Hipotermia – fragment pracy P
advertisement
Hipotermia – fragment pracy P.Sosnowskiego, 1.2. Przyczyny wywołujące hipotermię Hipotermią przyjęto określać obniżenie temperatury ciała poniżej 35C. Podczas obniżania temperatury ciała bilans cieplny ustroju staje się ujemny. Utrata ciepła jest większa niż jego wytwarzanie i akumulacja. Hipotermia może powstać nawet przy całkowicie sprawnych mechaniz-mach termoregulacji, gdy ustrój narażony na zimno pozostaje w warunkach uniemożliwiających świadomą obronę. Obniżenie temperatury ciała może też nastąpić z przyczyn wewnątrzustrojowych, jako skutek niewydolności mechanizmów biorących udział w termoregulacji (gentilelo 94, Schaler 90, Brodersen 96). Ze względu na sposób wywołania hipotermii, a także charakter odpowiedzi metabolicznych mówimy o hipotermii przypadkowej lub indukowanej. Z przypadkową hipotermią mamy do czynienia kiedy dochodzi do obniżania temperatury ciała na skutek oddziaływania czynników fizycznych np. podczas przebywania w zimnej wodzie, w czasie mroźnych zamieci śnieżnych, przy jednoczesnym braku ciepłego lub wodoszczelnego ubrania ( Hesselberg 95 ). Indukowaną hipotermię wywołują środki krążeniowe rozszerzające naczynia i obniżające ciśnienie krwi, leki przeciwgorączkowe i neuroleptyczne oraz narkotyki ( Strutton 96, Bernard 98, Forstot 95, Matuszek 86 ). Leki mogą modyfikować temperaturę ciała specyficznie - działając na ośrodki termoregulacji lub niespecyficznie - działając na inne ośrodki lub drogi nerwowe (Chen 96, Sharif 96 ). Hipotermia często jest konsekwencją anestezji. Leki anestetyczne powodują poszerzenie zakresu temperatur w jakich pojawiają się reakcje termoregulacyjne z 0,2oC do blisko 4oC ( Lopez 94, Sessler 94 ). W tym przypadku hipotermia ma charakter kombinowany tj. spowodowany jednoczesnym działaniem leków anestetycznych oraz środowiska. Hipotermia występuje jako efekt uboczny podczas długotrwałych zabiegów operacyjnych, zwłaszcza na otwartej jamie brzusznej ( Frank 94, Suchorzewska 97, Echerbam 90, Joachimson PP ), a także jako skutek masywnych transfuzji (Ferrara 90 ). Często hipotermia towarzyszy takim chorobom jak śpiączka cukrzycowa, hipoglikemia ( Passias 96 ), niedoczynność tarczycy ( Schaller 90 ), masywne krwotoki (Smith 98, Burch 92 ) czy ciężkie oparzenia ( Gueugniaud PY 1996 ). Obniżanie temperatury ciała obserwuje się w takich stanach jak jadłowstręt psychiczny lub oty-łość ( Hartman 1995, Severien 92 ). Wolno postępujące obniżanie się temperatury ciała nawet w temperaturze pokojowej można obserwować u ludzi starych, niedożywionych, z urazami centralnego układu nerwowego, dysfunkcją autonomicznego lub motorycznego układu nerwowego ( Hazama 92, Mouton 96 Collins 86, White 96 ). Hipotermia w przebiegu niektórych chorób zakaźnych ( cholera, błonica, ospa) jest skutkiem toksycznego uszkodzenia narządów biorących udział w termoregulacji ( Alcami A 1996, Basilico 1997,Shukla 1995 ). 1.3. Klasyfikacja hipotermii Jak dotychczas nie zostały przyjęte jednolite standardy klasyfikowania hipotermii. Wg Okamury obniżenie temperatury ciała do 30C to hipotermia płytka, od 30C do 25C średnia, 25C - 20C głęboka a 20C do 10C graniczna ( Malec 92) . Delorme zaproponował podział, gdzie 35C - 30C to hipotermia lekka, 30C - 20C średnia a poniżej 20C głęboka, ( Delorme 75). W ośrodkach klinicznych przyjmuje się jeszcze inne przedziały temperatur uwzględniając objawy kliniczne ( Antretter 95 ). Uwzględniane jest tu pojęcie tzw. „ zera biologicznego tkanek ”, będące graniczną dla danej tkanki temperaturą, poniżej której ustają czynności fizjologiczne przy zachowanej zdolności tkanki do powrotu do stanu prawidłowego ( Dogliotti 1953). Najwyższą wartość - 31C zero biologiczne przyjmuje dla kory mózgu, dla pnia mózgu 27C - 28C ( 166 Juvenalle 1954) a dla rdzenia kręgowego wynosi 24C ( Majstrach 1950, Marsala 97 ). Głębokość hipotermii łagodna 32-35C umiarkowana 28-35C amnezja, apatia, zanik działań racjonalnych zaburzenia EEG, halucynacje, utrata świadomości obwodowe zwężenie naczyń, bradykardia wzrost częstości pracy serca, migo- głęboka < 28C śpiączka, obniżenie aktywności elektrycznej mózgu spadek tętna i rzutu serca, arytmie spadek RR, tętna, przedłużony skurcz serca, brak tętna na obwodzie, tanie komór lub asystolia dreszcze hiporefleksja, sztywność, zanik dreszczy bezdech, brak odruchów Ryc. 1. Głębokość hipotermii uwzględniająca kryteria kliniczne (wg Antrettera) 1.4. Reakcje ustroju na zimno Podczas działania zimna na organizm dochodzi do uruchomienia szeregu reakcji adaptacyjnych. Pojawiają się one gdy temperatura wewnętrzna ciała obniży się poniżej 36,5C. Ogólnie można podzielić je na behawioralne i autonomiczne. Reakcje narządowe i metaboliczne są wypadkową: 1) czasu ekspozycji i intensywności z jaką zimno działa na organizm, 2) odpowiedzi nerwowej i humoralnej na stres, 3) szybkości wyczerpywania się rezerw energetycznych oraz 4) tego czy świadomość ustroju jest zachowana czy też nie. 1.5. Termoregulacja na poziomie OUN Odczuwanie zimna związane jest z pobudzeniem termoreceptorów znajdujących się zarówno w tkankach powierzchniowych jak i głębokich: w mózgu, rdzeniu kręgowym, w górnych drogach oddechowych, przewodzie pokarmowym, mięśniach i naczyniach żylnych, skórze i podskórnej tkance tłuszczowej. Impulsacja z tych receptorów przekazywana jest do podwzgórza w którym zlokalizowany jest ośrodek termoregulacji. Składa się on z dwóch części, w podwzgórzu przednim znajduje się ośrodek ” utraty ciepła ” zawiadujący reakcjami zwiększającymi eliminację ciepła. Natomiast w podwzgórzu tylnym położony jest ośrodek ” zachowania ciepła ”, kierujący rekcjami powodującymi zmniejszanie utraty ciepła przez organizm i zwiększaniem produkcji ciepła. Neurony zlokalizowane w przednim podwzgórzu mają charakter termodetektorów i głównie reagują na wzrost temperatury uruchamiając wydzielanie potu oraz wywołując rozszerzenie naczyń skóry i tkanki podskórnej. Neurony wrażliwe na zimno występują nielicznie w podwzgórzu przednim. Natomiast neurony znajdujące się w podwzgórzu tylnym nie mają charakteru termodedektorów stanowiąc stację przełącznikową dla impulsacji z termoreceptorów obwodowych. Ich pobudzenie wyzwala reakcje termogenezy chemicznej. Bardzo wąski, 0,20C zakres temperatury, w którym reaguje ośrodek termoregulacji sugeruje istnienie jednego punktu wrażliwości centralnego termostatu ( Lopez 94) Centralny układ nerwowy Wzgórze nadnercza ZIMNO Skutki: termoreceptory SKÓRA zwężenie naczyń utrata Podwzgórze układ adrenergiczny mięśnie rozszerzenie naczyń, drżenie serce + serce - termogeneza termogeneza tarczyca termogeneza ciepła Reakcja: wczesna wczesna późna Ryc. 2. Reakcje ustrojowe uruchamiane podczas ekspozycji organizmu na zimno (wg Schaler) 1.6. Zmiany czynnościowe W przebiegu szybkiego obniżania temperatury organizmu obserwuje się trzy fazy - faza pierwsza to pobudzenie, trwa ona do obniżenia się temperatury ciała poniżej 34C. Mechanizmy adaptacyjne, z jednej strony nasilają procesy wytwarzania ciepła, z drugiej hamują jego utratę. Pobudzenie termoreceptorów obwodowych uruchamia reakcję stresową. W efekcie następuje pobudzenie układu adrenergicznego, a także wzrost wydzielania hormonów rdzenia nadnerczy. Katecholaminy pobudzają ośrodek oddechowy i ośrodek krążenia w rdzeniu przedłużonym ( Kusuoka H 91 ). Zintensyfikowanej pracy serca i układu oddechowego towarzyszy zwiększona produkcja ciepła. Jednocześnie ośrodek termoregulacji poprzez pobudzenie motoneuronów , doprowadza do zwiększenia napięcia mięśni szkieletowych co zwiększa produkcję ciepła o około 50% ( Moss 86 Seiyama 96 ). Jeśli ilość ciepła dostarczanego tą drogą jest niewystarczająca uruchomiona zostaje termogeneza drżeniowa. Hydroliza ATP uwalnia ciepło, a uruchomione jednocześnie reakcje komórkowego łańcucha oddechowego wytwarzają dodatkowe jego ilości. Efektem jest wzrost przemiany materii i produkcji ciepła nawet o 500% ( Zwischenberger 87, Macintyre 87 ). W miarę oziębiania organizmu obserwuje się wzrost wydzielania zarówno TSH jak i hormonów tarczycy, czego efektem jest wzrost przemiany materii ( termogeneza bezdrżeniowa ) i produkcji ciepła co określa się jako efekt kalorygenny ( Fregly 89, Niida 1991, Dubuc 89). Jednakże uważa się, że termogeneza bezdrżeniowa nie jest najważniejszym źródłem produkcji ciepła u osób dorosłych ( Hynson 93 ). Okuda ( 1986 ) stwierdził u szczurów w warunkach umiarkowanej hipotermii ( ok. 350C ) wzrost wydzielania TSH i hormonów tarczycy, natomiast w głębokiej hipotermii ( poniżej 240C ) zmiany te nie były statystycznie znamienne. Sugeruje on, że wzrost wydzielania TSH wywołany jest zwiększonym wydzielaniem TRH przez podwzgórze. Po przecięciu dróg aferentnych do podwzgórza stwierdzano brak wydzielania TSH oraz hormonów tarczycy ( Herbute 1984 ). Sugerowałoby to uruchomienie odpowiedzi na oziębienie na drodze nerwowej. Wzrost poziomów hormonów tarczycy obserwowano już po 40 minutach ekspozycji na zimno, który utrzymywał się zależnie od czasu przebywania w tych warunkach ( Sawhney 95, Vybiral 84 ). Zwiększeniu wytwarzania ciepła towarzyszy zmniejszenie jego utraty, co następuje poprzez zwężenie naczyń krwionośnych skóry i tkanki podskórnej ( centralizacja przepływu krwi ) oraz zniesienie czynności gruczołów potowych ( Granberg 91, Kurz 95, De Witte 98 ). W fazie tej obserwuje się charakterystyczny fazowy przepływ krwi przez naczynia krwionośne obwodowych części ciała – tzw. fale Lewisa. Jeśli ochłodzenie jest znacznego stopnia to pojawiają się okresowe rozszerzenia naczyń i zwiększenie przepływu krwi. Mechanizm ten ma na celu chronienie tych części ciała przed odmrożeniem( Swenson 96, Meusen 86). Jeżeli temperatura tych obszarów obniża się bardziej, przepływ krwi przez zagrożone obszary ustaje całkowicie ( Johnson 86, Major 81, Savard 85, Vising 91 ). Po fazie pobudzenia następuje faza druga - zmniejszonej reaktywności ośrodków rdzenia przedłużonego. Kiedy temperatura ciała obniży się poniżej 34C, obserwuje się postępujące zwolnienie akcji serca. Tłumaczone jest ono oddziaływaniem schłodzonej krwi na układ bodźco-przewodzący serca. Przy temperaturze poniżej 28C pojawiają się bloki serca, a w przypadku narkozy i zabiegów chirurgicznych może wystąpić migotanie komór ( Moss 86 ). Podczas oziębiania komórek rozrusznikowych serca królika stwierdzono obniżenie przewodności błony komórkowej dla jonów Na+, K+, Ca++ a także obniżenie aktywności pomp Na+-K+ oraz Ca++ ( Hagiwara 1992, Willis 87 ). Przepływ wieńcowy krwi podczas głębokiej hipotermii jest znacznie zmniejszony ( do 40% wyjściowego ) jednak proporcjonalnie większy niż w innych tkankach i narządach, gdzie osiąga wartości niższe niż 20% wyjściowych ( Anzai 1978, Tveita 94 ). Jest to spowodowane redystrybucją krwi oraz autoregulacją przepływu wieńcowego, w efekcie jest on proporcjonalny do zużycia tlenu przez serce ( Su 80, London 88 ). W miarę obniżania temperatury ciała również czynność układu oddechowego ulega redukcji. Zimno hamuje czynność ośrodka oddechowego. Zwiększa się martwa przestrzeń zarówno anatomiczna jak i fizjologiczna oraz zaleganie krwi w płucach ( Gautier 86, Sladen 85 Joahimsson PO 87). Charakterystyczny dla hipotermii jest wzrost powinowactwa hemoglobiny do tlenu ( przesunięcie krzywej dysocjacji w lewo ). Jednocześnie na skutek lepszego rozpuszczania się CO2 w osoczu zmniejsza się wartość współczynnika oddechowego RQ ( Giesbrecht 97, Bacher 97, Frappell 98 ). W nerkach obserwuje się proporcjonalne do obniżania się temperatury zmniejszenie resorbcji zwrotnej w kanalikach nerkowych. Szczególnie istotne jest zmniejszenie resorbcji jonów sodu. Zwiększona utrata jonów sodu, mimo zmniejszonej filtracji powoduje, że ilość wydalanego moczu zwiększa się - przy temperaturze 32C dwukrotnie, a przy 30C nawet trzykrotnie ( Broman 95 ). Utrata wody z organizmu jest powodem zwiększenia lepkości krwi. Podwyższenie wartości hematokrytu dodatkowo potęguje przechodzenie elementów morfotycznych krwi z puli śledzionowej do krążenia obwodowego. W osoczu wzrasta poziom -globulin przy jednoczesnym obniżeniu - i -globulin. Obserwuje się zaburzenia produkcji tromboksanu A2 przez płytki krwi, a przy obniżeniu temperatury ciała poniżej 33C wydłużenie czasów protrombinowego i tromboplastynowego ( valeri 92, valeri 87, Reed 92, Johnston 89 ). Obniżeniu ulega stężenie jonów K+ na skutek przesunięcia ich do przestrzeni wewnątrzkomórkowej. Natomiast wzrost stężenia potasu w płynie zewnątrzkomórkowym świadczy o głębokiej kwasicy, lizie komórek i obumieraniu tkanek ( Schaller 90, Mair 94 Locher 91). Narasta kwasica na skutek zwiększonej retencji CO2 spowodowanej niewydolnością mikrokrążenia ( Hauge 95, Blayo 80 ). Na skutek wzrostu lepkości krwi rośnie ciśnienie tętnicze. Dopiero obniżenie temperatury ustroju poniżej 32C wywołuje spadek ciśnienia tętniczego, głównie na skutek nasilającej się niewydolności serca. Przy temperaturze 25C ciśnienie skurczowe lewej komory obniża się nawet o ponad 50% ( Larcan 83, Tveita 94) . Obniżaniu się temperatury ciała towarzyszy zmniejszanie się przepływu mózgowego o 67% na każdy 1C. ( Michenfelder 91, Todd 92, Cheng 95 ). Jednocześnie zanika pobudliwość ośrodków korowych. U ludzi, już przy temperaturze ciała 35C obserwuje się niebezpieczne dla życia objawy psychiczne polegające głównie na braku chęci do walki o przetrwanie, zaburzenia świadomości, niezdolność do artykulacji mowy. Przy temperaturze 30C dochodzi do utraty świadomości i niemożności wykonywania ruchów dowolnych ( Smith 96, Christensen 90, Braun 96 ). W przewodzie pokarmowym obserwowane jest zmniejszenie perystaltyki jelit. Już przy obniżeniu temperatury do 34C może nastąpić niedrożność jelit ( Udassin 97, Simic 97 ). Przepływ krwi przez wątrobę zmniejsza się, jakkolwiek spadek ten jest mniejszy niż w innych narządach. Zwiększa się natomiast zastój krwi i przechodzenie płynu do przestrzeni zewnątrzkomórkowej. Czynność odtruwająca wątroby zmniejsza się, maleje wydzielanie żółci ( Mathie 93). Hamowana jest również czynność zewnątrzwydzielnicza trzustki ( Panzig 86, Edwards 86) . Poniżej 26C - 27C faza druga przechodzi w fazę trzecią - odpowiadającą letargowi. Stwierdza się objawy zbliżone do objawów śmierci klinicznej, oziębienie ciała i bladość powłok, brak tętna na obwodzie, brak odruchów neurologicznych i sztywność mięśni. Czynność układu krążenia i oddychania jest prawie nieuchwytna ( Braun 96,Antretter 95, 97, Lloyd 96). W głębokiej hipotermii obserwuje się obniżenie neurosekrecji w obrębie osi podwzgórze-przysadka, a także zmniejszone wydzielanie hormonów tarczycy ( Okuda 86,Ririe 98, Naumenko 96). Obniżona jest sekrecja katecholamin, która w temperaturze poniżej 20C ustaje całkowicie, znoszone jest także obwodowe działanie adrenaliny ( Patchev 91, Hirvonen 95 ). W fazie tej, czynności termoregulacyjne są jeszcze zachowane czego wyrazem są dreszcze i wzmożone zużycie tlenu podczas ogrzewania ustroju ( Lenhard 97). Jeżeli działanie zimna na ustrój jest długotrwałe, zmiany mają podobny przebieg, jednak po kilku godzinach następuje śmierć w wyniku wyczerpania rezerw energetycznych ustroju ( Shepard 91, Bittel 92 ). 1.7. Zmiany metaboliczne Podczas hipotermii obserwuje się hiperglikemię i hipoinsulinemię. Zaburzenia metabolizmu glukozy są głębsze aniżeli wynikałoby to z samego obniżenia temperatury ciała i wywołanego tym zmniejszenia intensywności reakcji enzymatycznych oraz mniejszego zapotrzebowaniem energetycznego tkanek. Uważa się, że przyczyną hiperglikemii jest wzmożone wydzielanie katecholamin ( Motamed 98, Tsvietovskaia 96, Sun 97). W efekcie nasilona zostaje glikogenoliza wątrobowa przy jednoczesnym zintensyfikowaniu lipolizy i zużycia WKT przez tkanki ( Kubota 98, Tveita 94, Kuntschen 86, ). Tezę tę potwierdza obniżenie poziomu glukozy obserwowane podczas eksperymentów z wywoływaniem hipotermii u zwierząt po adrenalektomii lub po zastosowaniu preparatów blokujących receptory -adrenergiczne ( Kimura 90, Smythe 89, Bray 91 ). W trakcie badań przeprowadzonych u ludzi podczas hipotermii również stwierdzono obniżenie poziomu insuliny skojarzone z jednoczesnym wzrostem stężenia katecholamin i glukozy w surowicy krwi ( Hoo-Paris 91, Tsvetovskaia 94, Kuroshima 83 ). Dodatkowy wpływ potęgujący hipoinsulinemię ma bezpośrednie działanie niskiej temperatury. W badaniach na izolowanej trzustce stwierdzono przy temperaturze 16C zahamowanie wydzielania insuliny. Natomiast w zakresie temperatur 26C - 38C obserwowano wprost proporcjonalną zależność, pomiędzy temperaturą, a ilością insuliny uwalnianej ze stymulowanej glukozą trzustki ( Escolar 90, Buchanan 91 ). Oczywiście oba te mechanizmy: bezpośrednie działanie niskiej temperatury jak i hamujący wpływ katecholamin mogą się wzajemnie uzupełniać ( Shepard 93 ). Ponadto w trakcie hipotermii dochodzi do zaburzenia stosunku insulina/ glukagon. Wg Ungera decyduje on o intensywności metabolizmu ( Unger 76 ). Obniżenie tego stosunku dodatkowo nasila stymulowaną przez katecholaminy glikogenolizę wątrobową i lipolizę w tkance tłuszczowej. W konsekwencji w surowicy krwi rośnie stężenie wolnych kwasów tłuszczowych i glicerolu ( Lehot 92 ). 1.8. Zaburzenia homeostazy energetycznej podczas hipotermii Zmiany metaboliczne obserwowane podczas hipotermii są konsekwencją zaburzeń w gospodarce energetycznej ustroju. Przy istniejącym ujemnym bilansie energetycznym polegają na, zmniejszeniu zużycia jak i wytwarzania energii ( Vallerand 93,Jansson 87 ). Podstawową rolę w gospodarce energetycznej ustroju pełnią nukleotydy adenylowe. Są to związki stanowiące połączenie kwasu ortofosforowego i nukleozydów. Di- i trifosforany nukleozydów mają jedno lub dwa wiązania fosforanowe bogate w energię. Są to związki makroergiczne, potocznie nazywane związkami wysokoenergetycznymi. Magazynowanie energii w tych związkach zachodzi głównie w warunkach tlenowych drogą fosforylacji oksydacyjnej, oraz w mniejszym stopniu, w warunkach beztlenowych, podczas fosforylacji substratowej. Przy rozpadzie wiązań wysokoenergetycznych tych związków uwalniana jest wolna energia - przy rozpadzie ATP do ADP ok. 32kJ/mol, odpowiednio ADP do AMP 27kJ/mol. Nukleotydy purynowe w postaci ATP stanowią główne źródło zmagazynowanej energii. Dominacja ATP wśród nukleotydów wydaje się sugerować specjalną rolę tego nukleotydu w metabolizmie ustrojów żywych ( Singer 90 ). W miarę obniżania temperatury ciała następuje zmniejszanie się aktywności enzymów odpowiedzialnych za rozkład związków wysokoenergetycznych, a także zmniejszone zużycie ATP przez tkanki ( Krauss 89-91, Van der Veen 90, ). Badania prowadzone w naszej Katedrze potwierdziły, że w hipotermii zmniejsza się zawartość ATP w tkankach i we krwi. Dla procesów energetycznych zachodzących w ustroju istotny jest nie tylko poziom nukleotydów adenylowych ale ich wzajemny stosunek znany jako ładunek energetyczny adenylanów ( AEC ), a opisany w równaniu - [ ATP + 0,5 ADP ]/ [ ATP + ADP + AMP ] przez Atkinsona ( Atk 77 ). Badania nasze prowadzone na szczurach poddanych krótkotrwałej hipotermii ( 26C ) potwierdziły, że wartość ładunku energetycznego adenylanów świadczy o oszczędzaniu energii w tych warunkach ( Krauss 87, Koźlik 1987 ). Należy podkreślić, że charakter i głębokość zmian metabolicznych w przebiegu hipotermii indukowanej zależy w dużym stopniu od stopnia wyłączenia czynności ośrodkowego układu nerwowego, co wynika ze sposobu i głębokości uśpienia. Przy stosunkowo płytkim znieczuleniu ogólnym zmiany metaboliczne są takie jakie obserwuje się podczas reakcji stresowej i polegają na wzroście stężeń WKT, glukozy i glicerolu w surowicy krwi. Przy uśpieniu głębokim nie obserwuje się zmian w poziomach tych metabolitów, a przy bardzo głębokim procesy metaboliczne przebiegają w sposób obserwowany u zwierząt zapadających w sen zimowy ( Yager 96, Cherel 95 ) 1.9. Zastosowanie hipotermii Zgodnie z prawem Van’t Hoffa Arheniusa, wraz z obniżaniem temperatury zachodzi zmniejszanie szybkości reakcji chemicznych. W granicach pomiędzy 40C a 5C szybkość reakcji zmniejsza się o połowę na każde 10C obniżenia temperatury ciała. Spowolnienie reakcji biochemicznych wywołuje zwolnienie metabolizmu tkankowego co w efekcie zmniejsza zapotrzebowanie na tlen. Konsekwencją obniżenia temperatury ciała jest zwiększenie tolerancji ustroju na niedotlenienie. Czas w którym narządy mogą funkcjonować przy zmniejszonej podaży tlenu bez wystąpienia nieodwracalnych zmian wydłuża się. Dotyczy to szczególnie tkanek o intensywnym metaboliźmie takich jak centralny układ nerwowy lub mięsień serca ( Michenfelder 91, Swain 91, Sano 92 ). Pierwsze doniesienia o zastosowaniu hipotermii jako potencjalnej metody zmniejszenia wtórnych uszkodzeń mózgu pochodzą już z lat czterdziestych ( Fay44 i 45). W 1950 roku po serii eksperymentów z ochładzaniem powierzchniowym kanadyjski badacz Biegelow sugerował możliwość klinicznego zastosowania hipotermii. Pod koniec tego roku wykazał, że można bezpiecznie zatrzymać na 15 minut krążenie krwi u psów schłodzonych do temperatury 20C ( Biegelow 50 x2 ). Stwierdzono, że hipotermia taka zmniejsza zużycie energii i zapotrzebowanie na tlen ( Rosomoff 59, Bellamy 66). Ochronne działanie hipotermii wyraża się zahamowaniem obniżania poziomu ATP, co zapobiega powstawaniu nieodwracalnych zmian w komórce ( Kaijser 85, Masuda 92, Locked 95, Portman 94 ). W latach pięćdziesiątych potwierdzono także celowość stosowania indukowanej hipotermii jako czynnika chroniącego centralny układ nerwowy przed niedotlenieniem zwłaszcza podczas operacji z zatrzymaniem krążenia ( Bigelow 1950, Rosomoff 59). W 1960 roku do praktyki klinicznej wprowadzono hipotermię głęboką połączoną z zatrzymaniem krążenia (Belamy 96, Marion 96). Hipotermia stała się wkrótce metodą powszechnie stosowaną szczególnie podczas zabiegów kardiochirurgicznych prowadzonych z zastosowaniem krążenia pozaustrojowego. Okazało się jednak, zwłaszcza w przebiegu hipotermii głębokiej ( około 15C ), że występują powikłania neurologiczne np. choreoatetoza ( DeLeon 98 ). Natomiast następstwem zaburzeń w gospodarce tłuszczowej i węglowodanowej bywało obserwowane już w latach pięćdziesiątych przez Knockera, a później przez Browna, tak znaczne nasilenie infiltracji narządów wewnętrznych przez lipidy, że prowadziło to do śmierci ustroju ( Knocker 1955, Brown 1962 ). Jak się okazało w trakcie badań eksperymentalnych najbardziej narażone na infiltrację są narządy aktywnie wychwytujące lipidy - serce, wątroba, nerki i nadnercza. Wykazano, że zmiany te pojawiały się nawet po stosunkowo krótkiej hipotermii ( 2,5 godziny w temperaturze 25 - 27C ). Powikłania będące skutkiem schładzania organizmu spowodowały, że po początkowym okresie entuzjazmu, w latach późniejszych zainteresowanie hipotermią jako metodą leczniczą zmniejszyło się ( Marion 96 ). Ponowny wzrost zainteresowania hipotermią jest obserwowany od lat 80-tych. Wiąże się on głównie z rozwojem transplantologii. Szereg ośrodków prowadziło wówczas badania nad możliwościami przechowywania narządów pobranych celem dokonania przeszczepu (Palombo 88, Shragge 81 ). W tym czasie prowadziliśmy w naszej Katedrze badania nad zmianami w poziomie substratów energetycznych ze szczególnym uwzględnieniem zmian w zawartości nukleotydów adenylowych w sercu poddanemu hipotermii i następczej reperfuzji ( Dyszkiewicz 88, Krauss 88-91 IIIx,).
