Wpływ wysokiej i niskiej temperatury na ciało człowieka

Organizm człowieka przystosowany jest do optymalnych dla niego warunków temperaturowych. Z reguły mieszczą się one między 20 a 30 stopniami Celsjusza. Jeżeli organizm będzie narażony na zbyt niską lub wysoką temperaturę może doprowadzić to do charakterystycznych stanów kończących się nawet śmiercią!

Człowiek narażony na zbyt wysoką temperaturę może ulec przegrzaniu, tzw. udarowi słonecznemu, a w skrajnych przypadkach również poparzeniu. Odwrotna sytuacja, a więc przebywanie w zbyt niskiej temperaturze może doprowadzić do hipotermii, a w skrajnych sytuacjach nawet do odmrożeń.

Co dzieje się z organizmem przebywającym w wysokich temperaturach?

Człowiek przebywając dłuższy czas w warunkach podwyższonej temperatury wchodzi w stan tzw. hipertermii, nazywanej również przegrzaniem. Jest to stan, w którym zaburzony jest bilans cieplny na rzecz zwiększonego przyjmowania lub zahamowanego oddawania ciepła. Do przegrzania może dojść np. w wyniku noszenia zbyt grubej odzieży w stosunku do panujących warunków, podczas zbyt intensywnych ćwiczeń czy przebywania w zbyt wysokiej temperaturze np. kopalniach czy w pobliżu ognia.

Głównymi zmianami w obrębie organizmu są zaburzenia wodno-elektrolitowe w postaci utraty NaCl. Początkowo objawia się to wymiotami, zawrotami głowy, tachykardią, podwyższonym ciśnieniem tętniczym, z czasem również drgawkami, pobudzeniem psychoruchowym, a nawet halucynacjami. Czasem w cięższych przypadkach stwierdza się niewydolność układu krążenia, prowadzącą do zapaści, a nawet zgonu. W badaniu sekcyjnym stwierdzano często pośmiertny wzrost temperatury ciała nawet do 40 stopni Celsjusza oraz płynność i zastój krwi. Do rzadkości należy hipertermia w wyniku podania znieczulenia ogólnego. Jest to wynik podrażnienia ośrodka termoregulacji, do którego dochodzi u osób nadwrażliwych.

Co wiadomo o udarze słonecznym?

W przebiegu udaru słonecznego w odróżnieniu od przegrzania dochodzi do podrażnienia opon mózgowych w wyniku zbyt długiego przebywania w miejscu nasłonecznionym. Początkowo dochodzi do osłabienia, pojawia się gorączka, przyspieszone tętno. Stwierdza się suchość skóry, objawy ogólnego wyczerpania, wymioty, nudności, z czasem również dreszcze, zawroty głowy, a nawet zaburzenia psychiczne, świadomości, aż do utraty przytomność, włącznie ze zgonem!

Silnemu przekrwieniu oraz obrzękowi ulega mózgowie, dochodzi do obrzęku opon miękkich oraz przekrwienia w obrębie skóry. W badaniu mikroskopowym mózgu uwidocznić można wakuolizację oraz autolizę komórek Purkinjego, a także krwinkotoki okołonaczyniowe w obrębie mózgu i rdzenia kręgowe.

Oparzenia i ich rodzaje

Do oparzeń dochodzi zwykle na ograniczonym obszarze skóry, rzadko dochodzi do zajęcia znacznej części ciała. Za możliwe przyczyny uważa się narażenie na płomienie, wybuchy, gorące płyny lub ciała stałe. W przypadku pożarów często wiąże się to również z ryzykiem szkodliwego wpływu dwutlenku węgla oraz czadu. W zależności od nasilenia objawów wyróżniono 4 stopnie oparzeń.

Zobacz również:

Oparzenia pierwszego stopnia wywołane są zwykle działaniem temperatury około 40-50 stopni Celsjusza. Doprowadza to do powstania rumienia skóry. Jest to wynik przekrwienia naczyń włosowatych. Na szczęście opisywane zmiany łatwo ulegają cofnięciu. Drugi stopień oparzeń wywołany jest zwykle działaniem temperatury rzędu 70-80 stopni Celsjusza. Dochodzi do powstania na skórze pęcherzy. Obejmują one zwykle warstwę powierzchowną naskórka, czasem zajmując skórę właściwą. Zmiany szybko ulegają pogorszeniu, a dodatkowo pojawia się włóknik oraz leukocytoza. W III stopniu dochodzi już do martwicy. Sięga ona już do tkanki podskórnej. Temperatura przekracza 70-80 stopni Celsjusza. Ostatni stopień, IV jest to w zasadzie zwęglenie, do którego doszło najczęściej w wyniku narażenie na płomienie.

Ułatwienie w ocenie wysokości temperatury może dać ocena włosów z miejsca oparzonego. Jeżeli dochodzi do stopnienia keratyny oraz deformacji włosa musi ona przekraczać 150 stopni Celsjusza. Podobnie pomocne w ocenie temperatury są paznokcie. W przypadku powstania pęcherzy w macierzy pod paznokciem temperatura wynosiła około 140 stopni Celsjusza. Jeżeli pęcherze dotyczą całego obszaru pod paznokciem temperatura musiała mieć około 250 stopni Celsjusza. Ich zwęglenia sugerują temperaturę około 400 stopni Celsjusza.

Wpływ niskiej temperatury na funkcjonowanie organizmu

Człowiek bardzo indywidualnie reaguje na zimno. Odporność organizmu jest zmienna, a co się z tym wiążę ma zdolność do adaptacji do obniżonej temperatury. Inaczej na niskie temperatury reagują osoby ranne, nieprzytomne, będące pod wpływem alkoholu czy zatrute. Szczególnie niebezpieczna dla człowieka pod względem utraty ciepła jest duża wilgotność, silny wiatr oraz mokra odzież.

Osoba przebywająca dłuższy czas w warunkach obniżonej temperatury w końcu doprowadza się do stanu określanego mianem hipotermii. W jej przebiegu upośledzeniu ulega utlenowanie tkanek, procesy enzymatyczne ulegają spowolnieniu, a reaktywność ośrodkowego układu nerwowego spada. Do zaburzeń dochodzi również w gospodarce wodno-elektrolitowej. Elektrolity przechodzą z krwi do tkanek, a krew z obszarów obwodowych ciała spływa do dużych pni naczyniowych. Narastanie tych zmian może doprowadzić ostatecznie do migotania komór serca, a nawet zatrzymania krążenia, co za tym idzie śmierci.

Najszybciej utrata ciepła zachodzi w wodzie. Szczególnym rodzajem stanu, w którym może znaleźć się organizm jest tzw. hibernacja. Dochodzi do niej w wyniku utraty ciepła z jednoczesnym spadkiem temperatury ciała, spowolnieniem przemian biochemicznych, a także obniżenia czynności układów krążenia i ośrodkowego układu nerwowego. Co ciekawe zjawisko to wykorzystywane jest w medycynie. Dla przykładu kardiochirurdzy są w stanie wprowadzić organizm w stan hibernacji, zyskując dzięki temu możliwość zatrzymania krążenia nawet do 40-45 minut.

Jak wygląda ciało osoby zmarłej w wyniku hipotermii?

Na ciele zauważalne są plamy opadowe, przyjmujące w tym przypadku kolor jasnoczerwony. Przekrwieniu ulegają narządy wewnętrzne, na szczytach fałdów błony śluzowej żołądka można zauważyć wybroczyny oraz nadżerki. Określa się je mianem plamek Wiszniewskiego. Trzustka często ulega krwotocznemu zapaleniu z jednoczesną martwicą w obrębie tkanki tłuszczowej. W komórkach wątroby natomiast znaczenie spada poziom glikogenu.

Odmrożenia – miejscowe działanie niskiej temperatury na tkanki

Wyróżnia się trzy stopnie odmrożeń. Pierwszy przebiega pod postacią tzw. rumienia. Zwężeniu, a następnie poszerzeniu ulegają obwodowe naczynia doprowadzając w rezultacie do zaburzeń w krążeniu miejscowym. W wyniku dłuższego przebywania w warunkach niskiej temperatury dochodzi do drugiego stopnia odmrożenia pod postacią pęcherzy na skórze. Jest to efekt uszkodzenia ścian naczyniowych oraz powstania przesięków z jednoczesnym rozwarstwieniem naskórka oraz skóry. Ostatni stopień odmrożenia przebiega pod postacią martwicy. Jest ona wynikiem długiego okresu anemizacji oraz powstawania przeciwciał mających autoagresywny wpływ na tkanki.

Dwa pierwsze stopnie, a więc rumień i pęcherze są odwracalne. Martwica niestety doprowadza do trwałych ubytków w tkankach, często kończąc się amputacją dystalnych części kończyn. Niskie temperatury mogą ponadto doprowadzić do odległych następstw w postaci osteoporozy kości, rozmiękania chrząstek nasadowych, martwicy mięśni, zaników paznokci oraz skóry, a także zmian w obrębie obwodowego układu nerwowego pod postacią zapaleń lub neuralgii.

Źródło:
Stefan Raszeja, Medycyna sądowa: podręcznik dla studentów, Państwowy Zakład Wydawnictw Lekarskich, Warszawa 1993

Autor: Piotr Kuc