Болезнетворное действие тепловой энергии. Перегревание. Тепловой удар

Действие высокой температуры может выз­вать ожоги, ожоговую болезнь и перегревание организма.

Ожог (термический) - повреждение тканей при увеличении их температуры до 45-50°С и выше в результате действия пламени, горячих жидкостей, пара, разогретых твердых тел. В за­висимости от глубины поражения тканей разли­чают четыре степени ожогов: 1) покраснение кожи (эритема); 2) образование пузырей; ЗА) частичный или полный некроз мальпигиева (росткового) слоя кожи; ЗБ) полный некроз кожи во всю ее толщину; 4) некроз кожи и глубжеле-жащих тканей.

Механизм возникновения ожогов связан с воспалительной реакцией в месте действия тер­мического агента и коагуляцией белков, приво­дящей к гибели клеток и некрозу тканей.

Ожоговая болезнь - разносторонние функци­ональные нарушения внутренних органов и сис­тем целостного организма, обусловленные обшир­ными (более 10-15% поверхности тела) и глубо­кими ожогами. В развитии ожоговой болезни выделяют четыре периода: 1) ожоговый шок (см. разд. 3.2.3); 2) общую токсемию - результат ауто-

интоксикации продуктами распада тканей, обра­зующимися на месте ожога (денатурированный белок, биологически активные амины, полипеп­тиды и др.), и выработки специфических ожого­вых аутоантител. Кроме того, в коже животных и человека обнаружен ожоговый аутоантиген, отсутствующий у здоровых и в тканях с другим характером повреждения (Н. А. Федоров, С. В. Скурович); 3) септикотоксемию (присоединение инфекции); 4) реконвалесценцию.

Перегревание (гипертермия) - временное пассивное повышение температуры тела вслед­ствие накопления в теле избыточного тепла (при затруднении процессов теплоотдачи и действии высокой температуры окружающей среды).

Для поддержания нормальной температуры тела при максимальном уровне теплопродукции (работа) и поступлении в тело 100-150 ккал теп­ла в час за счет тепловой радиации необходима суммарная теплоотдача в окружающую среду около 500-600 ккал/ч. При выравнивании тем­пературы кожи и окружающей среды (в сред­нем 33°С) отдача тепла с поверхности тела за счет конвекции и тепловой радиации прекраща­ется. При более высокой температуре окружаю­щей среды отдача тепла возможна только за счет испарения пота с поверхности кожи. Прекраще­ние отделения или испарения пота (высокая влажность воздуха, влагонепроницаемая одеж­да и т. д.) может привести к перегреванию уже

Глава 2 / БОЛЕЗНЕТВОРНЫЕ ФАКТОРЫ ВНЕШНЕЙ СРЕДЫ

4 9

4 Закю * 532

при 33-34°С. Перегреванию способствует дефи­цит воды в организме и недостаточное попол­нение ее потерь с потом.

Повышение температуры тела сопровождается резким учащением дыхательных движений, выз­ванных раздражением дыхательного центра на­гретой кровью (П. Н. Веселкин), развивается тепловая одышка. Далее отмечается учащение сердечных сокращений и повышение кровяного давления. За счет потери воды через усиление потоотделения происходит сгущение крови, на­рушается электролитный обмен, повышается гемолиз эритроцитов, что сопровождается явле­ниями интоксикации организма продуктами рас­пада гемоглобина. Повреждение различных тка­ней также сопровождается накоплением токси­ческих продуктов их распада. В связи с раз­рушением VII, VIII, X и других плазменных факторов нарушается свертываемость крови.

Перенапряжение механизмов тепловой ре­гуляции приводит к их истощению, сопро­вождающемуся торможением функций цент­ральной нервной системы, угнетением дыхания, функции сердца, снижением артериального дав­ления, и в конечном счете - к глубокой гипок­сии.

Острое перегревание организма с быстрым повышением температуры тела и длительное воздействие высокой температуры окружающей среды могут вызвать тепловой удар. Основные нарушения в организме при тепловом ударе пред­ставлены на схеме 2. Смерть при тепловом уда­ре возникает от паралича дыхательного центра.

2.6. ПОВРЕЖДАЮЩЕЕ ДЕЙСТВИЕ ЛУЧЕЙ СОЛНЕЧНОГО СПЕКТРА

2.6.1. Действие ультрафиолетового излучения

Ультрафиолетовое излучение проникает в кожу и конъюнктиву глаз на глубину десятых долей миллиметра. Тем не менее его действие не ограничивается местными изменениями, а рас­пространяется на весь организм.

Биологические свойства УФ-излучения раз­личны в зависимости от длины волны. В связи с этим весь диапазон УФ-излучения делят на три области: область А (длинноволновая) - 400-320 нм; область В (средневолновая) - 320-280 нм; область С (коротковолновая) - 280-200 нм.

Область А называется также флюоресцентной (по способности вызывать свечение некоторых веществ, например в люминесцентных лампах), или загарной в связи с пигментообразующим эффектом: под влиянием УФ-излучения из ами­нокислоты тирозина образуется меланин, кото­рый является защитным средством организма от избыточного УФ-излучения.

Область В (при непродолжительном действии УФ-излучения в небольших дозах) характери­зуется сильным общестимулирующим эффектом. Механизм общестимулирующего фотохимичес­кого действия УФ-излучения связан со способ­ностью его возбуждать атомы, повышать их ре­акционную способность. В целом это приводит к повышению активности химических реакций в клетках, что оказывает стимулирующее действие на обменные и трофические процессы. В конеч­ном счете усиливаются рост и регенерация тка­ней, повышается сопротивляемость организма к действию инфекционных и токсических агентов, улучшается физическая и умственная работо­способность. УФ-излучение в диапазоне 315-265 нм области В обладает витаминообразующим антирахитическим действием: под его влияни­ем из 7, 8-дегидрохолестерина синтезируется ви­тамин D₃ (холекальциферол).

Область С обладает выраженным бак­терицидным действием, максимум которого при­ходится на длину волны 254 нм.

Одноразовое избыточное У Ф-облучение незагоревшей кожи вызывает ее фотохимический ожог, сопровождающийся раз­витием эритемы и волдырной реакции на коже, повышением температуры тела, головной болью, общим болезненным состоянием. Может возник­нуть поражение конъюнктивы глаз (фотоофталь­мия), проявляющееся ее покраснением и отеч­ностью, ощущением жжения и «песка» в гла­зах, слезотечением, резко выраженной светобо­язнью. Явления фотоофтальмии могут наблю­даться как от прямого солнечного света, так и от рассеянного и отраженного (от снега, песка в пустыне), а также при работе с искусственными источниками УФ-излучения, например при элек­тросварке.

Патогенный эффект одноразового избыточного УФ-облучения (фотохимический ожог) связан с активацией свободнорадикального (перекисного) окисления липидов, приводящей к повреждению мембран, распаду белковых молекул, гибели клеток в целом (см. разд. 3.1.4).

Часть I. ОБЩАЯ НОЗОЛОГИЯ

Избыточное УФ-излучение может прово­цировать обострение некоторых хронических заболеваний (ревматизм, язвенная болезнь же­лудка, туберкулез и др.). При интенсивном УФ-облучении вследствие повышенного образования меланина и деструкции белков возрастает потреб­ность организма в незаменимых аминокислотах, витаминах, солях кальция и др. Избыточное УФ-облучение в диапазоне волн длиной 280-200 нм (область С) может привести к инактивации хо-лекальциферола - к превращению его в индиф­ферентные (супрастерины) и даже вредные (ток-систерин) вещества, что необходимо учитывать при профилактических УФ-облучениях.

Длительное чрезмерное УФ -облучение может способствовать образованию перекисных соединений и эпоксидных веществ, обладающих мутагенным эффектом, и индуци­ровать возникновение базально-клеточного и че­шуйчато-клеточного рака кожи, особенно у лю­дей со светлой кожей.

Действие УФ-излучения усиливается так на­зываемыми фотосенсибилизаторами. К ним от­носятся краски (метиленовый голубой, бен­гальская роза), холестерин и порфирины, а так­же контактные фотосенсибилизаторы (духи, ло­сьоны, губная помада, кремы и другие космети­ческие средства).

Известны случаи повышенной чувстви­тельности к УФ-излучению - фотоаллергия. Так, например, у лиц с высоким содержанием пор-фиринов в крови вследствие нарушения превра­щений гемоглобина (например, при гематопор-фирии) даже после кратковременного пребыва­ния на солнце могут возникнуть ожоги и состо­яние тяжелой интоксикации токсическими про­дуктами облученных порфиринов. Особо высо­кой чувствительностью к УФ-излучению обла­дают больные пигментной ксеродермой. Возникающие в результате действия УФ-облу-чения ожоги на открытых участках кожи у этих пациентов в 50% случаев переходят в карциному.

Общее действие УФ-излучения совместно с тепловым действием солнечных лучей (ин­фракрасные лучи, прогревающие более глубокие ткани) проявляется в форме так называемого солнечного удара. Действие УФ-излучения на ■ врвную систему опосредуется через облученные в капиллярах кожи белки крови и холестерин. Возникает возбуждение вегетативных центров гипоталамуса и подкорковых узлов, повышение температуры тела, повышение и далее падение

кровяного давления, сонливость, коллапс и смерть от паралича дыхательного центра (см. разд. 2.5). Солнечный удар нередко возникает при длительном пребывании на пляже.

2.6.2. Повреждающее действие излучения лазеров

Лазеры - устройства для получения узких монохроматических пучков световой энергии высокой интенсивности, успешно используются для терапии целого ряда заболеваний (болезни глаз, опухолевые разрастания и др.).

Действие лазерного излучения измеряется стотысячными долями секунды, поэтому, несмот­ря на достаточно глубокое проникновение лучей лазера в организм (до 20-25 мм), ощущения боли не возникает. Наибольшей чувствительностью к лазерному излучению обладают пигментирован­ные ткани.

Механизм повреждающего действия лазерного излучения во многом остается неизученным. Прямой повреждающий эффект лазерного излу­чения на клетку связан с возбуждением атомов и в конечном счете с повреждением белковых молекул. Важную роль в повреждающем дей­ствии лазерного излучения играет свободнора-дикальный механизм (см. разд. 3.1.4). Образо­вание свободных радикалов при действии лучей лазера было обнаружено в меланиносодержащих тканях и коже черных мышей, а также в пиг­ментных участках кожи морских свинок.

Считается, что излучение лазера оказывает термическое и кавитационное действие. Терми­ческий эффект луча лазера может быть связан с поглощением тканью энергии инфракрасной части спектра излучения и тепловой инактива­цией белка. Кавитационное действие лазерно­го излучения обусловлено быстрым повышени­ем температуры до уровня, при котором проис­ходит испарение жидкой части клетки. Возни­кает «взрывной эффект» (кавитация) вследствие мгновенного образования микрополости с повы­шенным давлением (до десятков и сотен атмос­фер) и распространяющейся от нее ударной вол­ны, разрывающей ткани. Данный эффект лежит в основе работы лазерного скальпеля. Одним из механизмов повреждающего действия лазерного излучения может быть также вызываемая им инактивация ферментов или изменение их спе­цифической активности.

Глава 2 / БОЛЕЗНЕТВОРНЫЕ ФАКТОРЫ ВНЕШНЕЙ СРЕДЫ

Выраженность повреждающего эффекта лазер­ного излучения зависит от типа оптического кьантового генератора, плотности и мощности излучения, физико-химических и биологических особенностей облучаемых тканей (степень их пигментации, кровенаполнение, теплопровод­ность).