Układ termoregulacji człowieka i wpływ czynników atmosferycznych na odczucia cieple człowieka

dr hab. n. med. Barbara Nieradko-Iwanicka

Katedra i Zakład Higieny Uniwersytetu Medycznego w Lublinie

Termoregulacja to zdolność utrzymywania stałej temperatury ciała niezależnie od temperatury otoczenia. Rozróżniamy termoregulację chemiczna i fizyczna. Dzięki termoregulacji organizmy stałocieplne mogą być aktywne w różnych porach roku i opanowywać środowiska o różnych klimatach. Stałocieplne są ptaki i ssaki, w tym ludzie. Reakcje organizmu na ciepło i zimno przedstawiono Tabeli 1.

Tab.1. Reakcje organizmu na ciepło i zimno.

Reakcja organizmu na:
GORĄCO (podwyższenie temperatury krwi)	ZIMNO (obniżenie temperatury krwi)
rozszerzenie naczyń krwionośnych (zwiększenie skórnego przepływu krwi) wzmożone wydzielanie potu przyśpieszenie akcji serca i oddychania pobudzenie ośrodka hamującego drżenie mięśniowe w śródmózgowiu	uruchomienie termogenezy drżeniowej pobudzenie układu współczulnego i uwalnianie noradrenaliny przyspieszającej metabolizm mięśni i tkanki tłuszczowej pobudzenie rdzenia nadnerczy i uwalnianie amin katecholowych (adrenalina) wzmagających metabolizm tkanki tłuszczowej i węglowodanów wzrost uwalniania hormonów tarczycy przyspieszających metabolizm podstawowy pobudzenie ośrodka naczynio-skurczowego, skurcz naczyń skórnych i zmniejszenie utraty ciepła poprzez ograniczenie przepływu skórnego u noworodków - uruchomienie procesu termogenezy bezdrżeniowej (uzyskiwanie energii z brunatnej tkanki tłuszczowej

Termoregulacja chemiczna polega na dostosowywaniu produkcji ciepła do zapotrzebowania. Ma to szczególne znaczenie w warunkach działania zimna, gdy ustrój oddaje na zewnątrz więcej ciepła niż go wytwarza przez przemianę materii podstawową i czynnościową (związaną z aktywnością ruchową). Organizm uruchamia wówczas środki prowadzące do zwiększenia podstawowej przemiany materii celem przywrócenia równowagi. Jeśli środki te nie wystarczają, następują dalsze reakcje w postaci wzmożenia napięcia mięśni szkieletowych i odruchowych skurczów mięśni czyli dreszczy, które zwiększają ilość wytwarzanego ciepła.

Termoregulacja fizyczna - zaliczamy do niej mechanizmy regulujące ilość oddawanego ciepła na zewnątrz, przede wszystkim reakcje naczynioruchowe i rozpraszanie ciepła przez parowanie potu.

Prawidłowa temperatura w jamie ustnej zdrowego człowieka wynosi 37ºC z wahaniami 35,8-37,8ºC, w odbytnicy 37,3 ºC, po pachą 36,7 ºC. W ciągu doby temperatura ciała człowieka zmienia się o 0,3-0,6 ºC. Najniższa jest między godziną 1.00 w nocy a 6.00 rano, najwyższa między 13.00 a 18.00. Osoby pracujące w nocy mają zmieniony rytm zmienności temperatury ciała. U kobiet temperatura ciała jest najniższa podczas menstruacji, a najwyższa podczas owulacji. Podczas umiarkowanego wysiłku fizycznego temperatura w odbytnicy wynosi 37,7-38.5 ºC, a podczas ciężkiej pracy fizycznej może osiągać 40 ºC.

Stałość temperatury ciała człowieka wynika z dynamicznej równowagi między wytwarzaniem i oddawaniem ciepła.

Mechanizmy wytwarzania ciepła to :

1. podstawowa przemiana materii

2. dreszcze

3. wysiłek fizyczny.

Mechanizmy utraty ciepła:

1. Czynne

-Parowanie potu

2. Bierne

-Przewodzenie

-Promieniowanie

-Konwekcja.

Znaczna ilość energii cieplnej jest wytwarzana w wątrobie wskutek przemian metabolicznych.85% powstającego w ustroju ciepła pochodzi z 5 narządów:

1.wątroby,

2. mięsni poprzecznie prążkowanych,

3. mózgu,

4. serca,

5.nerek.

Wytwarzanie ciepła zwiększa się pod wpływem pobudzenia psychicznego przez aktywację układu współczulno-nadnerczowego oraz swoiste dynamiczne działanie pokarmów. Ilość energii wyzwolonej wskutek swoistego dynamicznego działania pokarmów spożytych w mieszanej diecie wynosi 400- 800kJ/dobę.

W normalnych warunkach człowiek traci 85% ciepła przez skórę i 10% za pośrednictwem dróg oddechowych (ogrzewanie powietrza wdychanego i parowanie z dróg oddechowych).

U nagich ludzi w środowisku termoneutralnym (nie obciążającym nadmiernie układu termoregulacji, zapewniającym komfort cieplny) tj. w temp. 25ºC , bez przeciągów następuje utrata ciepła następującymi drogami:

1. przez promieniowanie 45-60%

2. parowanie 20-25%

3. przewodnictwo i konwekcja 20-40%.

Utrata ciepła przez promieniowanie jest główną droga utraty ciepła przez organizm ludzki. Głównym czynnikiem, od którego zależy strata ciepła na drodze promieniowania, jest różnica temperatur ciała i otaczających przedmiotów. Promieniowanie emitowane przez ciało człowieka mieści się w widmie podczerwieni. Przy wysokiej wilgotności powietrza straty ciepła tą droga są nieco mniejsze, ponieważ suche powietrze jest przenikliwe dla podczerwieni, ale nie nagrzewa się jej energią. Powietrze zanieczyszczone i zwierające dużo pary wodnej jest mniej przenikliwe dla tego promieniowania.

Utrata ciepła przez przewodnictwo i konwekcję jest możliwa, gdy temperatura powietrza jest niższa niż temperatura skóry. Powstają wówczas prądy konwekcyjne powodujące mieszanie się powietrza przylegającego do skóry z powietrzem chłodniejszym. Powietrze ogrzane przez skórę staje się lżejsze i unosi się do góry, a chłodniejsze opada na dół.

Parowanie niewyczuwalne wody z powierzchni skóry -o jej szybkości decyduje gradient wilgotności skóry i powietrza oraz intensywność ruchu powietrza; parowanie niewyczuwalne u zdrowego człowieka wynosi 300-700 ml/dobę.

Utrata ciepła następuje także podczas oddychania przez parowanie z dróg oddechowych wody ustrojowej.

Pocenie się jest najważniejszym czynnych mechanizmem utraty ciepła. Odparowanie 1 l potu z powierzchni skóry zużywa ponad 2400kJ (573kcal). Maksymalne wydzielanie potu u osoby zaaklimatyzowanej wynosi 1,5l /1 godzinę. W okresie aklimatyzacji do szczególnie gorących warunków klimatycznych pocenie może wynosić nawet 4 l/godzinę z utratą ciepła 10000kJ (2399kcal).Maksymalne pocenie nie może jednak trwać zbyt długo, a dobowa maksymalna ilość potu może wynosić 8-10 l. Pocenie tylko wówczas powoduje utratę ciepła, gdy następuje parowanie wody z powierzchni skóry.

Ośrodki regulujące wytwarzanie i utratę ciepła mieszczą się w podwzgórzu. W okolicy nadwzrokowej i przedwzrokowej pomiędzy spoidłem przednim a skrzyżowaniem nerwów wzrokowych. Stymulacja tego miejsca uruchamia mechanizmy odpowiedzialne za zachowanie i produkcję ciepła (zwężenie naczyń skórnych, jeżenie włosów lub tworzenie „gęsiej skórki”, przyspieszenie akcji serca, dreszcze, uwalnianie adrenaliny hiperglikemię, przyspieszeni przemiany materii). Uszkodzenie tylno-bocznej części podwzgórza powoduje brak reakcji na zimno.

Ośrodki termoregulacji otrzymują impulsację z:

1. Termoreceptorów mózgu, zwłaszcza podwzgórza i ośrodków rdzeniowych „rejestrujacych” temperaturę krwi tętniczej

2. Termoreceptorów skórnych reagujących na zmiany temperatury otoczenia

3. Termoreceptorów aktywującego układu siatkowatego (RAS)

4. Termoreceptorów obecnych w mięśniach, górnych drogach oddechowych, ścianach naczyń żylnych i niektórych odcinkach przewodu pokarmowego

Rdzeń przedłużony - obecne tu (podobnie jak w podwzgórzu) neurony termowrażliwe - teromdetektory, mogą reagować na zmiany temperatury lokalnej oraz na informację o zmianie temperatury innych okolic ciała, położonych poza ośrodkowym układem nerwowym

Mechanizmy termoregulacji stanowią reakcje układu nerwowego, krążenia i hormonalnego oraz reakcje ogólnoustrojowe. Pozwalają one na zbilansowanie gospodarki cieplnej .

W warunkach zagrażającego ochłodzenia wyzwalane są reakcje zmniejszające utratę ciepła oraz wzmagane reakcje zwiększające wytwarzanie ciepła. Te reakcje są kontrolowane oprzesz tylną okolicę podwzgórza i korę mózgu u ludzi. Ubieranie się i szukacie zacisznego miejsca mają charakter świadomy.

Reakcje autonomiczne na zimno to:

1. skurcz naczyń skórnych

2. przemieszczenie krwi do narządów wewnętrznych,

3. zagęszczenie krwi,

4. skurcz mięśni przywłosowych (uniesienie włosów - gęsia skórka u ludzi lub najeżenie sierści u zwierząt) wytwarza izolującą warstwę powietrza przy powierzchni ciała).

Reakcje zwiększające wytwarzanie ciepła to:

1. wytwarzanie tyreotropiny (TSH) i hormonów tarczycy,

2. wytwarzanie adrenaliny i noradrenaliny,

3. wzmożenie przemiany materii,

4. wzrost czynności ruchowej

5. wzrost łaknienia

6. dreszcze.

W sytuacji zagrożenia przegrzaniem wzmaga się utrata ciepła, a zmniejsza się jego wytwarzane.

Reakcje polegające na pozbywaniu się ciepła to:

1. rozszerzenie naczyń krwionośnych w skórze,

2. przemieszczenie krwi z narządów wewnętrznych do skóry,

3. zwiększenie objętości krwi,

4. przyspieszeni krążenia,

5. zwiększenie minutowej objętości wyrzutowej serca

6. przyspieszenie oddychania,

7. pocenie się.

Jednocześnie uruchamiane są mechanizmy zmniejszające wytwarzanie ciepła:

1. zmniejszenie apetytu,

2. apatia,

3. zmniejszenie wydzielania TSH i hormonów tarczycy,

4. zwolnienia przemiany materii.

Zespolone działanie czynników atmosferycznych na organizm człowieka

Współdziałanie takich parametrów mikroklimatu: temperatury powietrza, jego wilgotności i ruchu oraz promieniowanie termiczne stwarza wrażenie ciepła lub zimna odczuwane przez człowieka. W powietrzu atmosferycznym a przede wszystkim w powietrzu pomieszczeń zamkniętych mogą istnieć zmienne warunki temperaturowe, wilgotnościowe oraz ruchu powietrza i promieniowania termicznego a mimo wszystko wrażenia cieplne odbierane przez organizm człowieka będą jednakowe. Kombinacje tych elementów i wytwarzane wskutek tego jednakowe warunki w otoczeniu nazwano warunkami równoważnymi.

Komfortem cieplnym nazywamy taki stan równowagi miedzy ustrojem a otoczeniem, w którym człowiek nie odczuwa gorąca ani chłodu (układ termoregulacji nie jest nadmiernie obciążony, człowiek nie marznie ani nie poci się zbyt intensywnie; ma komfort cieplny).

Warunki komfortu cieplnego wyznaczają następujące parametry mikroklimatu:

1. temperatura powietrza,

2. promieniowanie termiczne,

3. wilgotność powietrza

4. ruch powietrza,

a także:

1. poziom aktywności ruchowej człowieka

2. ubiór.

Warunki komfortu cieplnego dla człowieka ubranego w typowa odzież roboczą (bielizna lekka, koszula robocza z bawełny z długimi rękawami, spodnie robocze, skarpety wełniane i półbuty), o przeciętnej podstawowej przemianie materii, będącego w spoczynku

w pozycji siedzącej spełnione są przy następujących parametrach mikroklimatu:

1. temperatura powietrza 21 - 24°C,

2. wilgotność względna 50%,

3. ruch powietrza poniżej 0,l m/s,

4. średnia temperatura promieniowania termicznego równa temperaturze

powietrza.

Metody łącznej oceny wpływu czynników mikroklimatycznych

Do określania kompleksowego wpływu czynników mikroklimatycznych na człowieka stosuje się najczęściej następujące metody:

1. skala temperatur efektywnych,

2. określanie wskaźnika PMV (tzw. przewidywanej oceny średniej) dla mikroklimatu umiarkowanego,

3. określanie wskaźnika WBGT (wskaźnika temperatury wilgotnego termometru kulistego) dla mikroklimatu gorącego,

4. określanie wskaźnika WCI (wskaźnika siły chłodzącej powietrza) oraz wskaźnika IREQ (wskaźnika wymaganej ciepłochronności odzieży) dla mikroklimatu zimnego.

Opisane metody (oprócz skali temperatur efektywnych) są stosowane przez stacje sanitarno-epidemiologiczne do oceny mikroklimatu m.in. na stanowiskach pracy. Normy wskaźnika WBGT, WCI oraz IREQ są normami dopuszczalnymi tzn. takimi, których nie wolno przekraczać. Natomiast zalecane wartości temperatury efektywnej oraz wskaźnika PMV określają optymalne warunki mikroklimatyczne czyli zapewniające człowiekowi komfort cieplny.

Skala temperatur efektywnych

Skala temperatur efektywnych (ET) pozwala przewidzieć wrażenia cieplne w zależności od:

1. temperatury powietrza,

2. wilgotności powietrza,

3. ruchu powietrza.

Temperatura efektywna jest subiektywną miara efektu cieplnego środowiska, w którym aktualnie przebywa człowiek w porównaniu do wrażenia cieplnego, jakie odniósłby będąc w środowisku o temperaturze w stopniach Celsjusza, równej odczytanej temperaturze efektywnej, wilgotności względnej = l00% i ruchu powietrza = 0.

Temperatura efektywna nie oznacza temperatury powietrza ani temperatury skóry. Jest to wskaźnik intensywności ciepła odczuwanego przez ustrój wskutek określonych doświadczalnie kombinacji temperatury powietrza, wilgotności i ruchu powietrza, od których zależą reakcje fizjologiczne ustroju związane z termoregulacją. By wskaźnikowi temu nadać wyraz liczbowy, umówiono się przyjąć numeracje w skali temperatury powietrza przy l00% wilgotności względnej i ruchu powietrza = 0.

Strefa komfortu cieplnego w skali temperatur efektywnych dla ludzi ubranych, będących w spoczynku lub wykonujących lekką pracę fizyczną znajduje się w granicach od 17,2 do 21,2°.

Temperaturę efektywną odczytuje się z wykresu. Wykres zbudowany jest w odniesieniu do dwóch podziałek termometrycznych psychrometru Augusta. Po prawej stronie umieszczona jest podziałka termometru suchego, po lewej - termometru wilgotnego. Długie linie krzywe przebiegające skośnie odpowiadają ruchowi powietrza w m/s, krótkie linie poprzeczne odpowiadają stopniom temperatury efektywnej. Temperaturę efektywną z wykresu odczytujemy w punkcie przecięcia linii ruchu powietrza z linią łączącą temperatury termometru suchego i wilgotnego (Ryc. 1.) . Punkt na wykresie n wysokości linii łączącej wskazanie termometrów suchego i wilgotnego w temperaturze 37ºC , w którym wszystkie krzywe prędkości ruchu powietrza wzajemnie się przecinają, nazywamy punktem neutralnym (obojętnym). W takiej temperaturze powietrza nasyconego parą wodną ruch powietrza nie powoduje wrażeń termicznych. Obszar poniżej punktu obojętnego to strefa ochładzania: ruch powietrza powoduje wrażenie zimna. Powyżej punktu obojętnego ruch powietrza potęguje wrażenie gorąca. Pomiędzy skalami termometru suchego i wilgotnego mieści się strefa bezpośrednie oddziaływania powietrza wilgotnego na ustrój ludzki. Wzrost wilgotności powietrza powoduje intensywniejsze wrażenie cieplne, zaś jej zmniejszenie -daje wrażenie ochładzania. Na lewo od skali termometru suchego mieści się strefa odwrotnego oddziaływania powietrza wilgotnego na ustrój ludzki. W tych warunkach wzrost wilgotności powoduje zwiększone wrażenie zimna, zaś spadek wilgotności- wrażenie ocieplenia.

Ryc. 1. Skal temperatur efektywnych.

Skutki ogólnego działania wysokich temperatur na organizm człowieka ostrych zespoły przegrzania cieplnego):

1. kurcze cieplne - są to napadowe bolesne skurcze mięśni kończyn spowodowane utratą elektrolitów (chlorku sodu) z potem, częściej występujące u osób pijących duże ilości wody bez uzupełnienia strat soli mineralnych; najczęściej rozwijają się u ludzi wykonujących ciężką pracę fizyczną w wysokiej temperaturze otoczenia ( od 36ºC) wzwyż). Objwy zwiastunowe to : zmęczenie, bóle głowy,nudności,zmniejszone wydzielanie moczu. Jest to konsekwencja odwodnienia, utraty chlorku sodu i przemieszczenia wody z przestrzeni zewnątrzkomórkowej do przestrzeni wewnątrzkomórkowej.W badaniu fizykalnym osoby zgłaszającej się po pomoc lekarska z takimi kurczami stwierdza się prawidłową temperaturę ciała, prawidłowe tętno, prawidłowe ciśnienie tętnicze, a wyniki badań laboratoryjnych na ogół nie odbiegają od normy (może być obniżony poziom Na⁺). Profilaktyka polega na podawaniu słonych płynów do picia (0,1% roztwór chlorku sodu -NaCl- czyli soli kuchennej). Postępowanie: odpoczynek i uzupełnianie elektrolitów (doustnie lub dożylnie). Ale! Nie należy spożywać napojów alkoholowych, ponieważ one nasilają diurezę i utratę elektrolitów i wody z moczem. W warunkach pustynnych w celu utrzymania bilansu sodowego zaleca się podawać 2g NaCl na 1 godzinę pracy fizycznej, a w spoczynku 0,3g/godzinę.

2. wyczerpanie cieplne -Pojawia się u ludzi niezaaklimatyzowanych w reakcji na temperaturę 35-45ºC, zwłaszcza podczas wysiłku fizycznego przy niedostatecznym uzupełnianiu traconej z potem wody. Z powodu niedoboru wody organizm nie nadąża oddawać ciepła równie szybko, jak pochłania je z gorącego otoczenia. Jest to najczęstsze zaburzenie procesów termoregulacji, charakteryzujące się przede wszystkim objawami niedomogi krążenia obwodowego na skutek wzrostu przepływu krwi przez skórę i tym samym niedoboru krwi w narządach wewnętrznych. Powodem niedostatecznej sprawności krążenia jest odwodnienie i utrata elektrolitów. Objawia się spadkiem ciśnienia krwi, przyspieszeniem tętna, bladością i wilgotnością powłok, przyspieszeniem oddychania, zmniejszeniem ilości oddawanego moczu, zmniejszeniem zawartości chlorków w moczu, spadkiem aktywności psychoruchowej a czasami tzw. omdleniem cieplnym. To ostatnie występuje z powodu niedokrwienia mózgu zwłaszcza u ludzi wykonujących prace w postawie stojącej i z małą aktywnością ruchową; wyczerpanie cieplne może rozwinąć się u osób podejmujących po raz pierwszy pracę w warunkach gorącego mikroklimatu (np. w hucie), którzy jeszcze się nie zaaklimatyzowali. Możliwe jest także u nie zaaklimatyzowych turystów po przybyciu do kraju o gorącym klimacie. Nie leczone wyczerpanie cieplne może rozwinąć się w udar cieplny. Postępowanie: odpoczynek, ochłodzenie ciała, uzupełnienie wody i elektrolitów.

3. udar cieplny - powstaje podczas przebywania w dusznej, wilgotnej i gorącej atmosferze lub przy nadmiernym wysiłku fizycznym. Polega na nagromadzeniu się nadmiernej ilości ciepła w organizmie i zaburzeniu regulacji cieplnej organizmu. W takich warunkach zdolność naturalnego ochładzania się organizmu przez pocenie znacznie spada, więc zmniejsza się oddawanie ciepła do otoczenia. Szczególnie predysponowane są osoby starsze oraz dzieci gdyż mają one w sposób naturalny niezbyt dobrze działającą termoregulację. Narażone są także osoby cierpiące na cukrzycę, choroby serca, osoby otyłe i przyjmujące leki antyhistaminowe, moczopędne, antydepresyjne i rozszerzające naczynia a także osoby pod wpływem alkoholu. Przyczyną jest całkowite wyczerpanie mechanizmów termoregulacji, a zwłaszcza „załamanie się” procesu parowania. Dochodzi do wzrostu temperatury ciała powyżej 40°C (temperatura ciała szybko rośnie do 43-44ºC), zaczerwienienia i suchości skóry, występują bóle i zawroty głowy, nudności, wymioty i objawy ze strony centralnego układu nerwowego pod postacią drgawek, zaburzeń wzroku i zaburzeń świadomości od zamroczenia aż do śpiączki. Utrata świadomości następuje, gdy temperatura krwi osiąga 40,5-41,6ºC,a niewydolność serca i obniżenie ciśnienia krwi w temperaturze ponad 42ºC,wtedy tez dochodzi do obrzęku płuc. W krańcowym stadium udaru skóra wskutek niedokrwienia staje się szara. Może też wystąpić od razu utrata przytomności bez objawów wstępnych. W symptomatologii klinicznej dominują objawy mózgowe (dodatnie objawy oponowe, drgawki, zamroczenie, utrata świadomości, skurcze kloniczne).W następstwie hipertermii uszkodzone zostają wszystkie narządy. Dochodzi do ciężkich zmian w neuronach, komórkach wątroby i nerek. W następstwie uszkodzenia naczyń włosowatych dochodzi do wybroczyn w skórze i narządach wewnętrznych. Rozwija się skąpomocz lub bezmocz. W sercu naczynia są poszerzone, występują ogniska martwicy z naciekami zapalnymi. W końcu chory zapada w śpiączkę z oddechem Cheyne'a-Stokesa i zanikającym tętnem. Udar cieplny często kończy się śmiercią. Udar cieplny jest stanem zagrożenia życia. Postępowanie:

-umieścić poszkodowanego w pozycji półsiedzącej w zacienionym miejscu z dostępem świeżego powietrza

-stosować chłodne (nie lodowate!), wilgotne okłady lub spryskać ofiarę letnią wodą i włączyć wentylator

-podawać chłodne napoje, oprócz alkoholu, kawy, herbaty

u osób nieprzytomnych - pozycja boczna ustalona, pozycję zmieniamy co 30 minut na drugi bok

-wezwać pogotowie

-w przypadku braku oddechu stosować sztuczne oddychanie, aż do przybycia lekarza

Od udaru cieplnego należy odróżnić udar słoneczny, który jest następstwem miejscowego działania promieni słonecznych (o długości fali 700-1500nm) na głowę, powodujących wystąpienie objawów związanych z podrażnieniem opon mózgowo-rdzeniowych. Promieniowanie słoneczne powoduje podwyższenie temperatury mózgu o 1,5-2,5ºC. Charakterystyczna cecha udaru słonecznego jest nagłość występowania objawów (wzmożona przepuszczalność naczyń krwionośnych, obrzęk i krwawienia w oponach mózgu, podwyższenie ciśnienia płynu mózgowo-rdzeniowego, zwiększenie w nim poziomu białka i ilości elementów komórkowych, a niekiedy krwotoczne zapalenie mózgu i opon mózgowo-rdzeniowych). Zdarza się wiec u ludzi przebywających bez nakrycia głowy przez dłuższy czas na słońcu (niekoniecznie przy bardzo wysokiej temperaturze powietrza, może się to stać podczas pieszej wędrówki lub wspinaczki w górach, dlatego konieczne jest nakrycie głowy!). Różnica między udarem słonecznym i cieplnym: udar cieplny może wystąpić nawet w miejscu, gdzie nie docierają promienie słoneczne.

Objawy udaru słonecznego (bóle głowy zaburzenia widzenia, nudności, wymioty, utrata przytomności, drgawki) wynikają z ciasnoty wenątrzczaszkowej: rozszerzające się pod wpływem promieniowania słonecznego naczynia mózgowe w ciasnej puszcze kostnej, jaką jest czaszka, wywierają nacisk na ośrodkowy układ nerwowy. Zasady postępowania: natychmiast przenieść poszkodowanego w miejsce osłonięte od słońca, wezwać pogotowie ratunkowe, ponieważ jest to stan zagrożenia życia.

Gorączka to podwyższenie temperatury ciała przy zachowanej w pełni sprawności ośrodków i mechanizmów termoregulacji. Klinicznie gorączkę rozpoznajemy przy temperaturze ciała > 38ºC. Gorączka może towarzyszyć wielu stanom chorobowych (zakażeniom bakteryjnym i wirusowym, nowotworom)

Skutki miejscowego działania wysokich temperatur to oparzenia (Ryc.2.).

Oparzenie(łac. combustio) - to uszkodzenie skóry i w zależności od stopni oparzenia także głębiej położonych tkanek wskutek działania ciepła. Przy rozległych oparzeniach ogólnoustrojowy wstrząs może doprowadzić do śmierci pacjenta.

Ryc.2. Klasyfikacja oparzeń w zależności od głębokości urazu termicznego.

Klasyfikacja oparzeń

1. Oparzenie I stopnia: Obejmuje tylko naskórek, objawami są zaczerwienienie skóry i ból, objawy ustępują po kilku dniach bez pozostawienia blizn.

2. Oparzenie II stopnia (IIA)-Obejmuje naskórek i część skóry właściwej, pojawiają się pęcherze; goi się w ciągu 10-14 dni, nie pozostawia blizn

3. Oparzenie II stopnia głębokie (IIB) -Obejmuje naskórek i pełną grubość skory właściwej z przydatkami. Skóra jest biała z czerwonymi punktami w okolicy cebulek włosowych. Bolesność mniejsza niż w przypadku oparzenia w stopniu IIA ze względu na uszkodzenie zakończeń nerwowych. Goi się przez kilka tygodni, pozostawia blizny.

4. Oparzenie III stopnia: Martwica obejmuje skórę właściwą wraz z naczyniami i nerwami skórnymi wraz z podskórną tkanką tłuszczową. Skóra jest białoszara lub brunatna, twarda, sucha. Goi się długo, pozostawia widoczne blizny.

5. Oparzenie IV stopnia: Martwica sięga tkanek głębiej położonych. Obejmuje mięśnie, ścięgna, kości. W najcięższych przypadkach tego typu oparzeń cechą charakterystyczną jest zwęglenie oparzonej części ciała. Czasami nie wyróżnia się odrębnego IV stopnia i wszystkie oparzenia tego typu zalicza się do oparzeń III stopnia.

Ocena rozległości oparzeń

1. Reguła dziewiątek Wallace'a - Powierzchnia głowy, każdej z kończyn górnych stanowi 9% powierzchni ciała. Powierzchnia przednia tułowia to 18% (9% powierzchnia brzucha oraz 9% powierzchnia klatki piersiowej). Powierzchnia tylna tułowia stanowi również 18% powierzchni ciała. Powierzchnia każdej kończyny dolnej to odpowiednio 18%. Powierzchnia krocza 1%.

2. Reguła dłoni - powierzchnia dłoni odpowiada 1% łącznej powierzchni ciała dorosłej osoby.

3. Reguła piątek -ma zastosowanie do oceny rozległości oparzeń u niemowląt. Wg niej powierzchnia głowy, przodu i tyłu tułowia stanowi po 20% powierzchni ciała. Na każdą kończynę przypada 10% ogólnej powierzchni.

Pierwsza pomoc w oparzeniu

1. Przemycie skóry czystą, wodą o temperaturze około 20 stopni przez 20 minut i założeniu suchego opatrunku z jałowej gazy przy poparzeniu jamy ustnej poszkodowany powinien ssać kawałki lodu, lub płukać gardło zimną wodą;

2. Podanie środków przeciwbólowych w razie dużej intensywności odczuwanego bólu;

3. Podawanie dużej ilości ciepłych napojów (herbata, mleko);

4. Zorganizowanie pomocy lekarskiej.

5. Najczęściej popełnianym błędem jest stosowanie na poparzoną skórę wszelkiego rodzaju maści lub płynów oraz przekłuwanie pęcherzy

Skutki działania niskich temperatur na organizm człowieka: hipotermia. Hipotermia to stan, w którym temperatura ciała spada poniżej 35ºC. Hipotermia hamuje czynność poszczególnych tkanek i narządów. Towarzyszą temu zmiany adaptacyjne wielu procesów ustrojowych w celu utrzymania stałości nowego środowiska wewnętrznego. Zapotrzebowanie na tlen zależy od temperatury wewnątrz ciała. W temperaturze 30-28ºC wynosi 50% normy, w temperaturze 25ºC tylko 33%,a poniżej 10ºC 4-11%. Najwięcej tlenu potrzebują nerki. Hipotermia znalazła zastosowanie w kardiochirurgii i neurochirurgii, w związku z oszczędzaniem zasobów energetycznych ustroju, zmniejszaniem toksyczności trucizn oraz hamowaniem wirulencji wielu drobnoustrojów.

Przy narażeniu na niską temperaturę organizm wytwarza ciepło na drodze termogenezy drżeniowej -podczas dreszczy. Podczas dreszczy zużycie tlenu zwiększa się 5-krotnie. Dysocjacja oksyhemoglobiny w ochłodzonej krwi jest upośledzona, co zmniejsza utlenowanie tkanek. W następstwie niewielkiego zużycia tlenu, zmniejsza się wydalanie dwutlenku węgla w płucach. Zapotrzebowanie na glukozę jest w warunkach hipotermii obniżone, podobnie upośledzona jest tolerancja glukozy. Wskutek tego dochodzi do hiperglikemii. Przy spadku temperatury ciała stosunek albumin do globulin nie zmienia się, ale przy ogrzewaniu ciała może wystąpić hipoproteinemia wskutek wzmożonej przepuszczalności naczyń włosowatych. Do 30ºC nie obserwuje się przemieszczenia wody między przestrzeniami w organizmie. Poniżej 25ºC następuje przenikanie wody do wnętrza komórek Stężenie potasu w osoczu obniża się. W tej samej temperaturze nasypuje wzrost stężenia sodu w osoczu i rośnie stężenie chloru w osoczu. W temperaturze poniżej 26ºC następuje zmniejszenie objętości osocza, wzrost hematokrytu i leukopenia. Poniżej 34ºC czynność serca zwalnia się. Poniżej 32ºC następuje wydłużenie odcinka PQ, poszerzenie zespołu QRS i uniesienie odcinka ST. Migotanie przedsionków występuje w temperaturze 28º C, w niższej temperaturze występuje blok przedsionkowo-komorowy 2:1lub 3:1. lub migotanie komór. Śmierć z powodu migotania komór następuje u dorosłych w temperaturze 28ºC, a u dzieci w temperaturze 25ºC. Gdy temperatura głęboka osiąga 34ºC, odruchy mózgowe i rdzeniowe nasilają się, poniżej 33ºC ulegają depresji, a poniżej 25ºC zanikają. Zahamowanie czynności kory mózgu występuje w temperaturze 31ºC, zanika wówczas świadomość.

Obniżenie temperatury ciała hamuje resorpcję zwrotną w cewkach nerkowych. W hipotermii zmniejsza się wydalanie potasu, a zwiększa wydalanie sodu. Perystaltyka przewodu pokarmowego zwalnia się w temperaturze 34ºC , a w 28ºC następuje jej zahamowanie.

Klasyfikacja hipotermii:

1. Łagodna-(34 - 35 °C-temperatura głęboka czyli mierzona w odbycie, bo temperatura skóry może być znacznie niższa): uczucie marznięcia, zimne ręce i stopy, dreszcze, drżenie mięśni, osłabienie ramion i nóg zawroty głowy, dezorientacja i niepokój,

2. Umiarkowana-(30 - 34° C): wzmocnione objawy łagodne, takie jak powyżej, a ponadto ból z zimna, brak wrażliwości na bodźce, skurcze mięśni, apatyczne zachowanie i zaburzenia świadomości, utrata poczucia czasu i zachowania energii.

3. Ciężka-(28-30 °C): zmniejszenie drżenia lub jego ustanie, wzrastająca sztywność mięśni, postępująca utrata świadomości, poszkodowany przypomina pijanego; niezborność ruchowa, bełkot, może nie pozwolić sobie pomóc. Krytyczne objawy (poniżej 28 ° C): utrata świadomości, stan ogólny przypominający śmierć, nikłe lub niewyczuwalne oddychanie, puls wolny i słaby lub niewyczuwalny, brak reakcji źrenic na światło w efekcie niedotlenienia mózgu.

Pierwsza pomoc w hipotermii:

1. W łagodnej-ofiarę rozebrać, ułożyć w śpiworze, zawinąć dodatkowo w płachtę ratunkową, podawać ciepłe, słodkie napoje (Nie wolno podawać jakiegokolwiek alkoholu! Alkohol rozszerza naczynia krwionośne w skórze i zwiększa utratę ciepła przez skórę.), nie nacierając ręcznikiem ani nie masując, aby nie prowokować przepływu krwi z głębi ciała do naczyń podskórnych), ułożyć w pozycji bocznej ustalonej. Szukać schronienia w ogrzanych pomieszczeniach i pozostać tam przez kilka godzin. Przyłożyć zewnętrzne, łagodne źródła ciepła do głowy, pleców, szyi i ud - nie wolno pozwolić temperaturze na opadanie, lecz trzeba unikać gwałtownego ogrzewania.

2. W umiarkowanej: U poszkodowanego pojawia się apatia i sztywność mięśni. Nie należy go rozbierać. Poza tym trzeba postępować tak, jak przy pierwszym stadium choroby, tylko ułożyć ofiarę z podkurczonymi kończynami, co może zapobiec spadkowi temperatury ciała o kolejne stopnie. Podczas transportu unikać ułożenia w pionie, bezpieczna jest tylko pozycja leżąca. Można podawać ciepły płyn, jedynie gdy poszkodowany jest przytomny i jest w stanie go wypić. Jeżeli to możliwe należy zaprowadzić ofiarę do lekarza.

3. W ciężkiej: Należy postępować tak, jak przy umiarkowanych objawach, ale nie wlewać do ust żadnych płynów i nie podawać jedzenia. Tylko pomoc medyczna i kliniczna może zapewnić przeżycie. Jeżeli ustanie krążenie krwi lub nastąpi zatrzymanie oddechu, należy niezwłocznie rozpocząć reanimację. Mocno wychłodzone komórki potrzebują dużo mniej tlenu i substancji odżywczych niż normalnie. Powracają do życia także bardzo powoli. Człowieka w skrajnej hipotermii często trudno odróżnić od martwego. Bardzo istotne jest, aby nie rozpoczynać reanimacji zbyt wcześnie, to znaczy, zanim nie stwierdzi się zatrzymania oddechu lub krążenia.

Skutek miejscowego działania niskiej temperatury-odmrożenie

Odmrożenie (łac.congelatio) - uszkodzenie skóry, powstające w wyniku działania na nią niskiej temperatury. Ciężkość i rozległość uszkodzenia skóry zależą od temperatury otoczenia oraz czasu, w jakim skóra była poddana działaniu niskiej temperatury. Wiatr i duża wilgotność powietrza nasilają skutki działania mrozu. Zmiany w naczyniach krwionośnych, spowodowane spożyciem dużej ilości alkoholu, powodują u poszkodowanych ciężkie odmrożenia, często przyczyniając się do nadmiernego wychłodzenia ciała i - w wyniku tego - śmierci. Miejsca szczególnie narażone na odmrożenie to: nos, uszy, policzki oraz palce rak i stóp.

Stopnie odmrożenia

• I stopień charakteryzuje się przejściowymi zaburzeniami w krążeniu krwi w skórze, bólem, często silnym, bladością lub sinoczerwonym zabarwieniem skóry, obrzękiem, pieczeniem i świądem skóry.

• II stopień odmrożenia to pojawiające się na skórze pęcherze z płynem surowiczym,

• III stopień - martwica powierzchowna skóry,

• IV stopień - martwica głęboka, której ulegają np. palce, uszy lub nos. W takim przypadku może dojść do samoistnej amputacji odmrożonej części ciała

Pomoc przedlekarska w odmrożeniu

Konieczne jest przemieszczenie go do ciepłego pomieszczenia. Należy zdjąć z poszkodowanego mokre, zimne ubranie, a z jego palców ściągnąć biżuterię. Jeśli odmrożeniu uległy palce, trzeba zanurzyć je w letniej wodzie, początkowo o temperaturze 30°C, a następnie 36°C. Na odmrożone policzki, nos czy uszy nakłada się czyste opatrunki. Jeśli na skórze są widoczne pęcherze lub sinoczerwone albo blade plamy, należy zastosować suche, czyste opatrunki, najlepiej z wyjałowionej gazy. Ze względu na ogólne wychłodzenie ciała, poszkodowanemu podaje się ciepłe napoje. Po ociepleniu odmrożonych części ciała, należy jeśli to możliwe ułożyć je nieco wyżej i okryć. Jeśli poszkodowany jest przytomny i dobrze się czuje, a do dyspozycji jest ogrzewany samochód, można odtransportować go do lekarza, jeśli nie - należy wezwać pogotowie.W każdym przypadku odmrożenia stan poszkodowanego powinien ocenić lekarz. Przy odmrożeniach powyżej II stopnia poszkodowanemu podaje się surowicę przeciwtężcową. Nie wolno przekłuwać pęcherzy, masować i nacierać czymkolwiek odmrożonych okolic skóry oraz gwałtownie rozgrzewać odmrożonych części ciała, gdyż skóra w okolicy odmrożenia jest bardzo delikatna. Nie wolno także podawać poszkodowanemu alkoholu.Jeśli na skutek przebywania na mrozie skóra zaczyna być zaczerwieniona i w miejscach zaczerwienionych staje się bolesna, można spodziewać się odmrożenia. Należy wtedy udać się do ciepłego pomieszczenia i delikatnie ogrzać miejsca przechłodzone. Natomiast bladość skóry i ustąpienie bólu świadczą już o jej odmrożeniu

Skutki miejscowego działania niskiej temperatury i wysokiej wilgotności: Stopa kopacza

Stopa kopacza rozwija się przy niskich temperaturach powietrza u osób pracujących na świeżym powietrzu w gumowych butach. Wewnątrz buta noga stale wydziela pot. Mikroklimat wewnątrz gumowego buta jest bardzo wilgotny i chłodny, co uszkadza skórę, a niekiedy struktury głębiej położone (naczynia, nerwy). Objawy: zasinienie, bóle, parestezje, drętwienie stóp, potem pęcherze i trudno gojące się rany na stopach wskutek długotrwałej pracy w chłodnych i wilgotnych warunkach w gumowym obuwiu. Zapobieganie- częsta zmiana skarpet, suszenie butów, stosowanie zasypek i pudrów na skórę stóp.

Tropikalna stopa kopacza

Podczas długotrwałego przebywania w gumowym lub impregnowanym obuwiu w gorącym i wilgotnym klimacie mogą rozwijać się objawy podobne, jak w przypadku stopy kopacza.(Ryc 3.). Maceracja naskórka i zburzenia ukrwienia stóp ,potem bóle owrzodzenia, parestezje, a nawet martwica palców stóp. Najlepsza metodą zapobiegania rozwojowi zarówno klasycznej , jak i tropikalnej stopy kopacza jest dbałość o skórę stóp poprzez stosowanie zasypek pochłaniających nadmiar wilgoci wewnątrz buta, wielokrotną zmianę skarpet lub onuc w ciągu dnia suszenie butów, tak, często ,jak to tylko możliwe oraz stosowanie farmakologicznych środków zmniejszających potliwość stóp.

Ryc.3. tropikalna stopa kopacza.

Krioterapia to forma leczenia zimnem zastosowaniem temperatur poniżej 0 °C..

Krioterapia miejscowa

Krioterapia miejscowa polega na przyłożeniu przy pomocy specjalnego aplikatora bardzo niskiej temperatury, która dostarczana jest do miejsca zmienionego chorobowo. Zabieg zamrażania i rozmrażania powtarza się w jednym cyklu kilkakrotnie. Doprowadza to do zamarzania zawartości komórek, pękania błon biologicznych i w konsekwencji destrukcji tkanki. Krioterapia miejscowa stosowana jest do leczenia:

1. zmian skórnych łagodnych

2. zmian powstałych na błonach śluzowych

3. destrukcji zmian łagodnych i nowotworowych w obrębie jamy brzusznej, zwłaszcza wątroby

4. zapalenia stawów (reumatoidalne, młodzieńcze przewlekłe, reaktywne, łuszczycowe, zesztywniające zapalenie stawów kręgosłupa)

5. zmiany zapalne stawów o podłożu metabolicznym

6. przewlekłe zapalenie kręgosłupa szyjnego

7. zespół bolesnego barku

8. zapalenie okołostawowe ścięgien, torebki stawowej i mięśni

9. zespół fibromialgii (choroby reumatyczne tkanek miękkich)

10. zwichnięcie i skręcenie urazowe stawów

11. uszkodzenie łąkotki

12. naderwanie ścięgien i mięśni

13. zwalczanie przewlekłego i patologicznego bólu (metoda zachowawcza)

14. zwalczanie odruchowej i ośrodkowej spastyczności mięśni w procesie rehabilitacji neurologicznej

15. ostre i zadawnione urazy sportowe i pooperacyjne

Krioterapia ogólna polega na poddaniu całego ciała przez krótki czas (do 3 minut) działaniu bardzo niskich temperatur (od -160 do -100 °C). W odróżnieniu od krioterapii miejscowej, prawidłowo stosowana krioterapia ogólna nie niszczy tkanek. Zabieg ten jest również nazywany kriostymulacją, ponieważ celem zabiegu jest dostarczenie organizmowi stresu fizjologicznego. Krioterapia ogólna może byćstosowana:

1. u przemęczonych fizycznie i psychicznie osób dorosłych

2. u sportowców wyczynowych

3. w zespołach bólu mięśniowo-powięziowego

Piśmiennictwo:

1. Marcinkowski J.T. :Podstawy Higien .Volumed Wrocław 1997.

2. Maśliński S., Ryżewski J.: Patofizjologia. Wydawnictwo lekarskie PZWL , wydanie II, Warszawa 1992.

3. WWW.ratownik-med.pl

4. www.wikipedia.pl

5. Wytyczne 2005 resuscytacji krążeniowo-oddechowej. Europejska Rada Resuscytacji, Polska Rada Resuscytacji. Kraków, 2005.

Pytania:

1. Jak zbudowany jest i jak działa układ termoregulacji człowieka?

2. Scharakteryzuj mechanizmy wytwarzania o utraty ciepła z organizmu człowieka.

3. Jak organizm człowieka reaguje na ciepło, a jak na zimno?

4. Co to jest temperatura efektywna i komfort cieplny?

5. Jakich informacji dostarcza skala temperatur efektywnych?

6. Jakie są skutki miejscowego działania wysokich temperatur na organizm człowieka?

7. Jakie są skutki ogólnego działania wysokich temperatur na organizm człowieka?

8. Jakie są skutki miejscowego działania niskich temperatur na organizm człowieka?

9. Jakie są skutki ogólnego działania niskich temperatur na organizm człowieka?

10. Z czego wynika rozwój stopy kopacza i tropikalnej je odmiany?

11. Jakie są wskazania do krioterapii?

---