Лихорадка. Этиология. Пирогены, их характеристика. Использование пирогенных препаратов в медицине
Лихорадка - типический патологический процесс, одним из признаков которого является изменение теплорегуляции и повышение температуры тела. В эволюции лихорадка возникла как реакция организма на инфекцию и потому, кроме повышения температуры тела, при этом процессе наблюдаются и другие явления, характерные для инфекционной патологии. Интоксикация и самоперегревание создают сложную картину, в которой явления повреждения сочетаются с защитными реакциями.
В норме терморегуляция осуществляется рефлекторно. На периферии (кожа, внутренние органы) имеются холодовые и тепловые рецепторы, которые воспринимают температурные колебания внешней и внутренней среды и с которых поступает информация в центр теплорегуляции, расположенный в гипоталамусе. Находящиеся здесь нейроны обладают и непосредственной чувствительностью как к теплу, так и к холоду. Интеграция температурных сигналов и температуры самого гипоталамуса формирует эффекторные импульсы, проходящие преимущественно по симпатическим нервам и определяющие состояние обмена веществ, интенсивность периферического кровообращения, дрожь, одышку. Лихорадка начинается с изменения этого рефлекторного механизма и установления температуры на другом, более высоком, уровне.
Этиология
Различают инфекционные и неинфекционные причины лихорадки. В процессе эволюции лихорадочная реакция выработалась прежде всего как ответ на проникновение в организм микроорганизмов и их токсинов. В то же время известно, что она может возникнуть и при попадании в организм веществ, не имеющих отношения к инфекции, например, при переливании крови, при введении белков и липидов с целью парентерального питания.
Пирогенные вещества. Пирогенными (жаронесущими) веществами называются такие вещества, которые, попадая в организм извне или образуясь внутри него, вызывают лихорадку. По происхождению пирогенные вещества разделяются на экзогенные (бактериальные, небактериальные) и эндогенные (лейкоцитарные), а по механизму действия – на первичные и вторичные. Первичные пирогены, проникая в организм, еще не вызывают лихорадки, а только инициируют этот процесс, побуждая собственные клетки к выработке специальных белковых веществ (вторичные пирогены), которые в свою очередь воздействуют на механизмы терморегуляции и приводят к лихорадке.
Интерес к эндотоксину резко возрос, когда было отмечено, что под его влиянием у животных и у человека облегчается течение ряда заболеваний, в том числе опухолей, сифилиса мозга и др. В связи с этим бактериальные пирогены стали применять в клинике. Трудность, однако, заключалась в том, что такие пирогены вместе с лихорадкой вызывали и явления интоксикации в виде геморрагического шока, тромбоза, поражений кожи по типу феномена Швартцмана и т. д. В связи с этим отрабатывалась такая технология получения пирогена, чтобы его благоприятное действие (пирогенное, лечебное) сохранялось, а токсическое в то же время устранялось. Это удалось только отчасти.
Исходным материалом для получения пирогенов как лекарственных средств послужили грамотрицательные бактерии. Отечественный препарат пирогенал получен из Pseudomonas aerugenosa, швейцарский пирексаль был выделен из Salmonella abortus equi. Для того чтобы вызвать лихорадку у человека, надо ввести около 1 мкг пирогенала на 1 кг массы тела. Температура повышается через 40 – 90 мин после парентерального введения пирогенала и удерживается 6-9 ч.
В последнее время пирогены получены синтетическим путем. При этом снова было установлено, что биологическая активность вещества определяется частью макромолекулы, которая получила название липоид А.
Первичные пирогены могут образовываться в самом организме, независимо от микроорганизмов (лихорадка при переломе костей, при переливании крови, при инфаркте миокарда). Эти "жаронесущие" вещества образуются при повреждении или разрушении собственных тканей и оказывают на организм действие, аналогичное действию "истинных", т. е. микробных пирогенов.
Механизм лихорадки, вызываемой микроорганизмами, продуцирующими экзотоксины (дифтерия, столбняк), еще не изучен. Вирусы, риккетсии, спирохеты также обусловливают заболевания, сопровождающиеся повышением температуры, но наличие пирогена в них не установлено.
Типы температурных кривых . Температурная кривая при лихорадке всегда состоит из трех частей – подъема, удержания и „снижения, но каждая из них, как и кривая в целом,, может иметь свои особенности, которые информируют врача о состоянии больного и имеют дифференциально-диагностическое значение.
На характер температурной кривой могут влиять биологические особенности возбудителя, например цикличность его развития в крови. В этом отношении показательна температурная кривая при малярии (febris intermittens). Так, при трехдневной малярии (malaria tertiana) приступы лихорадки возникают через день, в соответствии с чем температура резко повышается и удерживается на высоте в период от 30 – 60 мин до 2 – 3 ч, а затем возвращается к исходному уровню и даже может быть ниже его (рис. 16.5).
Зависимость температурной кривой от возбудителя хорошо прослеживается также на примере лихорадки при возвратном тифе (febris recurens). Спирохета Обермейера при этом фагоцитируется макрофагоцитами и размножается в них. По мере накопления в клетках, спирохеты прорывают барьер мононуклеарных фагоцитов и заполняют кровь. Этому способствует очередной приступ лихорадки, продолжающийся 6-8 дней, после чего температура критически снижается и наступает период апирексии, который также длится 6-8 дней. Приступы могут повторяться.
При крупозном воспалении легких температурная кривая сначала резко поднимается, удерживается в течение 7-9 дней, колеблясь в пределах одного градуса, а затем резко снижается (febris continua). При сепсисе (febris hectica) суточные колебания температуры достигают 2-3°С.
Лихорадочные биоритмы зависят не только от возбудителя болезни, но и от организма больного, от способности его иммунной системы отвечать на антигенные стимулы, от состояния нервной и эндокринной системы, обмена веществ. Следует отметить, что в связи с применением антибиотиков и других препаратов, температурные кривые в значительной степени утратили свою типичность.
Гипертермия и ее отличие от лихорадки. От лихорадки следует отличать перегревание или гипертермию. В этих случаях одинаков только конечный результат, проявляющийся повышением температуры тела. Механизм этих состояний не только различен, но прямо противоположен. Во-первых, при перегревании отсутствует влияние пирогенного вещества, а повышение температуры тела является результатом либо внешнего воздействия, ограничивающего теплоотдачу, либо первичного нарушения работы гипоталамуса resp. теплового центра. Перегревание организма в результате задержки тепла в организме наблюдается на производствах с высокой температурой окружающей среды или в районах с жарким климатом. В этих случаях ему способствует усиление теплопродукции в связи с мышечной работой.
Компенсация при перегревании заключается в преодолении трудностей в отношении выделения тепла и сохранения теплового гомеостаза. Так как при температуре окружающей среды около 33°С отдача тепла излучением и конвекцией практически прекращается, то этот процесс может осуществляться только путем испарения пота и влаги с дыхательных путей. Однако при высокой влажности окружающего воздуха это тоже становится невозможным, все компенсаторные механизмы оказываются неэффективными, и температура тела повышается, однако это состояние не является лихорадкой.
Температура тела может повышаться и без воздействия средовых факторов в результате первичного нарушения работы теплового центра. Такие случаи наблюдаются при патологии головного мозга, опухолях, травмах, кровоизлияниях, инфекциях и т. д., что известно в клинике как "гипертермический синдром".
Лихорадка как комплексная температурная и нетемпературная реакция на интерлейкин-1. Лихорадка – патологический процесс, в который вовлечена не только система терморегуляции, но и другие системы, прежде всего иммунная. Это становится понятным, если учесть, что лихорадка в эволюции возникла как реакция на инфекцию. Обращает на себя внимание также связь между лихорадкой и воспалением. Можно даже сказать, что лихорадка, иммунитет (аллергия) и воспаление представляют собой своеобразную триаду, определяющую ответ на действие микроорганизма (ответ "острой фазы")- Связь между этими тремя реакциями столь тесная, что отдельно они не существуют, а развившись, поддерживают друг друга.
Когда в организм проникает микроорганизм и из него освобождается токсин (он же пироген), то на последний реагируют макрофаги, которые в ответ на этот специфический стимул вырабатывают и выделяют интерлейкин-1. У него, кроме теплового центра, имеется много других мишеней, в том числе системы, ответственные за иммунитет и за воспаление. На рис. 16.8 представлены описанные связи. Как видно, ИЛ-1 действует на лимфоциты Т и В, стимулируя их к делению и выработке антител, а также лимфокинов. Вторая мишень ИЛ-1 – гепатоциты, которые в ответ на стимул синтезируют и секретируют в кровь различные белки, в том числе церулоплазмин, С-реактивный белок, фибриноген и т. д. Фибробласты реагируют пролиферацией, синтезом коллагена, простагландинов. Эндотелиоциты в этой ситуации больше вырабатывают факторов коагуляции, простагландинов. Есть мишени, которые на ИЛ-1 реагируют иначе. В мышцах наблюдается протеолиз, в хондроцитах усиливается продуцирование коллагеназы и разрушается хрящевая ткань.
В мозге и в цереброспинальной жидкости при лихорадке увеличивается количество бета-эндорфина. С этим связывают появление сонливости, бредовых симптомов, наблюдающихся при лихорадке. Боли в мышцах и суставах тоже объясняют действием ИЛ-1.
Изменения в органах и системах при лихорадке. Кроме расстройств терморегуляции, при лихорадке наблюдается и целый ряд других, нетемпературных изменений, в том числе нарушения обмена веществ, сердечно-сосудистой и дыхательной систем, секреторных и экскреторных функций. Возникает целый комплекс явлений, и трудно различить, какое из них зависит от влияния пирогена, интерлейкина-1 и непосредственно от болезни (пневмония, инфаркт, гепатит), при которой возникла лихорадка.
Наиболее отчетливые изменения при этом наблюдаются в системе кровообращения. По правилу Либермейстера, повышение температуры на 1°С сопровождается учащением пульса на 8 – 10 ударов. Поскольку локальное согревание узла – водителя ритма сердца сопровождается учащением сокращений сердца, то этим объясняют и тахикардию при лихорадке. Кроме того, имеет значение повышение тонуса симпатических нервов. Ударный и минутный объем крови увеличиваются. В I стадии лихорадки артериальное давление может повышаться, происходит сужение сосудов кожи и их расширение во внутренних органах. В III стадии при критическом снижении температуры может наступить коллапс вследствие резкого снижения тонуса артерий.
Следует отметить, что тахикардия при лихорадке отмечается не всегда. При некоторых инфекционных заболеваниях температура повышается и в то же время наблюдается брадикардия. Примером этого являются брюшной и возвратный тиф – заболевания, протекающие с сильной интоксикацией, когда сердце реагирует не столько на высокую температуру, сколько на действие токсических веществ экзогенного и эндогенного происхождения.
Внешнее дыхание в I стадии лихорадки несколько замедляется. В дальнейшем, при достижении максимальной температуры, дыхание учащается, иногда в 2 – 3 раза. Поскольку при этом глубина дыхания уменьшается, то легочная вентиляция существенно не изменяется. Нарушение частоты дыхания является следствием повышения температуры головного мозга, которое вызывает учащение дыхания (полипноэ).
Система пищеварения при лихорадке подвергается значительным изменениям – угнетается отделение слюны (язык сухой, обложенный), уменьшается количество и снижается кислотность желудочного сока, ухудшается аппетит. Однако выраженность этих явлений неодинакова и в значительной степени зависит от характера заболевания. Например, при гриппе эти изменения менее выражены, чем при брюшном тифе.
Сравнивая нарушения, обусловленные действием высокоочищенных бактериальных пирогенов и естественным развитием инфекционной болезни, П. Н. Веселкин полагает, что изменения в пищеварительной системе вызваны не столько лихорадкой, сколько голоданием, интоксикацией и нетермогенным влиянием бактериальных токсинов.
Лихорадка сопровождается изменениями эндокринной системы – активизируется система гипофиз – надпочечные железы, наблюдаются признаки стресса. При инфекционной лихорадке усиливается выброс гормонов щитовидной железы, что обеспечивает повышение основного обмена.
В центральной нервной системе наблюдаются изменения возбудительных и тормозных процессов. На электроэнцефалограмме появляется медленный альфа-ритм, характерный для торможения коры большого мозга. При введении пирогенов у человека могут отмечаться бессонница, чувство разбитости, усталость, головная боль. При инфекционных заболеваниях все эти явления протекают значительно тяжелее: с потерей сознания, бредом, галлюцинациями. Так как эти явления наблюдаются и при умеренном повышении температуры, то они, очевидно, связаны не столько с повышением температуры, сколько с интоксикацией.
Основной обмен при лихорадке повышен, хотя прямая связь между активизацией обмена и повышением температуры отсутствует. Азотистый баланс при ряде инфекционных заболеваний становится отрицательным.
Для лихорадки характерно изменение водно-электролитного обмена. В I стадии наблюдается увеличение диуреза вследствие повышения артериального давления и прилива крови к внутренним органам. Во II стадии, в результате усиления продуцирования альдостерона, в тканях задерживается натрий, а следовательно и вода. Диурез уменьшен. В III стадии увеличивается выведение хлоридов, в том числе натрия хлорида, вода "покидает" ткани, увеличивается количество мочи и пота.