.

FIZIOPATOLOGIA TERMOREGLĂRII

După cum se ştie, omul face parte din grupul vieţuitoarelor homeoterme, respectiv, indiferent de temperatura şi schimbările termice ale mediului înconjurător sau de activitatea fizică depusă, organismul uman îşi păstrează constantă o anumită temperatură de aproximativ 37 grade Celsius.

Această temperatură reprezintă o rezultantă între producţia şi pierderea de căldură din corpul omenesc păstrându-se constantă datorită unui complex sistem de tennoreglare controlat de centrii nervoşi hipotalamici. Sediul centrilor răspunzători de termoreglare se află în hipotalamusul anterior în aria preoptică. In afara acestor centrii există un control autonomie al reglării temperaturii corpului care este realizat prin intermediul tegumentelor, ţesutul profund abdominal şi toracic, măduva spinării, hipotalamusului şi a altor părţi ale creierului. Funcţie de temperatura mediului înconjurător are loc o acomodare a organismului - aclimatizarea.

Energia calorică are două surse: proprie, prin termogeneză şi din mediul extern.Producţia de căldură sau termogeneză este o funcţie a metabolismului energetic, in repaus

aproximativ 56% din cantitatea bazală de căldură este generată de activitatea organelor interne şi aproximativ 18% este generată de activitatea musculară şi tegumente. In timpul efortului muscular cantitatea de căldură produsă de muşchi poate creşte până la aproximativ 90%.

Căldura poate fi captată de organismul uman din mediul extern prin radiaţie şi conducţie, fenomen ce are loc atunci când temperatura mediului extern depăşeşte temperatura pielii.

Pierderile de căldură, cedarea căldurii sau termoliza se produce prin mai multe fenomene şi anume:

-Radiaţie - transferul de căldură dintre corp şi mediul înconjurător reprezintă principala cale de transfer de căldură, aproximativ 55 - 65%. Temperatura aerului înconjurător are o influenţă minimă asupra radiaţiilor. -Conducţia - transferul de căldură se face de la piele către aerul care trebuie să fie mai rece. Transferul prin conducţie sete mai mare atunci când aerul încălzit din apropierea pielii este înlocuit cu altul mai rece, de exemplu în condiţii de vânt. - Evaporare - prin evaporarea apei din sudoare şi secreţii se pierde căldura latentă de evaporare. Această cale este influenţată de umiditatea aerului, cu cât umiditatea este mai mare cu atât se pierde mai puţină căldură. Evaporarea se produce la nivelul pielii (perspiratio sensibilis) şi la nivelul căilor respiratorii (perspiratio insensibilis).

Temperatura organismului suferă anumite variaţii fiziologice. Astfel, există variaţiile diurne ale temperaturii (±0,5 grade Ceisius, cu un minim aproximativ în jurul orei 3 a.m. şi un maxim aproximativ în intervalul dintre ora 5 şi 10 p.m.); variaţii date de modificări hormonale şi metabolice (temperatura bazală creşte în a doua parte a ciclului menstrual cu aproximativ 0,5 grade Ceisius) şi de exerciţiile fizice (creşterea temperaturii în cazul efortului fizic excesiv ca de exemplu în cazul maratoniştilor, când temperatura creşte între 39 şi 40 grade Ceisius). La copii se întâlneşte creşterea tranzitorie a temperaturii datorate raportului suprafaţă / volum mare.

Fiziopatologic definim două categorii de tulburări a termoreglării hîpertermia şi hipotermia.

Hipertemia

Hipertermia este caracterizată prin creşterea temperaturii corporale care după modul de producere se clasifică în:

-starea febrilă - când se produce o dereglare a sistemului hipotalamic de control iar creşterea temperaturii are loc prin termogeneză exacerbată.

1

.

-sindroame de supraîncălzire când mecanismele de termoreglare funcţionează corect dar sunt depăşite funcţional.

Reacţia Febrilă

Starea febrilă este o manifestare reactivă, caracterizată prin creşterea temperaturii mediului intern care se încadrează în ansamblul fenomenelor de apǎrare ale organismului împotriva unor agresiuni de natură variată.

Febra este definită cantitativ ca o creştere a temperaturii organismului peste 37,2 ° C dimineaţa şi 37,7°C după amiază măsurată oral. O febră mai mare decât 41,5°C se numeşte hiperpirexie.

Cauzele febrei sunt: infecţiile, traumatismele, tumorile, tulburări ale sistemului hematopoetic, accidente vasculare, boli auto imune, boli metabolice.

Pirogenii exogeni şi endogeni

Mecanismul de producere al febrei implică existenţa unor substanţe pirogene care sunt exogene sau endogene.Astfel, pirogenii exogeni sunt bacterii şi endotoxinele bacteriene, virusuri, pungi, protozoare, droguri. Endotoxina lipopolizaharidică a bacteriilor gram negative este unul din cel mai bine studiaţi pirogeni exogeni. Bacteriile gram pozitive produc şi ele pirogeni de tipul peptidogiicanilor, exotoxine şi endotoxine. Unii pirogeni exogeni pot avea şi efecte directe cum ar fi endotoxina lipopolizaharidică care acţionează asupra celulelor nervoase. Acţiunea pirogenilor exogeni este însă de obicei mediată de pirogenii endogeni a căror producţie este stimulată de pirogenii exogeni.

Pirogenii endogeni sunt citokine produse de o mare varietate de tipuri de celule care pătrund în circulaţia sanguină şi acţionează la nivelul hipotalamusului pentru a produce febra. Pirogenii endogeni cei mai reprezentativi sunt IL - 1, IL - 6, IL - 8; IFN - a şi y;TNF – α, β. Cel mai puternic pirogen este interleukina - 1 (IL - 1) care este produsă de mastocite şi macrofage şi care iniţiază o multitudine de reacţii numite generic „răspuns al fazei acute" sau faza acută a răspunsului. IL - 1 este o polipeptidă cu greutate moleculară de 15.000 ce este sintetizată ca răspuns la apariţia pirogenilor exogeni.

Acţiunile IL –I

IL - 1 acţionează pe un număr mare de celule ţintă (centrii termoreglării din hipotalamusul anterior, cât şi limfocitele B şi T, celulele mieloide din măduva osoasă, neutrofilele mature, fibroblaşti, hepatocite, neuroni din substanţa nervoasă cenuşie responsabili de apariţia undelor lente de pe EEG.) Astfel:

- acţiunea pe centrii termoreglării situaţi în aria preoptică a hipotalamusului duce la o creştere bruscă a producerii de căldură la nivel muscular, însoţită de scăderea pierderii de căldură prin mecanism de vasoconstricţie cutanată. IL - 1 împreună cu hipotalamusul duc la sinteza de prostaglandine din seria E folosind eliberarea de compuşi arahidonici din membrana celulelor ţintă. Prostaglandina El (PGE1) activează procesele generatoare de căldură şi mecanismele de conservare prin inducerea sintezei de AMP ciclic.

IL -l mobilizează aminoacizii din muşchi printr-un mecanism proteolitic mediat de ciclooxigenază şi PGE1. Această mobilizare poate fi inhibată de inhibitorii de ciclooxigenază. Producţia de ciclooxigenază şi mobilizarea aminoacizilor din muşchi cresc odată cu creşterea temperaturii corpului.în timpul episoadelor febrile se descrie scăderea masei musculare care în unele cazuri poate fi chiar semnificativă.

- acţiunea asupra celulelor T şi B se manifestă prin activarea celulelor T helper - inducer să sintetizeze interleukina - 2 (IL - 2) care produce expansiunea clonală a celulelor T. Această

2

.

expansiune determinată de IL – 2 este amplificată la o temperatură ridicată şi atinge un optimum la 39,5°C. Din aceste motive, apariţia febrei pare să exercite un fenomen de feedback pozitivasupra răspunsul imun specific. Acţiunea asupra celulelor B se exprimă prinproliferarea acestora sub acţiunea IL - 1, precum şi prin creşterea producţiei deanticorpi specifici.

-acţiunea asupra celulelor mieloide din măduva osoasă. IL - 1 mobilizează celulele mieloide din măduvă

-acţiunea asupra neutrofilului matur se manifestă prin activitatea chemotactică asupra neutrofilelor şi monocitelor cu inducerea eliberării enzimelor lizozomale în neutrofiîe. De asemeni activează şi stimulează metabolismul oxidativ bactericid al neutrofilului. Cu alte cuvinte IL - î stimulează procesele şi mecanismele implicate în răspunsul inflamator nespecific şi i se atribuie un rol şi în mecanismele antimicrobiene şi de protecţie din timpul agresiunii infecţioase. Implicarea în mecanismele infecţioase are ca efect creşterea la nivel hepatic a complementului, a proteinei C-reactive, a haptoglobinei, a cerulopiasminei, a lîbrinogenului. amiloidului A seric.

-acţiunea asupra fibroblaştilor şi a sintezei de colagen este implică acţiunea IL - 1 în situsuri locale şi apare atunci când are loc un proces reparatoriu în timpul unei infecţii.

-acţiunea pe care o exercită asupra undelor lente de pe EEG, respectiv prin activarea acestora se datorează eliberării IL - 1 din astrocitele cerebrale. IL - 1 eliberată astfel poate fi responsabilă şi de apariţia febrei în cazul hemoragiilor cerebrale.

Efectele febrei asupra organismului

În timpul sindromului febril au Ioc o serie de manifestări clinice care ţin de diferite organe şi sisteme. Apar astfel: creşterea frecvenţei cardiace şi a debitului cardiac, creşterea activităţii metabolismului giucidic, lipidic şi protidic, creşterea frecvenţei cardiace. Se mai descriu apariţia mialgiilor, a cefaleei, a oboselii, a deshidratării, a convulsiilor febrile (mai ales la copil), a frisoanelor, aherpesului labial, a delirului.

Există câteva situaţii în care febra se pare că ar avea un rol benefic şi anume în câteva infecţii specifice cum sunt: neurosifilisul, câteva forme de artrită cronică şi în unele forme avansate de cancer.

Instalarea şi evoluţia reacţiei febrile

Reacţia febrilă este caracterizată de succesiunea a trei faze:1. faza de creştere (stadium incrementi), este precedată de o fază de latenţă dependentă de agentul care a dus la apariţia sindromului febril. Trecerea organismului cu o temperatură normală la faza de creştere a temperaturii se realizează printr-o modificare tranzitorie a raportului obişnuit dintre mecanismele termogenetice şi termoliză, în favoarea primelor. In această perioadă organismul prezintă manifestările unei reacţii adaptative la rece şi anume: vasoconstricţie periferică cu reducerea debitului sanguin cutanat (înseamnă reducerea termolizei), paloare şi răcire consecutivă a tegumentelor, piloerecţie, senzaţie de frig, creşterea tonusului muscular şi adesea frisoane.2. faza de stare se caracterizează prin menţinerea temperaturii la un anumit nivel, mai ridicat decât cel normai. în această perioadă se observă creşterea uniformă a metabolismului bazai, cu aproximativ 13% pentru fiecare grad centigrad, creşterea frecvenţei şi a debitului cardiac, creşterea frecvenţei respiraţiei în legătură cu sporirea activităţii termolitice şi a aportului de oxigen. Cataboiismul proteic este accelerat, eliminările urinare de azot cresc, eliminările urinare de clor scad.3. faza de scădere a temperaturii se caracterizează prin eliminarea excesului de căldură acumulată în cursul perioadei iniţiale şi restabilirea temperaturii normale. Scăderea şi revenirea la normal a temperaturii se realizează prin intensificarea termolizei. Scăderea temperaturii se poate face lent (în lysis) sau brusc (în crysis)

3

.

Tipuri de febră

1. Febra continuă şi susţinută (Febris continua continens). Este febra care nu are variaţii diurne. Apare în febra tifoidă şi paratîfoidă.2. Febra remitentă (Febris continua remittens) în care temperatura scade în fiecare zi dar niciodată la temperatura normală3. Febra intermitentă în care temperatura este normală dimineaţa şi creşte după amiaza. Este aşa numita febră septică. Este caracteristică infecţiilor bacteriene, în mod particular abceselor, limfoamelor şi tuberculozei miliare.4. Febra periodică caracterizată de perioade scurte de 3 - 6 zile de febră urmate de perioade de temperatură normală. Este întâlnită în malarie.5. Febra recurentă caracterizată prin febră ce apare la intervale de timp ce tin de dezvoltarea ciclică a paraziţilor care o determină.

Supraîncălzirea

Sindroamele asociate cu creşteri marcate ale temperaturii corpului apar atunci când capacitatea termolitică a organismului este depăşită, când termogeneza este intensificată sau prin combinarea acestor mecanisme. Factori care duc la creşterea incidenţei lor sunt: vârsta înaintată, alcoolismul, consumul de droguri antipsihotice, diuretice, anticolinergice, ventilaţie deficitară.

Supraîncălzirea se manifestă prin creşterea temperaturii corporale putând ajunge până la 40 °C. Clinic bolnavul prezintă stare de nelinişte, senzaţie de sete datorită deshidratării prin transpiraţie, oboseală, ameţeli, confuzie, dispnee, tahicardie, crampe musculare. Gradual starea bolnavului se deteriorează dacă nu este scos din mediul cald, instalându-se tulburări hemodinamice, hipoxie tisulară, acidoză, treptat evoluând spre starea comatoasă şi exitus. Clinic se descrie mialgia termică, în care apar contracturi musculare, este forma cea mai uşoară de supraîncălzire. Urmează ca gravitate insolaţia iar simptomatologia este dominată în special de tulburările hidroelectrolitice şi hemodinamice.

Şocul termic reprezintă cea mai gravă formă de supraîncălzire care are o mortalitate de până la 70 %. Este un sindrom caracterizat prin creşterea temperaturii în jurul valorii de 41 - 43 °C însoţită de starea de prostraţie. Apare mai frecvent la persoane în vârstă cu afecţiuni cronice preexistente (arterioscleroză. insuficienţă cardiacă congestivă). diabet, alcoolism, consumatori de anticolinergice. Şocul termic are caracteristici asemănătoare cu celelalte tipuri de şoc. Gravitatea şocului termic este dată de asocierea dintre supraîncălzire şi deshidratarea combinată cu grave dezechilibre ionice şi tulburări hemodinamice consecutive.

Hipertermia malignă

Hipertermia malignă este rezultatul unor defecte genetice în transportul sarcopl asm atic şi depozitarea ionilor de calciu, în care sunt afectate canalele eliberatoare de calciu. Este caracterizată de creşterea temperaturii ca răspuns la inhalarea unor anestezice (halotanul, ciclopropanui, eterul etilic) sau la contactul cu unele substanţe miorelaxante cum este succinil colina. Termogeneza este exacerbată prin activitatea musculară necontrolată, clinic se constată rigiditatea musculaturii care este expresia contracţiei tonice. Ascensiunea termică este foarte rapidă ajungând până la 43 - 44 ° C

Hipotermia

4

.

Hipotermia este descrisă ca o tulburare a termoreglării reprezentând scăderea temperaturii corpului sub 35°C, datorată unui bilanţ caloric negativ.

Hipotermiile pot fi uşoare (temperatura corpului între 35 şi 32 de grade) în care procesele de termoreglare se păstrează, pacientul prezentând doar o lentoare a ideaţiei şi dizartrie, hipotermie medie (temperatura cuprinsă între 32 şi 24 grade) când se instalează o deprimare a metabolismului, bradicardie, bradipnee, hipotensiune şi obnubilare care se agravează progresiv şi hipotermia severă în care pacientul este comatos şi de obicei sucombă prin fibrilaţie ventriculară.

Hipotermiiîe se instalează ca urmare fie a exagerării termolizei, fie a insuficienţei termogenezei, sau mai frecvent prin asocierea ambelor mecanisme.

Se poate distinge hipotermia accidentală, hipotermia secundară unor boli (persoane vârstnice, diabetici, bolnavi cardiaci cu insuficienţă cardiacă congestivă, uremiei) şi hipotermia indusă.

-hipotermia accidentală, apare prin termoliză exagerată, se instalează la subiecţi normali care sunt expuşi un timp îndelungat ia temperaturi foarte scăzute. - hipotermia secundară unor boli (persoane vârstnice, diabetici, bolnavi cardiaci cu insuficienţă cardiacă congestivă, uremiei). Acest tip de hipotermie apare prin limitarea proceselor de termogeneză. -hipotermia indusă este provocată ca adjuvant al procedurilor de anestezie şi pregătire preoperatorie în diverse intervenţii chirurgicale care necesită oprirea circulaţiei o perioadă de timp. Consumul scăzut de oxigen permite sistarea circulaţiei până la 30 de minute.

Există câteva situaţii speciale de hipotermie. Astfel, nou - născuţii sunt mai expuşi la hipotermie deoarece au o suprafaţă corporală mai mare raportată la greutate comparativ cu adultul şi deci o termoliză exagerată. Mecanismele termogenîce sunt slabe, nu frisonează, iar controlul tonusului vasomotor este încă insuficient. Bătrânii

Aclimatizarea

Atunci când condiţiile de mediu se menţin pe o perioadă mai lungă de timp la parametrii excesivi, organismul suferă o serie de modificări şi ajustări care să îi permită funcţionarea optimă în aceie condiţii, proces denumit aclimatizare.

Aclimatizarea la temperaturi ridicate

Transpiraţia reprezintă cel mai eficient mijloc natural de combatere a stresului termic.Aclimatizarea se realizează într-un interval cuprins între 4 şi 7 zile până la câţiva ani în condiţii extreme. Aceasta se realizează prin mai multe mecanisme:

- creşterea cantităţii de sudoare care are o concentraţie mică de clorură de sodiu ceea ce duce la economia ionilor de sodiu,

- vasodilataţia periferică mare cu rolul de a ceda cât mai multă căldură,- scăderea volumului circulant,- descreşterea fluxului renal,- creşterea concentraţiei hormonului antidiuretic (ADH) şi al aldosteronului,- scăderea concentraţiei de sodiu urinar,- creşterea frecvenţei respiratorii,- creşterea aiurii ventriculare,

Hiperaldosteronismul care poate rezulta în urma aclimatizării poate duce la scăderea concentraţiei de potasiu, fenomen agravat de înlocuirea ionilor de sodiu tară înlocuirea concomitentă şi a celor de potasiu.

5

.

Aclimatizarea la temperaturi scăzute

În explicarea aclimatizării la temperaturi scăzute mecanisme fiziologice de adaptare sunt încă neelucidate complet. Acest tip de aclimatizare constă în adaptarea circulatorie astfel încât să se protejeze zonele de pe corp expuse la temperaturile scăzute. Are loc şi o adaptare metabolică care constă în creşterea producerii de căldură necesară compensării pierderilor crescute ale acesteia.

6