Научный журнал
Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований

ISSN 1996-3955
ИФ РИНЦ = 0,686

ОСТРАЯ ГИПОКСИЯ ВЫЗЫВАЕТ СПОНТАННОЕ ОХЛАЖДЕНИЕ ТЕЛА ЧЕЛОВЕКА

Уракова Н.А. 1 Касаткин А.А. 1
1 ГБОУ ВПО «Ижевская государственная медицинская академия Минздрава России»
С помощью инфракрасной термографии поверхности тела здоровых добровольцев показано, что через несколько секунд после прекращения ими своего дыхания температура тела у них начинает снижаться. Причем, в первую очередь начинают охлаждаться подушечки пальцев, температура которых за время добровольного апноэ может снизиться на 0,5–1,5 ºС от исходных значений. Восстановление спонтанного дыхания приводит к повышению температуры вплоть до первоначальных показателей. Данный симптом может быть использован в качестве оценки эффективности терапии гипоксических состояний.
температура
инфракрасная термография
гипотермия
шок
реанимация
1. Ураков А.Л. Минус градус – это плюс // Доктор. – 1995. – № 1. – С. 8–9.
2. Ураков А.Л., Баранов А.Г. Влияние ранних сроков ишемии на процессы дыхания и окислительного фосфорилирования в митохондриях миокарда собак // Кровообращение. – 1978. – № 6. – С. 14–16.
3. Ураков А.Л., Кравчук А.П. Локальное изменение температуры кишечника и его кровоснабжение // Кровообращение. – 1984. – № 1. – С. 58–60.
4. Ураков А.Л., Пугач В.Н., Кравчук А.П., Сабсай М.И., Баранов А.Г. Использование тепла и холода для регуляции кровотока и поддержания гемостаза внутренних органов // Патологическая физиология и экспериментальная терапия. – 1984. – № 5. – С. 43.
5. Ураков А.Л., Уракова Н.А., Касаткин А.А., Гаускнехт М.Ю., Гаускнехт А.Ю., Соколова Н.В., Соколов Н.В., Решетников А.П., Решетникова А.А. Внутриматочный акваланг Н.А.Ураковой и способ вентилирования легких плода дыхательными газами. Заявка на изобретение России №2010134466 // Изобретения. Полезные модели. Оффициальный бюллетень Федеральной службы по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам. – 2012. – № 6. – С. 38.
6. Kasatkin A., Urakov A., Lukoyanov I. Effects of non-invasive femoral arteries occlusion on restoration of spontaneous circulation of trauma patients with acute blood loss // Resuscitation – 2014. – 85S. – S117–S118. http://dx.doi.org/10.1016/j.resuscitation. 2014.03.290.
7. Kasatkin A.A., Urakov A.L., Urakova N.A. How to improve the indicators of the health of the newborns in pregnant woman in labour having epidural analgesia? // Acta Anaesthesiologica Scandinavica. – 2013. – 57(Suppl. 120). – P. 16.
8. Urakov A.L., Urakova N.A., Kasatkin A.A. Local body temperature as a factor of thrombosis // Thrombosis Research. – 2013. – 131(Suppl. 1). – P. 79.
9. Urakov A.L., Kasatkin A.A., Urakova N.A., Ammer K. Infrared thermographic investigation of fingers and palms during and after application of cuff occlusion test in patients with hemorrhagic shock // Thermology International. – 2014. – 24/1. – P. 5–10.
10. Urakov A., Urakova N., Kasatkin A. Temperature of newborns as a sign of life in Russia – time to change in World? // J. Perinat. Med. – 2013. – 41. – P. 473.

Традиционно считается, что организм здорового человека, как и любого теплокровного млекопитающего, находящийся в нормальных условиях внешней среды, строго поддерживает свое температурное постоянство. Именно температурный гомеостаз позволяет обеспечивать нормальную работу всего организма как на системном, органном, тканевом и клеточном уровне, так и на уровне отдельных внутриклеточных структур, в частности таких, как митохондрии [2, 4, 8]. При этом известно, что для поддержания необходимого уровня анаэробного обмена веществ в организме человека необходимо оптимальное количество кислорода, поскольку его отсутствие снижает интенсивность и качество обмена веществ, приводящего в свою очередь к уменьшению функциональных резервов организма, заболеваниям и смерти. В условиях дефицита кислорода, возникающего например, при ишемии конечностей и внутренних органов или при внутриутробной гипоксии плода, именно «высокая» температура, поддерживающая интенсивность обмена веществ, может являться самостоятельным повреждающим фактором, а ее снижение может обладать лечебным действием [3, 5, 7]. Показано, что применяемые в настоящее время в клинической практике различные виды искусственного охлаждения ишемизированных органов или частей тела, позволяют эффективно бороться с гипоксическим повреждением [1]. Однако, существуют ли, предусмотренные природой механизмы спонтанного охлаждения тела человека в условиях кислородной недостаточности?

Появление тепловизоров у исследователей дало возможность осуществлять визуальное наблюдение за изменением температуры и спектра инфракрасного излучения не только отдельных частей тела, но и всей поверхности тела человека и животных. Были выявлены «температурные» признаки различных заболеваний, сопровождающихся гипоксией, таких как болезнь Рейно, атеросклероз сосудов, геморрагический шок и клиническая смерть [9, 10]. Благодаря инфракрасному мониторингу была выявлена последовательность охлаждения тела, возникающая при шоке и клинической смерти [9]. Оказалось, что в первую очередь охлаждение начинается с дистальных частей тела – пальцев рук и ног, с последовательным распространением в проксимальном направлении, а успешное проведение реанимационных мероприятий вызывало согревание частей тела в обратной последовательности.

Таким образом, безусловный интерес представляет собой изучение динамики температуры поверхности тела человека в условиях гипоксии на наиболее термолабильных частях тела, а именно кистях рук.

Цель исследования – изучение динамики температуры поверхности кистей рук здоровых добровольцев при острой гипоксии, вызванной задержкой дыхания.

Материалы и методы исследования

Исследование динамики температуры и инфракрасного излучения 34 здоровых добровольцев было выполнено с помощью тепловизора марки ThermoTracer TH9100XX (NEC, USA) в диапазоне температур +25 – +36 °С в помещении с температурой окружающего воздуха +24 – +25 °С. После рандомизации добровольцы были разделены на две группы: контрольную (n = 17, мужчины 10), средний возраст 25 ± 6 лет, и группу наблюдения (n = 17, мужчины 11), средний возраст 27 ± 5 лет. Критериями исключения здоровых добровольцев из исследования были курение, прекращение приема лекарственных и средств и алкоголя менее чем за 10 дней до исследования. Кроме того, из исследования были исключены добровольцы, которые испытывали чувство температурного дискомфорта, при этом, температура подушечек их пальцев соответствовала температуре помещения.

В качестве объекта исследования динамики температуры и спектра инфракрасного излучения были выбраны пальцы рабочей руки обследуемых, а именно подушечка пальца, имеющая наивысший температурное значение на момент исследования..

Предварительно все обследуемые укладывались в горизонтальное положение – лежа на спине, для исследования выбирали руку пациента с наибольшей пульсацией в ее дистальном отделе, и после 3-х минутного отдыха просили исследуемого из группы наблюдения сделать спокойный выдох и задержать дыхание на максимально возможный период времени. Инфракрасную термоскопию и термометрию ладанной поверхности кистей начинали осуществлять до момента задержки пациентом дыхания и продолжали в течении 5 минут после прекращения апноэ. В контрольной группе задержка дыхания не проводилась, инфракрасный мониторинг осуществляли непрерывно в течении 6 минут.

Статистическая обработка результатов проведена с помощью программы BIOSTAT. Вычисляли среднюю арифметическую (М), ошибку средней арифметической (m), коэффициент достоверности. Степень различий показателей определяли по отношению к исходным показателям, разницу значений считали достоверной при P ≤ 0,05.

План исследований был ранее одобрен этическим Комитетом Ижевской государственной медицинской академии на основании принципов, которые изложены во Всемирной Медицинской Декларации в Хельсинках.

Результаты исследования и их обсуждение

Предварительное проведение инфракрасной термографии показало, что исходные значения температур подушечек пальцев существенно не отличались в обеих группах добровольцев. Так, в контрольной группе значения температур подушечек пальцев находились в диапазоне от + 27,1 до + 35,4 °С, при этом средний показатель температуры в группе составил + 33,0 ± 2,2 °С (n = 17), а в группе наблюдения средний показатель температуры составил + 32,4 ± 3,0 °С (n = 17, P ≤ 0,05), при этом значения температур в этой группе находились в диапазоне + 26,8 до + 35,1 °С.

ur1.tifа ur2.tifб ur3.tifв

Инфракрасное изображение ладонной поверхности правой кисти здорового добровольца (мужчины) в возрасте 27 лет в диапазоне температур +26–36 °С: а – исходное, б – через 60 секунд после добровольного апноэ, в – через 3 минуты после восстановления дыхания

Результаты инфракрасного мониторинга, полученные в ходе исследования показали, что уже через 15 секунд гипоксии, вызванной добровольным апноэ, происходит остывание подушечек пальцев кистей, а разноцветное изображение подушечек пальцев рук на экране тепловизора в этот момент меняется с многоцветного красно-оранжево-желтл-зеленого на одноцветное синее, в то время как остальные части пальцев и ладони остаются разноцветными. Так средний показатель температуры подушечек пальцев в группе наблюдения перед прекращением добровольного апноэ длительностью 68 ± 15 секунд, составил +30,5 ± 2,4 °С (n = 17, P ≤ 0,05). В то же время средний показатель температуры подушечек пальцев добровольцев в контрольной группе составил + 32,8 ± 2,5 °С (n = 17). При последующем восстановлении спонтанного дыхания у добровольцев в группе наблюдения подушечки их пальцев согревались, достигая через 20–30 секунд исходных значений, после чего поднималась дополнительно еще на 0,5–1,0 °С до среднего показателя температуры в группе 33,2 ± 2,0 °С (n = 17, P ≤ 0,05). Повышение температуры возвращало многоцветность изображения на экране тепловизора, которое на протяжении 5 минут выглядит преимущественно красным, после чего приобретало исходную окраску (рис. 1). Измерения температур подушечек пальцев в контрольной группе не выявило существенных изменений, их средний показатель составил 32,7 ± 2,3 °С (n = 17).

Следовательно, понижение температуры пальцев рук и периферической части ладоней на 0,5–1 °С и изображение их на экране тепловизора в синем цвете свидетельствует о начальной стадии гипоксии и ишемии конечности. Замена синего изображения кистей рук на красно-оранжево-желтое свидетельствует об успешном устранении ишемии и гипоксии. При этом изображение подушечек пальцев становится разноцветным в последнюю очередь.

Выводы

Таким образом, инфракрасная термография поверхности тела человека позволяет бесконтактно и неинвазивно получать информацию об изменениях температуры тела человека. Установлено, что острая гипоксия, возникающая в результате добровольной задержкой дыхания, уже через несколько секунд вызывает снижение температура тела человека, причем, в первую очередь начинают охлаждаться подушечки пальцев, температура которых за время апноэ может снизиться на 0,5–1,5 ?С от исходных значений. Восстановление спонтанного дыхания приводит к повышению температуры вплоть до первоначальных показателей. Данная закономерность может быть использована в разработке технологии оценки эффективности терапии гипоксических состояний.


Библиографическая ссылка

Уракова Н.А., Касаткин А.А. ОСТРАЯ ГИПОКСИЯ ВЫЗЫВАЕТ СПОНТАННОЕ ОХЛАЖДЕНИЕ ТЕЛА ЧЕЛОВЕКА // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. – 2014. – № 10-2. – С. 86-88;
URL: http://applied-research.ru/ru/article/view?id=6003 (дата обращения: 21.05.2019).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.252