Дмитрий Иванов - Нарушения теплового баланса у новорожденных детей
Эти открытия привели к возникновению гипотезы о существовании двух типов бурых адипоцитов: «классических», происходящих из мио-бластов и трансформированных из белых адипоцитов (рис. 8).
Трансформированные бурые адипоциты называют по-разному: «рекрутированные», «бежевые» и т. д. (Enerback S., 2009; Koppen A., Kalkhoven Е., 2010). Полностью неизвестны механизмы и факторы, трансформирующие один тип клетки в другой. Тем не менее, в экспериментальных работах (Cederberg A. et al., 2001) установлено, что в процессе трансформации (под воздействием C/EBPs и PPAR-y) клетки утрачивают резистентность к инсулину и исчезает гипертриглицеридемия. Таким образом, изучение функций бурой жировой ткани дает новые подходы к пониманию патогенеза сахарного диабета, ожирения, метаболического синдрома. Конечно, в связи с этим пытаются найти и/или синтезировать лекарственные препараты, позволяющие вызвать трансформацию белых жировых клеток или активизировать последние (Himms-Hagen J. et al., 1994; Boozer С. N. et al., 2002; Villicev С. M. et al., 2007). Пока это экспериментальные исследования, в которых используется эфедрин, эфедрин в сочетании с кофеином, гормоны щитовидной железы и т. д. (Villicev С. М. et al., 2007; Bryzgalova G. et al., 2008). К сожалению, пока побочные эффекты указанных препаратов превосходят положительные. Вероятно, все же научный поиск увенчается успехом. Во всяком случае есть куда двигаться.
На наш взгляд, указанные исследования представляют собой яркий пример «трансляционной медицины», когда результаты фундаментальных исследований пытаются быстро переносить и использовать в клинической практике. Вероятно, перинатальная медицина содержит множество потенциальных открытий, которые с успехом будут использованы в «трансляционной медицине».
Имеется еще один, третий, способ теплопродукции: «произвольная мышечная активность». Он является основным путем теплопродукции взрослого человека с использованием сознания. Условно его можно разделить на:
• поддержание позы (у сидящего человека теплопродукция на 40–45 %, а у стоящего на 70 % выше, чем у лежащего);
• двигательная активность (около 75–80 % энергии химических связей, используемой для выполнения любой мышечной работы, превращается в организме в тепло).
Что касается теплоотдачи в окружающую среду, различают 2 типа потерь тепла организмом:
1. От внутренних структур до поверхности тела (внутреннее, ядерное тепло, внутренний градиент).
2. С поверхности тела – в окружающее пространство (внешний градиент). Внешний градиент в основном зависит от состояния сосудов кожи. Единого мнения о способах регуляции сосудистого тонуса при изменениях окружающей температуры нет. Обширные исследования, посвященные механизмам вазодилятации сосудов кожи, продемонстрировали важную роль ацетилхолин-опосредованной релаксации гладкой мускулатуры сосудов, зависящей от выработанных местно простагландинов, а не оксида азота (Holowatz L. A. et al., 2005; Kellogg D. L. et al., 2007). Другие ученые (Hodges G. J. et al., 2008–2009) подчеркивают роль норадреналина, действующего через активацию оксида азота и нейропептида Y.
При проведении ИВЛ некоторые исследователи рассматривают третий путь теплоотдачи – с поверхности дыхательных путей, и эти потери могут достигать значительных величин. Главной составляющей этих потерь является отдача тепла из организма на холодный газовый поток. Хотя, на наш взгляд, это частный случай потери тепла конвекцией.
Как внешний, так и внутренний градиент потерь тепла организмом имеют физическую природу. И оба они укладываются в четыре механизма отдачи тепла в окружающую среду: излучение, теплопроводность, конвекция и испарение.
Изучение этих механизмов позволяет предотвращать и лечить нарушения, связанные с тепловым обменом у больных, находящихся в ОРИТН.
Излучение (радиация) – потери тепла телом человека в виде электромагнитных волн инфракрасного диапазона (5-20 мкм). Количество тепла, теряемого излучением, пропорционально площади тела и разности средних значений температур кожи и окружающих тел. Тепловое излучение известно людям очень давно. Но вот на вопрос, почему костер греет, оказалось, ответить очень непросто. И в этом вопросе русская физическая школа имеет большие научные заслуги.
Теория теплового излучения связана с именем А. Кирхгофа, открывшего в 1859 году основной закон теплового излучения, носящий его имя и установивший понятие абсолютно черного тела, испускательная способность которого имеет универсальное значение (П. С. Кудрявцев, 1982). М. Планк (1966) так охарактеризовал закон теплового излучения: «Этот закон утверждает, что если в откачанном пустом пространстве, ограниченном полностью отражающими стенками, находятся совершенно произвольные излучающие и поглощающие тела, то с течением времени устанавливается такое состояние, при котором все тела имеют одну и ту же температуру, а излучение по всем своим свойствам, в том числе по спектральному распределению энергии, зависит только от температуры, но не от свойств тел». Заметим, что этот закон распространяется только на тепловое излучение. Другие виды излучения (ионизирующие, ультразвуковое и т. д.) подчиняются другим физическим законам.
Пользуясь открытым А. Кирхгофом законом, русский физик Владимир Александрович Михельсон (1860–1927) в 1887 году теоретически обосновал распределение энергии в спектре излучения твердого тела. В настоящее время это обоснование формулируется как закон смещения, устанавливающий соотношение между абсолютной температурой и длиной волны. Закон утверждает, что максимальная длина волны (^макс), на которую приходится максимум энергии в спектре равновесного излучения, обратно пропорциональна абсолютной температуре (Т) излучающего тела. В окончательном виде этот закон был сформулирован немецким физиком В. Вином в 1893 году.
В 1893 году русский физик Борис Борисович Голицын, принадлежащий к старинному дворянскому роду, представил диссертацию «Исследования по математической физике». В ней Б. Б. Голицын впервые в мировой науке обосновал понятие температуры излучения. В то время температура излучения отождествлялась с температурой эфира, само существование которого представлялось спорным. Это послужило основанием для резкого отзыва на диссертацию известного русского физика А. Г. Столетова. Этот отзыв заставил Б. Б. Голицына забрать готовую диссертацию из Диссертационного совета. Дальнейшее развитие физики доказало правоту Б. Б. Голицына. Данная история имела продолжение и является, вероятно, одной из наиболее грустных историй в развитии отечественной физики. Дело в том, что совершенно неожиданно для многих, неудачный диссертант был избран в Петербургскую академию наук на место, обещанное А. Г. Столетову. Вскоре после этого, тяжело простудившись, Александр Григорьевич Столетов скончался. Как здесь не вспомнить:Пускай он ближнего обманет и обидит,
Но знай, безбожный мир и жуткий век,
Никто свои грехи так ненавидит,
Как русский многогрешный человек.
Не стану говорить о слишком многом,
Хватает одного вполне штриха:
Ведь русский горько кается пред Богом
Еще до совершения греха.
Н. Зиновьев Б. Б. Голицын имеет и другие заслуги перед медициной. Именно он экспериментально доказал эффект Допплера-Физо. Кроме того, Борис Борисович Голицын является «отцом» совершенно нового (на тот момент времени) раздела науки – сейсмологии, создателем Военнометеорологического управления. В 1913 году Б. Б. Голицын был назначен директором Главной физической (в дальнейшем геофизической) обсерватории и за три года своего пребывания на этом посту совершенно преобразил это учреждение, сообщив ему мощный импульс к творческой научной работе. Наряду с тем Б. Б. Голицын уделял значительное время и профессорской деятельности, занимая последовательно кафедры физики на Высших женских курсах, в Женском медицинском институте и в Морской академии.
Современники отмечали: «Отличительной чертой Б. Б. Голицына как человека была его прямота. Он сам всегда открыто и безбоязненно высказывал свое мнение и не мог переносить неискренности в других людях. Он всегда воздавал должное чужим заслугам, и ему чужда была ревность к успехам других людей. Он был неотразимо обаятельной личностью – музыкант с тонким слухом и вкусом, хорошо игравший на скрипке, увлекательный и остроумный собеседник, много видавший и много знавший, радушный хозяин» (Крылов А. Н., 1918). Скончался Борис Борисович Голицын 17 мая 1916 года в Петрограде. Портрет Б. Б. Голицына представлен нами на рисунке 9.
Возвращаясь к процессам излучения, можно отметить, что 40–50 % всего отдаваемого организмом взрослого человека тепла приходится на излучение (при температуре воздуха 20 °C и влажности 40–50 %). У новорожденных детей, особенно у недоношенных, потери излучением выше, чем
у взрослых, за счет большей поверхности тела и особенностей строения кожи (хорошо развитая васкуляризация, отсутствие «изолирующего жирового слоя»). Естественно, что теплоотдача путем излучения увеличивается при понижении температуры окружающих предметов и уменьшается при повышении их температуры. Если создать такие условия (кувез), что температура поверхности кожи и окружающих поверхностей равны, то отдача тепла излучением становится невозможной. Конечно, изменить поверхность тела невозможно, но уменьшить площадь поверхности излучения реально, например, «сворачиванием тела в клубок». Кроме того, если температура окружающих поверхностей превышает температуру кожи, то тело человека, поглощая инфракрасные лучи, излучаемые предметами, согревается. Поэтому, знание этого способа, позволяет предпринять меры, позволяющие снизить потери тепла новорожденным ребенком. Хотелось бы указать на некоторые из них.
