). Такими темпами здорова людина досягне першого ступеня переохолодження через 3, другий - через 6 - 7 і третьої через 9 - 12 годин.

Черепно-мозкова травма
При черепно-мозковій травмі, як і при рясному кровотечі, існує ризик втрати свідомості. Про небезпеку переохолодження при втраті свідомості докладно викладено вище.

ступеня переохолодження