Гіпертермія і її відмінність від гарячки

Етіологія гарячки

За походженням розрізняють інфекційні і неінфекційні гарячки. У процесі еволюції гарячка виробилася насамперед як відповідь на проникнення в організм мікроорганізмів і їхніх токсинів. У той же час відомо, що вона може виникнути і потраплянні в організм речовин, що не мають відношення до інфекції. До неінфекційної гарячки належать гарячкові реакції, які виникають при асептичному запаленні, зумовленому механічним, хімічним або фізичним локальним пошкодженням тканин, а також при некрозі тканин на основі порушення кровообігу (наприклад, інфаркт міокарда). Розвиток гарячки в цих випадках визначається еміграцією в місце запалення лейкоцитів, які активізуються і починають виробляти лейкоцитарні пірогени.

Установлено, що в синтезі лейкоцитарних пірогенів беруть участь нейтрофільні гранулоцити, а також макрофагоцити, як рухомі, так і фіксовані в тканинах (легеневі макрофагоцити, мононуклеари селезінки та лімфатичних вузлів, макрофагоцити перитоніального ексудату). В лімфоцитах пірогени не утворюються.

Синтез лейкоцитарних пірогенів закодований в геномі лейкоцитів і починається з того моменту, коли первинні пірогени потрапляють в макро- і мікрофагоцити та починають активізувати в них метаболічні процеси, в тому числі й синтез пірогенів, а також виділення їх у внутрішнє середовище.

Процес утворення лейкоцитарних пірогенів може бути індукований також іншими речовинами, в тому числі й гормонами (підвищення температури тіла у жінок у період нормального менструального циклу). Гарячка при алергічному (стерильному) запаленні пояснюється тим, що коли залучаються лейкоцити в імунну відповідь, відбувається депресія генів, кодуючих вироблення пірогенних речовин. Комплекси антиген — антитіла стимулюють вироблення лейкоцитарних пірогенів. При інфекційних захворюваннях сенсибілізація призводить до більш вираженої гарячки при повторному контакті зі збудником.

Пірогенними речовинами називаються такі речовини, що, потрапляючи в організм ззовні або утворившись усередині нього, викликають гарячку. По походженню пірогенні речовини розділяються на екзогенні (бактеріальні, небактеріальні) і ендогенні (лейкоцитарні), а по механізму дії ‑ на первинні і вторинні.

Первинні пірогени, проникаючи в організм, ще не викликають гарячки, а тільки ініціюють цей процес, спонукуючи власні клітини до вироблення спеціальних білкових речовин (вторинні пірогени), що у свою чергу впливають на механізми терморегуляції і приводять до гарячки.

 

Еволюційно гарячка з’явилася як реакція на проникнення в організм мікробів і їх токсинів, тому вона характерна для інфекційної патології. Мікроорганізми містять у собі пірогенні речовини (зовнішні, екзогенні пірогени). Вони є складовою частиною мікробних токсинів. Найбільше вивчені в цьому плані ендотоксини грамнегативних бактерій. Вони складаються з трьох фракцій - ліпідної, полісахаридної і білкової. Пірогенні властивості має ліпідна фракція (ліпоїд А). Із грамнегативних бактерій вдалося виділити високоочищені пірогени і створити препарати для клінічного застосування - пірогенал, пірексаль, піромен. Діючою речовиною у них є ліпоїд А.

Інтерес до ендотоксину різко зріс, коли було відзначено, що під його впливом у тварин і в людини полегшується перебіг ряду захворювань, у тому числі пухлин, сифілісу мозку й ін. У зв'язку з цим бактеріальні пірогени стали застосовувати в клініці. Труднощі, однак, полягали в тім, що такі пірогени разом з лихоманкою викликали і явища інтоксикації у виді геморагічного шоку, тромбозу, уражень шкіри по типу феномена Швартцмана і т.д. У зв'язку з цим відпрацьовувалася така технологія одержання пірогену, щоб його позитивна дія (пірогенна, лікувальна) зберігалася, а токсична в той же час усувалася.

Вихідним матеріалом для одержання пірогенів як лікарських засобів послужили грамнегативні бактерії. Вітчизняний препарат пірогенал отриманий з Pseudomonas aerugenosa, швейцарський пірексаль був виділений з Salmonella abortus equi. Для того щоб викликати лихоманку в людини, треба ввести близько 1 мкг пірогенала на 1 кг маси тіла. Температура підвищується через 40 ‑ 90 хв після парентерального введення пірогенала й утримується 6 ‑ 9 годин.

Останнім часом пірогени отримані синтетичним шляхом. При цьому знову було встановлено, що біологічна активність речовини визначається частиною макромолекули, що одержала назву ліпоїд А.

Також первинні пірогени можуть утворюватися в при переломі кісток, при переливанні крові. Ці "жаронесучі" речовини утворюються при ушкодженні або руйнуванні власних тканин і здійснюють на організм дію, аналогічна дії "справжніх", тобто мікробних пірогенів.

Патогенез гарячки

Екзогенні пірогени самі по собі не викликають гарячки, але, потрапивши в організм, стимулюють утворення внутрішніх (ендогенних) пірогенів. Довгий час їх не вдавалося ідентифікувати. Тепер з’ясовано, що це не що інше, як інтерлейкін 1, який виділяється моноцитами, нейтрофілами, макрофагами тканин. Іншими словами, виділення інтерлейкіну 1 - це функція фагоцитуючих клітин.

Лімфоцити не спроможні синтезувати його, але вони виділяють лімфокін, який стимулює продукцію інтерлейкіну 1 моноцитами і гранулоцитами. Інтерлейкін 1 впливає на центр терморегуляції через простагландини, він викликає гарячку за кілька хвилин. Екзогенний піроген діє через нього.

Є багато мікроорганізмів, котрі не виділяють ендотоксинів, а проте викликають гарячку (збудники грипу, дифтерії, правця). Точний механізм тут не відомий, але, очевидно, спрацьовує загальна закономірність: кожен фагоцитоз стимулює виділення інтерлейкіну 1. Бактерії і віруси активно елімінуються з крові тканинними макрофагами. Вони й індукують виділення інтерлейкіну 1, зокрема в печінці і селезінці, де багато макрофагів.

Неінфекційна гарячка поділяється на два види - гарячка при асептичному запаленні і гарячка при алергії. Патогенез їх однаковий - вони викликаються інтерлейкіном 1. Пусковим механізмом утворення і виділення інтерлейкіну 1 також вважається фагоцитоз: при асептичних запаленнях (інфаркт міокарда, хвороби сполучної тканини, запальні реакції у відповідь на пухлини) - фагоцитоз загиблих і пошкоджених клітин або клітинних фрагментів; при алергіях - фагоцитоз комплексів антиген-антитіло.

Інтерлейкін 1 - білок низької молекулярної маси, який викидається фагоцитуючими клітинами в кровоток і досягає центра терморегуляції. Це дуже могутній стимулятор центра, він викликає гарячку в нанограмових кількостях. У фагоцитуючих клітинах його нема в готовому вигляді, він утворюється в процесі фагоцитозу. Секреція інтерлейкіну 1 не супроводжується загибеллю фагоцитів.

Центр терморегуляції, на який діє інтерлейкін 1, локалізований в передній частині гіпоталамуса біля дна третього шлуночка. Центр відповідає за координацію функцій організму, що мають відношення до теплопродукції і тепловіддачі і підтримують температуру внутрішніх органів (“ядра”) в бажаних межах.

Центр терморегуляції складається з декількох анатомічно і функціонально розділених одиниць. Головні з них - термочутлива ділянка (термостат), термоустановочна ділянка (“установочна точка”) і дві ефекторні ділянки - центр теплопродукції і центр тепловіддачі.

Регуляція температури тіла (за М.І. Лоурин, 1985)

 

Термостат - це ділянка мозку, яка вимірює температуру тіла. Нейрони цієї ділянки прямо реєструють температуру артеріальної крові, яка протікає через головний мозок, отримують сигнали з терморецепторів шкіри і з терморецепторів, закладених у внутрішніх органах. Функція термостата - аналізувати температурну сигналізацію, безперервно визначати середню температуру внутрішніх органів і передавати ці дані на “установочну точку”.

“Установочна точка” - це група нейронів, яка визначає необхідну на даний момент (референтну) температуру тіла. У відповідності з рівнем бажаної температури “установочна точка” перебудовує центри теплопродукції і тепловіддачі таким чином, щоб довести фактичну температуру тіла до бажаної. Наприклад, якщо “установочна точка” визначає, що температура тіла нижча за бажану, то вона активує центр теплопродукції і пригнічує центр тепловіддачі, а при збільшенні температури тіла - навпаки.

Центр теплопродукції регулює тепло шляхом підвищення загальної метаболічної активності, насамперед у скелетних м’язах. При зниженні температури тіла в холодному середовищі спочатку виникає так званий терморегуляторний м’язовий тонус, під час якого збільшується продукція тепла скелетними м’язами. Підвищення тонусу суб’єктивно не відчувається і позначається терміном “нескоротливий термогенез”. Він перебуває під контролем симпатичної нервової системи. Якщо нескоротливий термогенез не може дати достатньої кількості додаткового тепла, щоб підтримати нормальну температуру тіла внутрішніх органів, починається м’язове тремтіння, тобто скоротливий термогенез. Це - мимовільні ритмічні скорочення м’язової мускулатури, які здатні підвищити швидкість метаболізму у 5 разів. Оскільки під час тремтіння на механічну роботу йде лише невеличка частина утвореної енергії, то більшість її звільнюється в формі тепла. Температура тіла зростає.

Істотну роль у підтриманні температури тіла відіграє печінка. На долю цього органа припадає в звичайних умовах до 30 % утвореного тепла.

Центр тепловіддачі регулює обмін тепла шляхом випаровування, радіації, кондукції і конвекції.

Інтерлейкін 1 діє на чутливі нейрони термостата, внаслідок чого змінюється їх чутливість до холодових і теплових сигналів: до холодових - наростає, а до теплових - знижується. В цих умовах нейрони “установочної точки” сприймають температуру внутрішніх органів як низьку і настроюються на вищу. Так починається гарячка. Функцію медіаторів передачі інформації з нейронів термостата на нейрони “установочної точки” виконують простагландини. Доведено, що під час гарячки в спинномозковій рідині підвищується кількість простагландину Е, який, ймовірно, бере участь в перебудові центру терморегуляції.

На відміну від первинних (бактеріальних та небактеріальних) пірогенів, вторинні — суто специфічні. Вони є справжніми медіаторами гарячки. Специфічність їх дії полягає в тому, що при контакті з нейронами центру терморегуляції вони переміщують його «установочну точку» на більш високий рівень, і вона залишається там до тих пір, доки в організмі продовжується синтез лейкоцитарного пірогену.

Роль центру терморегуляції полягає в збереженні температурного гомеостазу, врівноважуючи процеси теплопродукції та тепловіддачі. Центр допускає коливання температури (добової) тільки у вузьких межах від «установочної точки». Ця «установочна точка» може змінитися у двох випадках: коли цей механізм повністю або частково виводиться з ладу в результаті надзвичайної дії (гіпотермія, перегрівання, гіпоксія) чи при дії пірогенів, коли «установочна точка» зміщується на більш високий рівень.

Крім пірогенів, у формуванні гарячкової реакції певну роль відіграють інші речовини, насамперед гормони. Власне, гормони гарячку не викликають, але посилюють вплив на центр терморегуляції, підвищуючи або знижуючи його чутливість до пірогенів.

 

Наприклад, при тиреотоксикозі (гіперфункції щитовидної залози) інфекційні захворювання перебігають із більш високою температурою. В осіб із пониженою функцією щитовидної залози супутні інфекційні захворювання супроводжуються менш вираженою гарячкою. Глюкокортикоїди (кортизол) гальмують розвиток гарячкової реакції, очевидно, внаслідок того, що вони інгібують метаболічні процеси в лейкоцитах, у тому числі утворення в них пірогенів.

Гіпертермія і її відмінність від гарячки.

Від гарячки варто відрізняти перегрівання або гіпертермію. У цих випадках однаковий тільки кінцевий результат, що виявляється підвищенням температури тіла.

В умовах дії високої температури навколишнього середовища (жаркий клімат, гарячі цехи) після виснаження компенсаторних можливостей температура тіла починає підвищуватися, виникає гіпертермія, яка немає нічого спільного з гарячкою. Більш того, цей стан протилежний гарячці. При гарячці терморегуляція активно спрямована на підвищення температури, при перегріванні ж організм опирається цьому. Гарячка створюється самим організмом, гіпертермія — наперекір йому. Підвищення температури можна викликати введенням динітрофенолу, що пояснюється його здатністю розривати зв'язок між вільним диханням та фосфорилуванням.

Гіпертермію викликають деякі фармакологічні речовини (кофеїн, фенамін, адреналін, стрихнін), які впливають на процеси утворення тепла чи на тепловіддачу.

Перегрівання може виникнути при хімічних, механічних та інших впливах на центральну нервову систему. Прикладом може бути тепловий удар (дослід Клода Бернара).

Температура тіла може підвищуватися і без впливу факторів зовнішнього середовища у результаті первинного порушення роботи терморегуляційного центру. Центрогенне підвищення температури може спостерігатися при травмі головного мозку, лікуванні електрошоком, пухлинах, травмах, крововиливах, інфекціях і т.д., що відомо в клініці як "гіпертермічний синдром". Ймовірно, при цьому порушується функція центру терморегуції та підвищення температури виникає без впливу пірогенів. Тому такі реакції не потрібно розглядати як справжню гарячку.

Компенсація при перегріванні полягає в подоланні труднощів з виділенням тепла і збереженням теплового гомеостазу. Тому що при температурі навколишнього середовища близько 33°С віддача тепла випромінюванням і конвекцією практично припиняється, тому цей процес може здійснюватися тільки шляхом випаровування поту і вологи з дихальних шляхів. Однак при високій вологості навколишнього повітря це також стає неможливим, усі компенсаторні механізми виявляються неефективними, і температура тіла підвищується, однак цей стан не є гарячкою.