Возможны ли «химические» анабиоз и гибернация? Гипотермические состояния

Сон животных - это почти всегда период редуцированной двигательной активности. В природе существует целый спектр физиологических состояний адаптивного поведения - от почти постоянного пребывания в покое до почти постоянного движения без отдыха, и сон, по своей глубине и продолжительности, занимает в этом ряду лишь промежуточное место.

Шкала двигательной активности от полной неподвижности во время спячки до полного отсутствия периодов покоя. Источник: Siegel , 2009 (Nature Rev . Neurosci .).

По одну сторону этой шкалы - животные, сон которых приспособился к специфическим условиям среды обитания, требующей постоянного движения (морские млекопитающие, мигрирующие птицы) . Поэтому складывается ошибочное впечатление, что такие животные не спят вообще.

По другую же сторону находится целый ряд животных, у которых помимо сна в процессе эволюции выработалось особое инертное состояние - гипобиоз . Это периоды покоя, позволяющие организму значительное пребывать время в неактивном состоянии. Кажется, что такие животные спят большую часть жизни.

Гипобиотические состояния сопровождаются пониженным уровнем метаболизма (или полным его прекращением) и обусловлены необходимостью адаптироваться к окружающей среды. Такая способность позволяет живым организмам сохранить энергию и пережить неблагоприятные условия.

Главное отличие гипобиоза от сна — это сниженная потребность в энергии, тогда как, сон — это очень энергозатратный процесс, требующий высокого уровня метаболизма.

Каким бывает гипобиоз?

В 1959 году британский энтомолог David Keilin предложил классифицировать гипобиотические состояния по скорости метаболизма -

Скорость метаболизма, обеспечивающая нормальную температуру тела, позволяет организму вести активный образ жизни, питаться, расти и размножаться. Если же скорость падает, то организм переходит в режим гипобиоза - пониженной активности.

В зависимости от того, насколько сильно угнетается активность во время гипобиоза, выделяют состояния, характеризующиеся пониженным (hypometabolism ) или отсутствующим (ametabolism ) обменом веществ.

Пониженный метаболизм характерен для эволюционно более развиты животных, способных впадать с состояние покоя или оцепенения (dormancy / torpor ) при наступлении регулярно повторяющихся неблагоприятных условий.

Сюда входят такие состояний, как зимняя спячка (hibernation ),

летняя спячка () - адаптация к жаре и засухе,

диапауза (diapause) - спячка, наблюдаемая в определенные периоды развития организма,

покой (quiescence ) и однодневное оцепенение (daily torpor ) , которое позволяет, например, некоторым птицам пережить холодные ночи.

Эти виды оцепенения запрограммированы генетически и начинают реализовываться заблаговременно, т.е. до реального наступления неблагоприятных условий.

Диапауза запускается и заканчивается внутренними сигналами организма, что позволяет подготовиться к неблагоприятным условиям заранее. Однако, если условия среды улучшились «раньше срока», то выйти из диапаузы животное все равно не сможет, так как механизмы выхода весьма сложно устроены и требует определенного времени и энергии.

Состояние покоя управляется факторами внешней среды, и при улучшении условий животное сразу выходит из этого состояния.

Вторая группа гипобиотических состояний, аметаболизм (прекращение обмена веществ) - это удел эволюционно древних организмов - бактерий, простейших, мелких ракообразных и др., способных впадать в состояние латентной жизни (latent life ) . Сюда относятся, в порядке увеличения степени угнетения жизненных функций: криптобиоз (cryptobiosis ) , анабиоз (anabiosis ) и абиоз (abiosis ) .

По большому счету между ними нет принципиальной разницы, и их часто объединяют в одно состояние анабиоза. Если анабиоз вызывается обезвоживанием, то это ангидробиоз (anhydrobiosis ) , если экстремально низкими температурами, то криобиоз (cryobiosis ) , если отсутствием кислорода, то аноксибиоз (anoxybiosis ) , если экстремальным уровнем соли в окружающей среде, то осмобиоз (osmobiosis ) и т.д.

Анабиоз - это самое глубокое подавление физиологических функций, вплоть до отсутствия признаков жизни. Как правило, анабиоз наступает при ухудшении условий существования и является адаптацией к неблагоприятным условиям (отсутствие влаги, низкие или высокие температуры и т.д) .

Так, личинки коловраток (Bdelloid rotifers) , простейших ракообразных артемий (Brine shrimp) , комаров-звонцов (Polypedilum vanderplanki) , а также дрожжи впадают в ангидробиоз, претерпевая почти полное высушивание. Механизмы резистентности к высушиванию до конца не изучены, но считается, что для некоторых организмов решающим является накопление в клетках большого количества сахара трегалозы.

Чрезвычайно интересным организмом являются тихоходки (Tardigrada) , которые могут впадать во все известные вида анабиоза: они выживают при высушивании, при экстремально низких температурах, при отсутствии кислорода, в условиях повышенной радиации, при увеличении концентрации токсинов (хемобиоз) и солей в окружающей среде.

В состоянии анабиоза их уровень метаболизма равен 0.01% от нормального, при этом они теряют до 99% воды. Это позволяет тихоходкам выжить в экстремальных условиях. Так, в 2007 году в эксперименте Европейского космического агентства тихоходки выжили после десятидневного пребывания в открытом космосе. Вероятно, это не предел, поскольку есть данные эксперимента «Биориск», в котором личинки комара-звонца провели на внешней стороне МКС более года и по возвращении на Землю показали 80%-ю выживаемость.

Ангидробиоз — высушивание, криобиоз — замораживние, осмобиоз — воздействие соленой среды, аноксибиоз — дефицит кислорода.

Тихоходка способна выжить, впадая в анабиоз, при любых ухудшениях условий обитания.

Особенность анабиоза в том, что живые организмы могут проводить в нем значительное время - десятки и даже сотни лет. И это не только простейшие организмы вроде бактерий и грибов, но и черви, моллюски, насекомые и амфибии.

Одним из рекордсменов анабиоза является представитель сибирской фауны - амфибия углозуб () . Известны случаи, когда углозубы пребывали в вечной мерзлоте 80 - 100 лет и благополучно возвращались к жизни после наступления благоприятных условий.

Во время анабиоза температура их тела может опускаться до -6°С. Их печень синтезирует глицерин, составляющий 37% массы тела, а кровь содержит антифриз, не позволяющий образовываться кристалликам льда.

Антифриз содержится также в гемолимфе насекомых, в крови рыб и млекопитающих, причем не только тех, кто впадает в спячку, но и тех, кто постоянно живет в условиях низких температур. Например, антифриз рыб, живущих в водах Арктики и Антарктики (арктическая треска, нототениевидные рыбы) не позволяет им замерзнуть в ледяной воде при температуре от - 1.9 до 4°С.

Чаще всего в роли антифриза выступают гликопротеины (специализированные полипептиды) или глюканы (на основе фрагментов сахара) , такие как ксиломаннан, выделенный из арктического жука (Upis ceramboides) , способного переносить температуру до -60°С.

Эти молекулы прикрепляются к поверхности зарождающихся внутри клеток тела кристалликов льда, препятствуя их дальнейшему росту, а также взаимодействуют с клеточными мембранами, защищая их от холодового воздействия.

Исследования на аляскинской лесной лягушке (Rana sylvatica ) показали, что перед впадением в анабиоз, который продолжается 2-3 месяца и сопровождается падением температуры тела до -6°С, их печень сильно увеличивается, вырабатывая повышенное количество гликогена. Во время процесса вхождения в состояние анабиоза гликоген превращается в глюкозу, которая наряду с молекулами мочевины сохраняет структуру клеток и снижает температуру замерзания крови.

Гибернация ( спячка)

При гибернации метаболизм не исчезает совсем, но остается на некоем минимально допустимом уровне (до 2-3% от нормального) . В спячку могут впадать многие теплокровные животные: грызуны, ежи и другие насекомоядные, ехидна, опоссум, летучие мыши, медведи, бурундуки, один вид лемура, сумчатые и т.д.

Некоторые рептилии также впадают в спячку, которая называется брумацией - аналог гибернации с признаками анабиоза. Интересно, что птицы, за исключением козодоев, не способны к гибернации.

В отличие от анабиоза, к спячке нужно подготовиться: «нагулять жир» и подготовить место для спячки (гнездо, нора и т.д.) . Это обусловлено тем, что спячка связана не с резкими ухудшениями условий, а с регулярными сезонными.

Существует зимняя спячка, связанная с малодоступностью пищи в зимнее время и летняя спячка, характерная для обитателей пустынь. Есть животные, которые впадают и в зимнюю и в летнюю спячку (среднеазиатский песчаный суслик) .

При спячке все физиологические функции сильно замедляются (дыхание, сердцебиение) , но не исчезают совсем. Так, сердцебиение во время гибернации снижается с 200-300 ударов в минуту до 3-5, частота дыхания - с 100-200 дыхательных движений в минуту до 4-6. При этом исчезают механизмы терморегуляции, то есть резко падает температура тела, обычно до уровня 10˚С, но может доходить и до 2-3˚С, как у сусликов.

Температура тела арктических земляных белок (Spermophilus parryii ) может опускаться до -5˚С, но это скорее исключение.

Продолжительность спячки может доходить до 8 месяцев, и это еще одно отличие от анабиоза: спячка генетически запрограммирована на определенное время года, т.е. на сухой или холодный сезон. Даже если, по какой-то причине, благоприятные условия не наступили или, наоборот, наступили слишком рано, животные выходят из спячки независимо от внешних условий в строго определенный момент времени, реализуя программу поведения, заложенную на генетическом уровне.

Такие животные, как белки и енотовидные собаки могут впасть в нерегулярную спячку при внезапном наступлении неблагоприятных условий. Такое поведение не детерминировано генетически и является факультативным. Это не настоящая гибернация, а форма покоя (quiescence ) .

Медведь не впадает в спячку , как многие думают. Медведи впадают в зимний сон или дрему, которая не сопровождается существенным снижением температуры тела, и из которого животное может легко выйти. Более того, медведица приносит потомство именно в период дремы.

Паттерн сезонной активности сирийского хомячка (Mesocricetus auratus ), состоящий из отдельных циклов оцепенения-пробуждения.

К гипотермическим относятся состояния, характеризующиеся понижением температуры тела ниже нормы. В основе их развития лежит расстройство механизмов терморегуляции, обеспечивающих оптимальный тепловой режим организма. Различают охлаждение организма (собственно гипотермию) и управляемую (искусственную) гипотермию, или медицинскую гибернацию.

Гипотермия

Гипотермия - типовая форма расстройства теплового обмена - возникает в результате действия на организм низкой температуры внешней среды и/или значительного снижения теплопродукции в нём.

Гипотермия характеризуется нарушением (срывом) механизмов теплорегуляции и проявляется снижением температуры тела ниже нормы.

Этиология

Причины развития охлаждения организма многообразны.

Низкая температура внешней среды (воды, воздуха, окружающих предметов и др.) - наиболее частая причина гипотермии. Важно, что развитие гипотермии возможно не только при отрицательной (ниже 0 °C), но и при положительной внешней температуре. Показано, что снижение температуры тела (в прямой кишке) до 25 °C уже опасно для жизни; до 20 °C, - как правило, необратимо; до 17–18 °C - обычно смертельно.

Показательна статистика смертности от охлаждения. Гипотермия и смерть человека при охлаждении наблюдается при температуре воздуха от +10 °C до 0 °C примерно в 18%; от 0 °C до –4 °C в 31%; от –5 °C до –12 °C в 30%; от –13 °C до –25 °C в 17%; от –26 °C до –43 °C в 4%. Видно, что максимальный показатель смертности при переохлаждении находится в интервале температуры воздуха от +10 °C до –12 °C. Следовательно, человек в условиях существования на Земле, постоянно находится в потенциальной опасности охлаждения.

Обширные параличи мышц и/или уменьшение их массы (например, при их гипотрофии или дистрофии). Это может быть вызвано травмой либо деструкцией (например, постишемической, в результате сирингомиелии или других патологических процессов) спинного мозга, повреждением нервных стволов, иннервирующих поперечно‑полосатую мускулатуру, а также некоторыми другими факторами (например, дефицитом Ca 2+ в мышцах, миорелаксантами).

Нарушение обмена веществ и/или снижение эффективности экзотермических процессов метаболизма. Такие состояния могут развиваться при надпочечниковой недостаточности, ведущей (помимо прочих изменений) к дефициту в организме катехоламинов; при выраженных гипотиреоидных состояниях; при травмах и дистрофических процессах в области центров симпатической нервной системы гипоталамуса.

Крайняя степень истощения организма.

В трёх последних случаях гипотермия развивается при условии пониженной внешней температуры.

Факторы риска охлаждения организма.

Повышенная влажность воздуха. Это значительно снижает его теплоизоляционные свойства и увеличивает тепловые потери, в основном, путём проведения и конвекции.

Высокая скорость движения воздуха. Ветер способствует быстрому охлаждению организма в связи с уменьшением теплоизоляционных свойств воздуха

Повышенная влажность одежды или её намокание. Это уменьшает её теплоизоляционные свойства.

Попадание в холодную воду. Вода примерно в 4 раза более теплоёмка и в 25 раз более теплопроводна, чем воздух. В связи с этим замерзание в воде может наблюдаться при сравнительно высокой температуре: при температуре воды +15 °C человек сохраняет жизнеспособность не более 6 ч., при +1 °C - примерно 0,5 часа. Интенсивная потеря тепла происходит в основном путём конвекции и проведения.

Длительное голодание, физическое переутомление, алкогольное опьянение, а также при различные заболеванияе, травмы и экстремальные состояния. Эти и ряд других факторов снижают резистентность организма к охлаждению.

Виды острого охлаждения

В зависимости от времени наступления смерти человека при действии холода выделяют три вида острого охлаждения, вызывающего гипотермию:

Острое , при котором человек погибает в течение первых 60 мин (при пребывании в воде при температуре от 0 °C до +10 °C или под действием влажного холодного ветра).

Подострое , при котором смерть наблюдается до истечения четвёртого часа нахождения в условиях холодного влажного воздуха и ветра.

Медленное , когда смерть наступает после четвёртого часа воздействия холодного воздуха (ветра) даже при наличии одежды или защиты тела от ветра.

Патогенез гипотермии

Развитие гипотермии - процесс стадийный. В основе её формирования лежит более или менее длительное перенапряжение и, в конце концов, срыв механизмов терморегуляции организма. В связи с этим при гипотермии различают две стадии её развития: 1) компенсации (адаптации) и 2) декомпенсации (деадаптации). Некоторые авторы выделяют финальную стадию гипотермии - замерзание.

Стадия компенсации

Стадия компенсации характеризуется активацией экстренных адаптивных реакций, направленных на уменьшение теплоотдачи и увеличение теплопродукции.

Механизм развития стадии компенсации включает:

† изменение поведения индивида, направленное на уход из условий, в которых действует низкая температура окружающей среды (например, уход из холодного помещения, использование тёплой одежды, обогревателей и т.п.).

† снижение эффективности теплоотдачи достигается благодаря уменьшению и прекращению потоотделения, сужению артериальных сосудов кожи и мышц, в связи с чем в них значительно уменьшается кровообращение.

† активацию теплопродукции за счёт увеличения кровотока во внутренних органах и повышения мышечного сократительного термогенеза.

† включение стрессорной реакции (возбуждённое состояние пострадавшего, повышение электрической активности центров терморегуляции, увеличение секреции либеринов в нейронах гипоталамуса, в аденоцитах гипофиза - АКТГ и ТТГ, в мозговом веществе надпочечников - катехоламинов, а в их коре - кортикостероидов, в щитовидной железе - тиреоидных гормонов.

Благодаря комплексу указанных изменений температура тела хотя и понижается, но ещё не выходит за рамки нижней границы нормы. Температурный гомеостаз организма сохраняется.

Указанные выше изменения существенно модифицируют функцию органов и физиологических систем организма: развивается тахикардия, возрастают АД и сердечный выброс, увеличивается частота дыханий, нарастает число эритроцитов в крови.

Эти и некоторые другие изменения создают условия для активации метаболических реакций, о чём свидетельствует снижение содержания гликогена в печени и мышцах, увеличение ГПК и ВЖК, возрастание потребления тканями кислорода.

Интенсификация метаболических процессов сочетается с повышенным выделением энергии в виде тепла и препятствует охлаждению организма.

Если причинный фактор продолжает действовать, то компенсаторные реакции могут стать недостаточными. При этом снижается температура не только покровных тканей организма, но и его внутренних органов, в том числе и мозга. Последнее ведёт к расстройствам центральных механизмов терморегуляции, дискоординации и неэффективности процессов теплопродукции - развиваются их декомпенсация.

Стадия декомпенсации

Стадия декомпенсации (деадаптация) процессов терморегуляции является результатом срыва центральных механизмов регуляции теплового обмена (рис. 6–12).

Рис. 6–12. Основные патогенные факторы гипотермии на стадии декомпенсации системы терморегуляции организма.

На стадии декомпенсации температура тела падает ниже нормального уровня (в прямой кишке она снижается до 35 °C и ниже) и продолжает снижаться далее. Температурный гомеостаз организма нарушается: организм становится пойкилотермным.

Причина развития стадии декомпенсации: нарастающее угнетение деятельности корковых и подкорковых структур головного мозга, включая центры терморегуляции. Последнее обусловливает неэффективность реакций теплопродукции и продолжающуюся потерю тепла организмом.

Патогенез

† Нарушение механизмов нейроэндокринной регуляции обмена веществ и функционирования тканей, органов и их систем.

† Дезорганизация функций тканей и органов.

† Угнетение метаболических процессов в тканях. Степень расстройств функции и обмена веществ прямо зависит от степени и длительности снижения температуры тела.

Проявления

† Расстройства кровообращения:

‡ уменьшение сердечного выброса как за счёт уменьшения силы сокращения, так и за счёт ЧСС - до 40 в минуту;

‡ снижение АД,

‡ нарастание вязкости крови.

† Нарушения микроциркуляции (вплоть до развития стаза):

‡ замедление кровотока в сосудах микроциркуляторного русла,

‡ увеличение тока крови по артериоло-венулярным шунтам,

‡ значительное снижение кровенаполнения капилляров.

† Повышение проницаемости стенок микрососудов для неорганических и органических соединений. Это является результатом нарушения кровообращения в тканях, образования и высвобождения в них БАВ, развития гипоксии и ацидоза. Увеличение проницаемости стенок сосудов приводит к потере из крови белка, главным образом альбумина (гипоальбуминемия). Жидкость выходит из сосудистого русла в ткани.

† Развитие отёка. В связи с этим ещё более повышается вязкость крови, что усугубляет расстройства микроциркуляции и способствует развитию сладжа, тромбов.

† Локальные очаги ишемии в тканях и органах являются следствием указанных изменений.

† Дискоординация и декомпенсация функций и метаболизма в тканях и органах (брадикардия, сменяющаяся эпизодами тахикардии; аритмии сердца, артериальная гипотензия, снижение сердечного выброса, уменьшение частоты до 8–10 в минуту и глубины дыхательных движений; прекращение холодовой мышечной дрожи, снижение напряжения кислорода в тканях, падение его потребления в клетках, уменьшение в печени и мышцах содержания гликогена).

† Смешанная гипоксия:

‡ циркуляторная (в результате снижения сердечного выброса, нарушения тока крови в сосудах микроциркуляторного русла),

‡ дыхательная (в связи со снижением объёма лёгочной вентиляции),

‡ кровяная (в результате сгущения крови, адгезии, агрегации и лизиса эритроцитов, нарушения диссоциации HbO 2 в тканях;

‡ тканевая (вследствие холодового подавления активности и повреждения ферментов тканевого дыхания).

† Нарастающие ацидоз, дисбаланс ионов в клетках и в межклеточной жидкости.

† Подавление метаболизма, снижение потребления тканями кислорода, нарушение энергетического обеспечения клеток.

† Формирование порочных кругов, потенцирующих развитие гипотермии и расстройств жизнедеятельности организма (рис. 6–13).

Рис. 6–13. Основные порочные круги на стадии декомпенсации системы терморегуляции при гипотермии.

‡ Метаболический порочный круг . Снижение температуры тканей в сочетании с гипоксией тормозит протекание метаболических реакций. Известно, что уменьшение температуры тела на 10 °C снижает скорость биохимических реакций в 2–3 раза (эта закономерность описывается как температурный коэффициент вант Хоффа - Q 10). Подавление интенсивности метаболизма сопровождается уменьшением выделения свободной энергии в виде тепла. В результате температура тела ещё более снижается, что дополнительно подавляет интенсивность метаболизма и т.д.

‡ Сосудистый порочный круг . Нарастающее снижение температуры тела при охлаждении сопровождается расширением артериальных сосудов (по нейромиопаралитическому механизму) кожи, слизистых оболочек, подкожной клетчатки. Этот феномен наблюдается при температуре тела, равной 33–30 °C. Расширение сосудов кожи и приток к ним тёплой крови от органов и тканей ускоряет процесс потери организмом тепла. В результате температура тела ещё более снижается, ещё в большей мере расширяются сосуды, теряется тепло и т.д.

‡ Нервно ‑мышечный порочный круг . Прогрессирующая гипотермия обусловливает снижение возбудимости нервных центров, в том числе контролирующих тонус и сокращение мышц. В результате этого выключается такой мощный механизм теплопродукции как мышечный сократительный термогенез. В результате температура тела интенсивно снижается, что ещё более подавляет нервно‑мышечную возбудимость, миогенный термогенез и т.д.

‡ В патогенез гипотермии могут включаться и другие порочные круги, потенцирующие её развитие.

† Углубление гипотермии вызывает торможение функций вначале корковых, а в последующем и подкорковых нервных центров. В связи с этим у пациентов развивается гиподинамия, апатия и сонливость, которые могут завершиться комой. В связи с этим нередко в качестве отдельного этапа гипотермии выделяют стадии гипотермического «сна» или комы.

† При выходе организма из гипотермического состояния в последующем у пострадавших нередко развиваются воспалительные процессы - пневмония, плеврит, острое респираторные заболевания, цистит и др. Указанные и другие состояния являются результатом снижения эффективности системы ИБН. Нередко выявляются признаки трофических расстройств, психозов, невротических состояний, психастении.

При нарастании действия охлаждающего фактора наступает замерзание и смерть организма.

† Непосредственные причины смерти при глубокой гипотермии: прекращение сердечной деятельности и остановка дыхания. Как первое, так и второе в большей мере являются результатом холодовой депрессии сосудодвигательного и дыхательного бульбарных центров.

† Причиной прекращения сократительной функции сердца является развитие фибрилляции (чаще) или его асистолия (реже).

† При преимущественном охлаждении области позвоночника (в условиях длительного нахождения в холодной воде или на льду) смерти нередко предшествует коллапс. Его развитие является результатом холодового угнетения спинальных сосудистых центров.

† Гибель организма при гипотермии наступает, как правило, при снижении ректальной температуры ниже 25–20 °C.

† У погибших в условиях гипотермии обнаруживают признаки венозного полнокровия сосудов внутренних органов, головного и спинного мозга; мелко‑ и крупноочаговые кровоизлияния в них; отёк лёгких; истощение запасов гликогена в печени, скелетных мышцах, миокарде.

Принципы лечения и профилактики гипотермии

Лечение гипотермии строится с учётом степени снижения температуры тела и выраженности расстройств жизнедеятельности организма.

На стадии компенсации пострадавшие нуждаются главным образом в прекращении внешнего охлаждения и согревании тела (в тёплой ванне, грелками, сухой тёплой одеждой, тёплым питьём). Температура тела и жизнедеятельность организма при этом обычно нормализуется самостоятельно, поскольку механизмы теплорегуляции сохранены.

На стадии декомпенсации гипотермии необходимо проведение интенсивной комплексной врачебной помощи. Она базируется на трех принципах: этиотропном, патогенетическом и симптоматическом.

Этиотропный принцип включает:

Меры по прекращению действия охлаждающего фактора и согревание организма. Пострадавшего немедленно переводят в тёплое помещение, переодевают и согревают. Наиболее эффективно согревание в ванне (с погружением всего тела). При этом необходимо избегать согревания головы из‑за опасности усугубления гипоксии мозга (в связи с усилением обмена веществ в нём в условиях ограниченной доставки кислорода).

Активное согревание тела прекращают при температуре в прямой кишке 33–34 °C во избежание развития гипертермического состояния. Последнее вполне вероятно, поскольку у пострадавшего ещё не восстановлена адекватная функция системы теплорегуляции организма. Согревание целесообразно проводить в условиях поверхностного наркоза, миорелаксации и ИВЛ. Это позволяет устранить защитные реакции организма, в данном случае излишние, на холод (в частности ригидность мышц, их дрожь) и снизить тем самым потребление кислорода, а также уменьшить явления тканевой гипоксии. Согревание даёт больший эффект, если - наряду с наружным - применяют способы согревания внутренних органов и тканей (через прямую кишку, желудок, лёгкие).

Патогенетический принцип включает:

Восстановление эффективного кровообращения и дыхания. С этой целью необходимо освободить дыхательные пути (от слизи, запавшего языка) и провести вспомогательную или ИВЛ воздухом либо газовыми смесями с повышенным содержанием кислорода. Если при этом не восстанавливается деятельность сердца, то выполняют его непрямой массаж, а при возможности - дефибрилляцию. При этом необходимо помнить, что дефибрилляция сердца при температуре тела ниже 29 °C может быть неэффективной.

Коррекция КЩР, баланса ионов и жидкости. С этой целью применяют сбалансированные солевые и буферные растворы (например, гидрокарбоната натрия), растворы полиглюкина и реополиглюкина.

Устранение дефицита глюкозы в организме. Это достигается путём введения её растворов разной концентрации в сочетании с инсулином, а также витаминами.

При кровопотере переливают кровь, плазму и плазмозаменители.

Симптоматическое лечение направлено на устранение изменений в организме, усугубляющих состояние пострадавшего. В связи с этим:

Применяют средства, предотвращающие отёк мозга, лёгких и других органов;

Устраняют артериальную гипотензию,

Нормализуют диурез,

Устраняют сильную головную боль;

При наличии отморожений, осложнений и сопутствующих болезней проводят их лечение.

Профилактика охлаждения организма и гипотермии включает комплекс мероприятий.

Использование сухой тёплой одежды и обуви.

Правильная организация труда и отдыха в холодное время года.

Организация обогревательных пунктов, обеспечение горячим питанием.

Медицинский контроль за участниками зимних военных действий, учений, спортивных соревнований.

Запрещение приёма алкоголя перед длительным пребыванием на холоде.

Большое значение имеют закаливание организма и акклиматизация человека к условиям окружающей среды.

Медицинская гибернация

Управляемая (искусственная) гипотермия применяется в медицине в двух разновидностях: общей и местной.

Общая управляемая гипотермия

Область применения

Выполнение операций в условиях значительного снижения или даже временного прекращения кровообращения. Это получило название операций на так называемых «сухих» органах: сердце, мозге и некоторых других.

Наиболее широко общая искусственная гибернация используется при операциях на сердце для устранения дефектов его клапанов и стенок, а также на крупных сосудах, что требует остановки кровотока.

Преимущества

Существенное возрастание устойчивости и выживаемости клеток и тканей в условиях гипоксии при сниженной температуре. Это даёт возможность отключить орган от кровоснабжения на несколько минут с последующим восстановлением его жизнедеятельности и адекватного функционирования.

Диапазон температуры

† Обычно используют гипотермию со снижением ректальной температуры до 30–28 °C. При необходимости длительных манипуляций создают более глубокую гипотермию с использованием аппарата искусственного кровообращения, миорелаксантов, ингибиторов метаболизма и других воздействий. При проведении продолжительных операций (несколько десятков минут) на «сухих» органах выполняют «глубокую» гипотермию (ниже 28 °C), применяют аппараты искусственного кровообращения и дыхания, а также специальные схемы введения ЛС и средств для наркоза.

† Наиболее часто для общего охлаждения организма применяют жидкость с температурой +2–12 °C, циркулирующую в специальных «холодовых» костюмах, одеваемых на пациентов или в «холодовых» одеялах, которыми их укрывают. Дополнительно используют также ёмкости со льдом и воздушное охлаждение кожных покровов пациента.

Медикаментозная подготовка

С целью устранения или снижения выраженности адаптивных реакций организма в ответ на снижение его температуры, а также для выключения стресс‑реакции непосредственно перед началом охлаждения пациенту дают общий наркоз, вводят нейроплегические вещества, миорелаксанты в различных комбинациях и дозах. В совокупности указанные воздействия обеспечивают значительное снижение обмена веществ в клетках, потребления ими кислорода, образования углекислоты и метаболитов, предотвращают нарушения КЩР, дисбаланса ионов и воды в тканях.

Эффекты медицинской гибернации

При гипотермии 30–28 °C (в прямой кишке)

† не наблюдается жизненно опасных изменений функции коры головного мозга и рефлекторной деятельности нервной системы;

† снижается возбудимость, проводимость и автоматизм миокарда;

† развивается синусовая брадикардия,

† уменьшаются ударный и минутный выбросы сердца,

† понижается АД,

† снижается функциональная активность и уровень метаболизма в органах и тканях.

Локальная управляемая гипотермия

Локальная управляемая гипотермия отдельных органов или тканей (головного мозга, почек, желудка, печени, предстательной железы и др.) применяется при необходимости проведения оперативных вмешательств или других лечебных манипуляций на них: коррекции кровотока, пластических процессов, обмена веществ, эффективности ЛС и др

Что такое гибернация, впервые стало известно в 70-х годах прошлого века. Понятие искусственной гибернации ввел французский патофизиолог А. Лабори. Метод разработан специально для того, чтобы предотвратить наступление тяжелой стадии шока, развивающейся на фоне травм и заболеваний.

Что значит гибернация

Термин «гибернация» в переводе с латинского означает «зимняя спячка». Искусственная гибернация вызывается применением лекарственных препаратов, блокирующих активность нейроэндокринной системы. Проводится искусственная гибернация в условиях действия чрезвычайных повреждающих факторов с целью защиты от их воздействия организма пострадавшего. Такими повреждающими факторами являются тяжелые травмы, ожоги, инфекционные заболевания, обширный инфаркт миокарда и так далее.

А. Лабори все проявления реакции организма на тяжелое повреждение разделил на три группы синдромов:

• первичный синдром – результат непосредственного воздействия на организм того или иного фактора;
• синдром реакции – ответ организма на воздействие внешнего фактора; активизируется действие нейроэндокринной системы с выделением большого количества нейромедиаторов (адреналина, гистамина, серотонина), активизирующих защитные силы организма с целью компенсации повреждающего действия внешнего фактора;
• вторичный синдром повреждения – нарушения, связанные с длительным существованием синдрома реакции – происходит истощение компенсаторных возможностей организма, организм отказывается от борьбы, кровеносные сосуды теряют сократительную способность, падает артериальное давление, наступает тяжелая стадия шока, которая приводит к гибели пострадавшего.

Для того чтобы избежать наступления тяжелой стадии шока, А. Лабори предложил вводить пострадавшего в такое состояние, при котором интенсивность синдрома реакции будет значительно снижена. Это позволит организму пережить период наибольшего внешнего воздействия и через определенный период времени восстановить нарушенного равновесие.

Как проводится гибернация

Состояния гибернации можно достичь, замедлив обменные процессы в организме и подавив нейроэндокринные реакции. А так во всех этих процессах большое значение имеет присутствие нейромедиаторов (веществ, с помощью которых передается нервное возбуждение), именно на них и оказывается основное воздействие. Так, нейромедиатор адреналин повышает обмен веществ , а нейромедиатор ацетилхолин его снижает. Поэтому для проведения гибернации необходимы лекарственные препараты, подавляющие секрецию адреналина и стимулирующие секрецию ацетилхолина. Снижению обмена веществ также способствует снижение температуры тела (искусственная гипотермия).

Достичь состояния гибернации можно при помощи лекарственных препаратов из группы нейролептиков (А. Лабори рекомендовал для этой цели аминазин) – они вызывают у человека особое состояние, получившее название нейроплегии.

Нейроплегия обеспечивает стабильное состояние покоя нейроэндокринной системе и поддержание нормального, но сниженного по интенсивности обмена веществ, несмотря на тяжесть агрессии, которой подвергается организм.

Кроме нейролептиков для проведения искусственной гибернации используются антигистаминные (подавляют выделение гистамина), симпатолитические (подавляют выделение адреналина) и обезболивающие препараты. Эти препараты вводятся в виде смесей, получивших название литических коктейлей. Взаимное потенцирование (усиление) действия компонентов коктейля позволяет применять их в небольших дозах в виде дробного, постепенного, но непрерывного введения. При длительной гибернации состав коктейлей ежедневно меняют для того, чтобы избежать привыкания.

Сон и гибернация – отличия

В состоянии гибернации глаза больного могут быть открыты, зрачки сужены, но хорошо реагируют на свет (расширяются в темноте и суживаются на свету). Кожа сухая, теплая, естественного цвета. Пульс слегка ускорен (до 90-100 ударов в минуту), артериальное давление понижено по сравнению с индивидуальной нормой пострадавшего. Если не применяется специальное охлаждение организма (искусственная гипотермия), температура тела снижается незначительно (до 36˚ и немного ниже).

Хоть компьютеры и стали неотъемлемой частью жизни людей, многие термины до сих пор остаются для большого количества пользователей неизвестными. Например, мало кто знает, что представляет собой гибернация и как правильно использовать эту функцию.

Что такое гибернация?

С английского это слово переводится, как «зимняя спячка» и оно вполне подходит для гибернации, поскольку она представляет собой особый режим для сбережения энергии компьютера. При его использовании содержимое оперативной памяти сначала записывается на жесткий диск и только потом ПК отключается. Когда техника будет включена снова, то сохраненные данные загрузятся в систему и можно будет продолжать работу с того же места. Гибернация – это режим, который помогает экономить энергию и сохранять мощность.

Что такое гибернация компьютера?

Чтобы ответить на этот вопрос, нужно не только понимать значение термина, но и вникнуть в его специфику. Когда ПК переходит в гибернацию, то задействуется в работе часть жесткого диска, которая приблизительно равно объему оперативки. Это важно учитывать при планировании работы, чтобы зарезервировать свободное место на винчестере. Когда производится гибернация компьютера, данные записываются в специальный файл с названием «hiberfil.sys».

Зачем нужна гибернация?

Представленный режим пригодится, если ПК не будет использоваться длительное время, но при этом впоследствии нужно будет вернуть текущий сеанс. Включение гибернации экономит больше энергии или заряд батареи. Стоит отметить, что некоторые компьютеры после восстановления начинают работать некорректно, например, зависают программы, поэтому, если техника не будет использоваться некоторое время, то лучше ее отключить совсем.

Вредна ли гибернация для компьютера?

Режим энергосбережения имеет свои преимущества и недостатки, которые непременно стоит учитывать. К положительным сторонам относят сниженное время выключения ПК и восстановление его работы. Еще один плюс – запуск используемых приложений с сохранением текущего состояния. Режим энергосбережения поможет сохранить информацию в случае неожиданно разрядившейся батареи. Чтобы понять, опасна ли гибернация, следует рассмотреть и существующие минусы:

1. Поскольку на жестком диске создается файл, то это приводит к потере части дискового пространства.
2. При задействовании большого количества , компьютер может загружаться немного дольше.
3. Некоторые программы, особенно старые, не поддерживают такой режим, поэтому после восстановления работы они могут некорректно работать.

Сон и гибернация – отличия

Многие люди путают представленные режимы, считая их одним и тем же, но это не так. Сон можно сравнить с функцией «Пауза». При его активации все действия будут приостановлены, а техника начнет потреблять меньше энергии. Чтобы из него выйти, просто нажмите на любую кнопку. В случае гибернации файлы сохраняются, и компьютер отключается, поэтому и электроэнергия практически не используется. Выбирая сон или гибернация, следует ориентироваться на время, в течение которого ПК не будет использоваться.

Есть еще «Гибридный режим», который сочетает в себе возможности обоих вышерассмотренных вариантов для стационарных ПК (desktop). При его активации документы и активные приложения переходят, как в память, так и на жесткий диск. Техника при этом начинает потреблять меньше энергии. Им рекомендуется пользоваться, если произошло внезапное отключение электроэнергии. «Гибридный сон» принято считать самым практичным и безопасным видом сна для работы с ПК.

Что лучше гибернация или сон?

Чтобы не заставлять компьютер выполнять ненужные действия, важно правильно использовать указанные режимы. Гибернация и сон – разные функции и выбор в пользу одного из делают, ориентируясь на то, на какое время планируется отходить от ПК. Если человек перестает пользоваться техникой в течение небольшого промежутка времени, тогда используйте сон, поскольку вернувшись можно быстро приступить к работе. Выясняя гибернация – что это, отметим, что чаще ее используют для ноутбуков, поскольку она помогает сохранить информацию при разреженной батарее или пропавшем электричестве.

Как включить гибернацию?

Впервые режим энергосбережения можно было встретить в Windows XP, где его называли спящим. Использовали его небольшое количество пользователей, а настройка крайне проста. Зайдите в «Панель управления», выберите там пункт «Электропитание» и активируйте «Спящий режим». Использовать режим гибернации можно будет в окне выключения ПК, для чего зажмите Shift и тогда «Ждущий режим» превратится в «Спящий». С развитием нового ОС он был переименован и наделен разными дополнительными настройками.

Еще один важный пункт, который нужно освоить в теме, касающейся того гибернация – что же это такое, описывает, как настроить функцию в Windows 7. В том же пункте «Электропитание» необходимо открыть окно, которое называется «Изменить дополнительные параметры электропитания». В подразделе «Сон» находится нужная функция. После этого параметр появится в меню выключения ПК. В Windows 8 режим энергосбережения отключен по умолчанию, и настроить его можно, по схеме, описанной выше.

Гибернация – как выйти из этого режима?

Есть несколько способов, которые используют для того, чтобы вернуться к нормальной работе. Для начала попробуйте активизировать ПК любым способом, например, нажав кнопку на клавиатуре или подвигав мышкой. Еще помогает нажатие клавиши для возврата к предыдущему состоянию – Escape. Отключение гибернации можно произвести, нажав сочетание клавиш Ctrl + Alt + Delete, что вызовет окно, где нужно выбрать опцию «Перезагрузка компьютера», что поможет вернуть систему к рабочему состоянию.

Можно использовать клавишу Power, но для нее должно быть предварительно назначено соответствующее действие. Чтобы понять, гибернация – что это и как из нее выйти, следует рассмотреть еще один вариант, подразумевающий нажатие кнопки оперативной перезагрузки – Reset. Можно не переживать за открытые файлы, поскольку они сохранились в специальной папке. Если ни один из способов не помог, тогда необходимо отключить питание от , для этого нажмите на переключатель возле вентилятора блока питания. Через пару секунд технику можно включить.

Проблемы с гибернацией

Многие пользователи пытаются полностью отказаться от использования такого режима энергосбережения, поскольку он часто становится причиной многих проблем. Есть люди, которые жалуются на то, что гибернация на компьютере просто не работает, не сохраняет файлы, пропадает папка и так далее. Все проблемы вполне решаемы, главное, знать некоторые нюансы.

Не работает режим гибернации

В большинстве случаев причина подобной проблемы вполне банальна и заключается она в том, что запущена программа, которая запрещает переход. К ним относят разные сетевые приложения, которые имеют функцию «Запретить спящий режим во время работы». Иногда компьютер не уходит в гибернацию из-за зависших приложений или из-за файловых программ, которые находятся в состоянии выполнения каких-то операций. Если отсутствует команда в меню выхода, тогда это может быть вызвано такими причинами:

1. Видеоадаптер не поддерживает режим энергосбережения. Чтобы исправить ситуацию, скачайте последнюю версию драйверов.
2. Параметр может быть отключен администратором. Для того чтобы добавить команду, зайдите в папку «Электропитание» и произведите изменения в подпункте «Настройки перехода в спящий режим».
3. Отключение может быть в BIOS. Для каждого компьютера своя схема исправления ситуации и найти ее можно в инструкции.
4. Включен гибридный спящий режим. Чтобы это проверить зайдите во вкладку «Электропитание».

Пропадает диск при гибернации

Есть несколько причин, которые провоцируют такую проблему. Например, следует проверить, может запущена утилита очистки диска с функцией «Hibernation File Cleaner». Иногда ПК не поддерживает функцию или же она отключена. Разбираясь в том, гибернация – что это такое, и как решить указанную проблему, предлагается консольная утилита PowerCfg. Необходимо в командную строку вписать – «powercfg /hibernate on». Многих интересует, что общего имеет гибернация и SSD, так вот, чтобы оптимизировать операционную систему на SSD, режим следует выключить.

Гибернация не отключается

Многие пользователи сталкивались с такой проблемой, и решить ее непросто. Самый простой, но не всегда действенный вариант – сбросить BIOS. Если это не получается сделать, тогда рекомендуется на материнской плате найти батарею, вытащить ее и подождать полминуты. После этого можно собирать компьютер и проверить все ли работает. Если ПК вывести из гибернации не получается, тогда лучше обратиться за помощью к профессионалам.

Еще одна тема, на которой стоит остановиться – как отключить гибернацию. Это может понадобиться, если функция включена автоматически. Чтобы ее отключить, в разделе «Электропитание» смените параметры. Не забудьте сохранить изменения. Многих интересует, как удалить файл гибернации и сделать это можно вручную. Сначала нужно отключить функцию в Windows при помощи командной строки или графического интерфейса.