* * *

Всем знакомо это чувство – начинает слегка познабливать, потом становится жарко, и раз, на фоне общего недомогания термометр уже показывает 38 градусов вместо привычных 36,6. И мы понимаем, что мы заболели. Что пора брать больничный, пить чай с малиной, лежать дома и читать какую-нибудь интересную книгу, требуя от своих домашних сострадания и избавления себя болезного от любых обязанностей.

 

Или, менее приятное развитие событий – когда не просто начинает познабливать, а буквально трясет и колотит от холода, и в короткое время температура поднимается не до 38, а под 40. Вот тут принято считать, что заболел уже серьезно, малиной не отделаешься. Книгу при такой температуре обычно не почитаешь, и не до житейского уклонизма теперь – на фоне такой температуры тела сознание может стать спутанным, а мысли приобрести ход в том направлении, что мы не вечны.

 

Что же это такое – лихорадка, как она возникает и зачем? Расстройство ли это функций организма, либо нормальная его реакция?

Сейчас мы это попробуем рассмотреть, но сначала нам придется обратиться немного к нормальной физиологии терморегуляции. Это будет как бы первая часть. Про поддержание температуры тела. А потом будет вторая, про изменения этой температуры при болезнях.

 

[MORE=читать дальше]

 

Для начала, с гордостью Капитана Очевидность, я хочу заострить внимание на том, что мы – теплокровные организмы. Вне зависимости от температуры окружающей среды, мы в состоянии поддерживать постоянную температуру среды внутренней, обеспечивая так называемый температурный гомеостаз. Благодаря этой способности высшие позвоночные смогли расселиться во всех природно-климатических зонах, и нет им равным в этом. За полярным кругом и на экваторе, во влажных удушливых тропиках и сухих жарких пустынях, в холодных северных океанах и тропических морях живут теплокровные животные, не просто приспособившиеся к привычным условиям, а способные выжить и в непривычных в течение довольно длительного времени.

 

И северный волк, закинутый внезапно на экватор, сколько-то там продержится за счет своего умения избавляться от избыточного тепла, а экваториальная собачка чи-хуа-хуа, попавшая зимой на Полярный Урал, умрет отнюдь не сразу, а попытается выжить, сократив до минимума теплопотери и увеличив теплопродукцию в своем организме. В отличие, например, от лягушки, которая тут же замерзнет в ледышку, и в лучшем случае будет ждать потепления не приходя в сознание.

 

Но самой живучей тварью в плане приспособляемости к различным температурным средам, все-таки является человек. Эта скотина заселила собой вообще все климатические пояса – в пустынях бедуины, в заполярье – эскимосы, и даже в местах, где вообще никто не живет, в условиях арктических пустынь и высокогорных областей, этот лысый бесшерстный примат, родственник теплолюбивых обезьян, живет и процветает, строя полярные станции, альпинистские лагеря и высокогорные монастыри. И даже ухитряется что-то построить в условия абсолютного нуля в безвоздушном пространстве. Маленькие летающие избущки на орбите. Лягушкам и не снилось.

 

Круче нас только вирусы, да некоторые бактерии. Но вирусам для жизни нужны мы сами, и чем круче мы, тем круче и они, а бактерии, живущие в условиях экстремальных температур, нигде кроме как в этих условиях жить не могут, и являют собой не пример достойный и назидание, а скорее просто казуистический факт – вот же где бывает все-таки жизнь.

 

Но вернемся к терморегуляции. Итак, мы – маленькие биологические печки. Подобно дровяным печкам, мы потребляем из окружающей среды некие органические соединения, и сжигаем их в огне своего метаболизма, используя энергию этих соединений для поддержания своей жизнедеятельности, выполнения работы в своих тканях, органах и системах. Эти соединения – белки, жиры и углеводы, при гидролизе которых в организме образуется тепло. Часть энергии этих соединений мы запасаем в молекулах АТФ, высокэнергетического соединения, которое тоже используется для выполнения той или иной работы, и в процессе распада которого тоже образуется тепло. В состоянии покоя мы вырабатываем около 70 ккал в час и такое же количество тепла отдаем в окружающую среду.

 

Вопреки расхожему мнению, что температура тела у нас 36,6, это не совсем так. На самом деле мы нагреты неравномерно. Это связано с тем, что в одних органах вырабатывается тепла больше, чем в других. Например, в печени температура у человека поддерживается на уровне 37,8 – 38 градусов, в мозге 36,9 – 37,8, а температура кожи, которая выполняет в том числе и терморегулирующую функцию, и отводит тепло из тела, колеблется от 24,4 градусов (на пальцах ног, и может там, кстати, без всякого ущерба для самочувствия снижаться градусов до 16-ти), до знакомых нам 36,6 в подмышечной впадине (но и это – не температура собственно кожи, а температура крови, которую удается измерить благодаря близости подмышечной артерии к коже, температура собственно же кожи там – 34,4 градуса).

 

Кровь является основным переносчиком тепла от внутренних органов к поверхности тела, коже. Температура крови тоже неравномерна, но в правом предсердии она, так или иначе, смешивается, поступая, «сливаясь» ото всех органов, и тут образуется среднеарифметическое 36,6 – 37. Оттуда кровь идет в правый желудочек и направляется к легким, отдавая часть тепла там, и благодаря этому у нас такое теплое приятное дыхание, а потом кровь поступает в левое предсердие и оттуда в левый желудочек, и дальше – в большой круг кровообращения. Проходя сосуды кожи, кровь передает основную часть тепла, а проходя сосуды внутренних органов (той же печени), опять нагревается. Поскольку циркулирует кровь в нас довольно быстро (все наши средние пять литров прокачиваются сердцем примерно за минуту), то все это работает как вполне себе исправная система охлаждения, например, автомобиля.

 

От кожи тепло отводится благодаря четырем основным механизмам. Первый из них – испарение. При испарении воды тратится 0,58 ккал на 1 мл воды. В нашей коже находятся потовые железы, которые в обычных условиях выделяют в сутки 400-500 мл пота, но при желании могут выделять гораздо больше. До 1,5 литров воды в час в состоянии продуцировать потовые железы, если нам это вдруг потребуется, обеспечивая избавление от тепла с эффективностью, обратно пропорциональной насыщению парами воды окружающего воздуха. Кроме того, жидкость может испаряться не только с поверхности кожи, но и со слизистых дыхательных путей. В нормальных условия это тоже около 400 мл в сутки, а в случае перегрева развивается тепловая одышка, в ходе которой таким образом может испаряться значительно больше. Собаки, например, не используют потение как механизм терморегуляции, и избавление от тепла посредством тепловой одышки для них – основной механизм.

 

Второй механизм теплоотдачи – теплоизлучение. В условиях температурного комфорта этим методом отдается до 60% тепла. Длинноволновое инфракрасное излучение, которое мы продуцируем, особенно хорошо поглощается более темными и холодными объектами – если помните, даже при почти одинаковой температуре воздуха на солнце и тени, в тени находиться комфортнее (ну, там еще, конечно, сказывается просто факт отсутствия нагрева тела солнцем).

 

Третий и четвертый механизмы – это теплопроведение (прямая передача тепла какому-то более холодному объекту, человеком мало используется, но все же можно положить на голову лед или лечь на холодное что-нибудь когда сильно жарко, или залезть в водоем - это охладит организм) и конвекция – в последнем случае осуществляется за счет нагревания воздуха у поверхности кожи. Нагретый воздух поднимается вверх, освобождая место для ненагретого. Ветер в жаркую погоду усиливает этот механизм, это нам всем знакомо.

 

Помимо того, что тепло при перегреве должно куда-то выводиться, при охлаждении оно должно дополнительно вырабатываться. Усиление теплопродукции возможно как за счет ускорения обменных процессов (в том числе в печени, в запасах бурого жира, в мышцах), так и за счет сократительного термогенеза – повышения тонуса мышц, холодового дрожания и осознанной физической активности. При холодовой дрожи теплопродукция возрастает в 2-3 раза. Активная физическая работа считается менее эффективным методом термогенеза, чем холодовое дрожание, но все равно: в комфортных температурных условиях температура в прямой кишке у марафонского бегуна поднимается, к примеру, до 41 градуса против обычных 37,5, и если бы не эффективные механизмы теплоотдачи, он бы быстро сварился бы в эдакое яйцо-пашот.

 

Естественно, что весь этот хитрый баланс между собственной теплопроукцией, теплоотдачей и температурой окружающей среды должен как-то регулироваться, чтобы избежать перегревов или переохлаждений. Ведь изменение температуры крови и внутренних органов у человека всего на 2-2,5 градуса сопровождается нарушениями физиологических функций, а нагрев тела выше 43 градусов смертелен. Охлаждение человек переносит несколько лучше, чем перегрев, но и ему есть предел – большинство людей погибнет при охлаждении тела ниже 30-25 градусов.

 

Как же происходит терморегуляция? Весь организм человека напичкан датчиками тепла похлеще атомной электростанции. Маленькие термометры – тепловые и холодовые терморецепторы расположены в коже, внутренних органах, дыхательных путях, мышцах, роговице глаза, сосудах, головном и спинном мозге, и даже в мочевом пузыре они есть.

 

Больше всего их, конечно, в коже – кожа ведь является основным органом, контактирующем с внешней средой – ее поверхность около двух квадратных метров (это очень большой орган, да), и львиную долю того, что происходит вокруг нас, улавливает именно она. Всего на коже около 250 тысяч холодовых датчиков-рецепторов и около 30 тысяч тепловых. Они разные, эти рецепторы, есть высокой чувствительности – реагирующие на изменение температуры на 0,1 градус, средней чувствительности – на 1 градус и низкочувствительные рецепторы. Расположены они на разной глубине и реагирует на изменение температуры кожи – ее охлаждение и нагрев. От рецепторов сигналы идут в голвонй мозг – во-первых в гипоталамус, где расположен центр терморегуляции, определяющий т.н. set point (точку установки) температуры тела и выполняющий управление всеми неосознанными механизмами термогенеза и теплоотдачи, а во-вторых – в кору, где формируется восприятие тепла или холода как явления и ответ на него в виде осознанных действий. Благодаря последнему, мы способны предвидеть изменения температуры среды, готовиться к ним, вязать себе шарфики и носки, а также строить орбитальные станции в условиях абсолютного нуля.

 

А благодаря первому происходит следующее. Как только в центр терморегуляции поступает информация от терморецепторов, что температура кожи охладилась, этот центр начинает предпринимать действия, чтобы вернуть температуру к заданной точке установки.

Если информацию передают холодовые рецепторы, то центр включает механизмы, по которым снижается теплоодача и возрастает термогенез. Он перекрывает приток крови к сосудам кожи, пуская кровь по артерио-венозным шунтам, благодаря этому кровь не подходит к поверхности кожи и снижается теплоотдача.

 

Одновременно потовые железы перестают выделять жидкость, чтобы снизить процесс испарения. Следом гипоталамус усиливает механизмы термогенеза: включается расщепление бурого жира, ускоряются обменные процессы в печени и мышцах. Поскольку воздействие холода продолжается, а к коже не приливает горячая кровь, то субъективно человек испытывает в эти минуты еще больший холод – температура кожи ведь еще больше упала за счет уменьшения кровоснабжения – терморецепторы посылают еще больше сигналов мозг, усиливается тонус мышц, переходя в холодовое дрожание. Теплопродукция увеличивается в два-четыре раза, теплопотери в разы сокращаются. Суммарным эффектом всех этих процессов является сохранение температуры тела на уровне заданной установки.

 

Тут бы самое, наверно, время и выпить, чтобы согреться? Добавить, так сказать, организму чистой энергии для сугреву?

Вот не надо. Энергии у организма достаточно. Если он не провел последние полгода в концлагере, подвергаясь голоданию, пыткам и истязаниям, то запасов энергии в нем предостаточно, он ее накопил. И расходует он эту энергию в этот момент максимально эффективно. Алкоголь же расширит сосуды кожи, вернет кровь из артериоло-венозных анастамозов прямо в кожные капилляры. И кожа сразу согреется, и возникнет ощущение тепла. И для организма это будет означать срыв механизмов терморегуляции – теплоотдача сразу в разы возрастет, а меры по усилению теплопродукции станут неэффективными, потери энергии возрастут многократно, и, если еще и высшая нервная деятельность – поведенческая защита будут нарушены из-за чрезмерного опьянения, и человек не может скрыться от продолжающегося воздействия холода, то у него прямой шанс умереть от переохлаждения. Что собственно регулярно и происходит с любителями согреться алкоголем на морозе. При этом, кстати, даже сильно низкой температуры не надо – вполне можно замерзнуть насмерть и при температурах выше нуля.

 

При слишком высокой температуре происходит примерно то же самое, но наоборот.

Импульсация в мозг идет от тепловых рецепторов, поэтому гипоталамус дает команду усилить процессы теплоотдачи – выделить больше пота, расширить сосуды кожи, включить тепловую одышку, кора головного мозга принимает решение охладиться всеми доступными путями – скрыться в тень, раздеться и встать под ветер (чтобы усилить конвекцию), залезть в прохладный водоем (обеспечить потери тепла прямым теплопроведением). Есть в жару может не хотеться – организм замедляет некоторые метаболические процессы, энергии может расходоваться меньше, чем обычно, восполнять потери не так критично. А вот потери жидкости – да. Но о них организм сам будет сигнализировать формированием жажды, просто не надо ее игнорировать, а наоборот, в условиях жажды в жару – это чувство нужно всячески удовлетворять.

 

Вот так, если вкратце, протекают основные процессы, которые обеспечивают нам постоянство температуры тела. Отталкиваясь от этого, в следующем посте мы, собственно, можем перейти к лихорадочным реакциям. Что и сделаем несколько позже :)