Toplinske bolesti obuhvaćaju niz poremećaja različite težine, od mišićnih grčeva i toplinske iscrpljenosti do toplinskog udara (koji je životno ugrožavajuće hitno stanje). Iako se mogu spriječiti, toplinske bolesti pogađaju tisuće ljudi svake godine u SAD-u i mogu biti smrtonosne; drugi su vodeći uzrok smrti kod mladih sportaša. Kada se ne liječe brzo i učinkovito, smrtnost doseže 80%.
Bolesnici s toplinskom iscrpljenošću zadržavaju sposobnost otpuštanja topline i imaju normalnu funkciju SŽS-a. U toplinskom udaru kompenzacijski mehanizmi za otpuštanje topline zakazuju (iako znojenje još uvijek može biti prisutno), a funkcija SŽS-a je oštećena. Toplinski udar treba uzeti u obzir u bolesnika s hipertermijom i promijenjenom sviješću ili drugom disfunkcijom SŽS-a, bez obzira na znojenje.
Patofiziologija
Pregled toplinskih bolesti
Toplina dolazi od
Otpuštanje topline odvija se putem kože:
-
Zračenje: prijenos topline tijela izravno u hladniji okoliš procesom infracrvenog zračenja, koji ne zahtijeva kretanje zraka ili izravni kontakt.
-
Isparavanje: hlađenje isparavanjem vode (npr. znojenjem)
-
Konvekcija: prijenos topline na hladniji zrak (ili tekućinu) koji prelazi preko gole kože
-
Provođenje: prijenos topline s toplije na hladniju površinu koje su u izravnom kontaktu
Svaki od ovih mehanizama ovisi o temperaturi i vlažnosti okoliša. Kada je temperatura okoliša niža od tjelesne temperature, zračenje doprinosi hlađenju s 65%. Isparavanje normalno osigurava 30% hlađenja, a izdisanje te proizvodnja mokraće i fecesa doprinose oko 5%.
Pri temperaturi okoliša > 35 °C isparavanje gotovo u cijelosti pridonosi otpuštanju topline jer drugi mehanizmi funkcioniraju samo kada je temperatura okoliša niža od tjelesne temperature. Međutim, učinkovitost znojenja je ograničena. Znoj koji kaplje s kože ne isparava i ne doprinosi hlađenju. Učinkovitost znojenja također je ograničena površinom tijela i količinom vlage. Kada je vlažnost zraka > 75%, gubitak topline isparavanjem znatno se smanjuje. Dakle, ako su temperatura i vlažnost okoliša previsoki, gube se svi mehanizmi otpuštanja topline, što znatno povećava rizik od toplinske bolesti.
Tijelo može kompenzirati velike varijacije toplinskog opterećenja, no značajno i dugotrajno izlaganje toplini koje prelazi kapacitete otpuštanja topline povećava unutarnju temperaturu tijela. Umjerena, prolazna povišenja unutarnje temperature podnošljiva su, no visoke vrijednosti (> 41 °C) dovode do denaturacije bjelančevina te, osobito prilikom napornog rada na vrućini, otpuštanja upalnih citokina (npr. TNF-α, IL-1β). Zbog toga dolazi do stanične disfunkcije i pokretanja upalne kaskade, što remeti funkciju većine organa i pokreće koagulacijsku kaskadu. Ova patofiziološka zbivanja slična su onima u sindromu višeorganskog zatajenja uslijed protrahiranog šoka.
Kompenzacijski mehanizmi uključuju odgovor akutne faze citokinima koji moduliraju upalni odgovor (npr. stimulirajući produkciju bjelančevina koje smanjuju stvaranje slobodnih radikala i inhibiraju otpuštanje proteolitičkih enzima). Povišena unutarnja temperatura tijela potiče produkciju bjelančevina toplinskog šoka. Ove bjelančevine prolazno olakšavaju podnošenje topline na nedovoljno razjašnjen način (npr. možda sprječavaju denaturaciju bjelančevina) i upravljaju kardiovaskularnim odgovorom. Kod dugotrajnog ili ekstremnog povišenja temperature kompenzacijski mehanizmi bivaju nadvladani ili ne djeluju, što omogućuje pojavu upale i višeorganskog zatajenja.
Na otpuštanje topline utječu promjene u kožnom protoku krvi i stvaranju znoja. Pri normalnim temperaturama protok krvi kroz kožu iznosi 200 do 250 ml/min, ali se kod toplinskog stresa povećava na 7 do 8 L/min, za što je potreban pojačan rad srca. Također, toplinski stres povećava proizvodnju znoja od zanemarive do > 2 L/h; iako to olakšava hlađenje, znatno pridonosi dehidraciji. Pri vrlo vrućem i suhom zraku znatno znojenje može biti nezamjetno zbog brzog isparavanja s površine kože. Uz proizvodnju znoja veću od 2 L na sat, dehidracija može nastupiti vrlo brzo. Budući da znoj sadrži elektrolite, gubitak može biti znatan. Međutim, dugotrajno izlaganje pokreće fiziološke promjene kojima se tijelo prilagođava toplinskom opterećenju (aklimatizacija); primjerice, razina Na u znoju neaklimatiziranih osoba iznosi 40 do 100 mmol/L, dok se u aklimatiziranih osoba smanjuje na 10 do 70 mmol/L.
Etiologija
Pregled toplinskih bolesti
Toplinski poremećaji uzrokovani su nekom kombinacijom povećanog unosa topline i smanjenog otpuštanja topline (vidjeti tablicu Česti čimbenici koji doprinose toplinskim poremećajima).
Pretjerano stvaranje topline nastaje zbog povećanog tjelesnog napora, visoke temperature okoliša ili oboje. Medicinski poremećaji i uporaba stimulirajućih lijekova mogu povećati proizvodnju topline.
Otežano hlađenje može biti posljedica pretilosti, visokih temperatura i vlažnosti okoliša, nošenja neadekvatne odjeće i svega što narušava znojenje ili isparavanje znoja.
Klinički učinci toplinske bolesti pogoršavaju se sljedećim:
-
Nemogućnost toleriranja povećanih kardiovaskularnih potreba (npr. zbog starenja, zatajenja srca, kronične bubrežne bolesti, bolesti dišnih organa, zatajenja jetre)
-
Dehidracija
-
Poremećaj elektrolita
-
Uporaba određenih lijekova (vidjeti tablicu Česti čimbenici koji doprinose toplinskim poremećajima)
Starije osobe i vrlo mala djeca imaju povećan rizik. Starije osobe imaju veći rizik zbog korištenja lijekova, većeg stupnja dehidracije i rizika od zatajenja srca te s dobi povezanog gubitka bjelančevina toplinskog šoka. Djeca imaju visok rizik zbog većeg omjera tjelesne površine i mase (što rezultira većim primanjem topline iz okoline), ali i smanjene produkcije znoja. Djeca se teže aklimatiziraju i imaju smanjen odgovor na žeđ. Starije osobe i djeca mogu biti slabije pokretni, zbog čega im treba dulje da napuste opasan okoliš.
Česti čimbenici koji doprinose toplinskim poremećajima
Prevencija
Pregled toplinskih bolesti
Liječnici trebaju preporučiti sljedeće mjere (1) za sprječavanje toplinskih bolesti:
-
Za jako vrućeg vremena starije osobe i vrlo mala djeca ne bi trebali boraviti u neprozračenim prostorima bez klima uređaja.
-
Djecu se ne smije ostavljati u automobilima na suncu.
-
Ako je moguće, treba izbjegavati tjelesne napore u vrlo vrućem ili loše prozračenom okruženju i ne smije se nositi debela, izolirajuća odjeća.
-
Dehidracija se može pratiti gubitkom težine nakon vježbanja ili fizičkog rada; osobe koje izgube 2 do 3% tjelesne težine treba podsjetiti da piju više tekućine te bi prije ponovnog fizičkog napora sljedećih dana trebale biti unutar 1 kg početne težine. Ako osoba izgubi > 4%, aktivnost treba ograničiti na 1 dan.
-
Ako se napor u vrućem okolišu ne može izbjeći, tekućinu (koja se često neprimjetno gubi na vrlo vrućem i vrlo suhom zraku) treba nadomjestiti čestim uzimanjem vode, a isparavanje treba olakšati nošenjem lagane, mrežaste odjeće ili korištenjem ventilatora.
Hidracija
Održavanje odgovarajuće razine tekućine i natrija sprječava toplinske bolesti. Žeđ je loš pokazatelj dehidracije i potrebe za nadoknadom tekućine tijekom napora jer se ne javlja dok osmolalnost plazme ne dosegne 1 do 2% iznad normalne. Bez obzira na žeđ, svakih nekoliko sati treba piti. Budući da je maksimalna apsorpcija vode u crijevima oko 20 ml/min (1200 ml/h, što je manje od gornje granice znojenja od 2000 ml/h), produljeni napor koji uzrokuje vrlo velik gubitak znoja zahtijeva odmor koji smanjuje stopu znojenja i omogućuje vrijeme za rehidraciju.
Najbolja tekućina za hidraciju ovisi o očekivanom gubitku vode i elektrolita, što ovisi o trajanju i stupnju napora, okolišnim čimbenicima te o tome je li osoba aklimatizirana. Za maksimalnu apsorpciju tekućine napitak koji sadrži ugljikohidrate apsorbira se i do 30% brže od obične vode. Najbrže se apsorbiraju napitci koji sadrže 6 ili 7% ugljikohidrata. Veće koncentracije ugljikohidrata treba izbjegavati jer mogu uzrokovati grčeve u želucu i odgođenu apsorpciju. Međutim, za većinu situacija i aktivnosti obična voda prikladna je za hidraciju ako se izbjegava prekomjeran unos. Značajna hiponatremija zabilježena je u izdržljivih sportaša koji vrlo često piju čistu vodu prije, tijekom i nakon vježbanja bez nadoknade gubitaka natrija. Posebne otopine za hidraciju (npr. sportski napitci) nisu potrebne, no njihov okus povećava konzumaciju, a nizak sadržaj soli prikladan je kod velikih potreba za tekućinom.
Radnici, vojnici, izdržljivi sportaši ili druge osobe koje se obilno znoje mogu izgubiti ≥ 20 g Na/dan, što povećava učestalost grčeva; takve osobe trebaju nadoknaditi gubitak natrija unosom hrane i tekućina. U većini situacija konzumiranje slane hrane je dovoljno; osobe na prehrani s niskim unosom soli trebale bi povećati unos soli. U ekstremnim okolnostima (npr. produljeni napor neaklimatiziranih osoba) može se koristiti oralna otopina soli. Idealna koncentracija je 0,1% NaCl, što se može pripraviti otapanjem tablete od 1 g soli ili jedne četvrtine žličice kuhinjske soli u litri (ili četvrtini galona) vode. Ovu otopinu treba piti u umjerenim i ekstremnim okolnostima. Ne preporučuje se gutati neotopljene tablete soli. One nadražuju želudac, mogu izazvati povraćanje i ne liječe osnovnu dehidraciju.
Aklimatizacija
Postupno povećanje razine i količine rada na vrućini konačno dovodi do aklimatizacije, što omogućuje siguran rad na temperaturama koje se prethodno nisu mogle podnijeti ili su bile životno ugrožavajuće. Da bi se postigla maksimalna korist, aklimatizacija obično zahtijeva boravak od 8 do 11 dana u toplom okruženju sa svakodnevnim vježbanjem (primjerice, 1 do 2 sata/dan s povećanjem intenziteta iz dana u dan). Aklimatizacijom se znatno povećava izlučivanje znoja (a time i hlađenje tijela) pri određenom stupnju aktivnosti, a znatno smanjuje količina elektrolita u znoju. Ljudi koji nisu aklimatizirani imaju veću vjerojatnost da će tijekom dugotrajnog napora razviti toplinske grčeve ili druge toplinske bolesti i možda će morati povećati unos natrija.
Umjerenost razine aktivnosti
Kada je to moguće, ljudi bi trebali prilagoditi svoju razinu aktivnosti uvjetima okoliša i dostupnoj zaštitnoj opremi (npr. protupožarnoj ili kemijskoj zaštitnoj odjeći) koja se mora nositi. Razdoblje rada treba skratiti i povećati vrijeme odmora kada
Najbolji pokazatelj toplinskog stresa u okolišu je temperatura vlažnog termometra (TVT), koju naširoko koriste vojska, industrija i sport. Osim temperature, TVT odražava učinke vlage, vjetra i Sunčeva zračenja. TVT se može koristiti kao vodič za preporučenu aktivnost (vidjeti tablicu Temperatura vlažnog termometra i preporučene razine aktivnosti).
Iako je TVT složen i možda nije dostupan, može se procijeniti samo na temelju temperature i relativne vlažnosti u sunčanim uvjetima i kada je vjetar slab (vidjeti sliku Temperatura vlažnog termometra na temelju temperature i relativne vlažnosti).
Temperatura vlažnog termometra na temelju temperature i relativne vlažnosti
 |
|
Vrijednosti su izvedene iz približne formule koja ovisi o temperaturi i vlažnosti i koja vrijedi za uvjete jakog sunca i blagog vjetra. Toplinski stres može biti precijenjen u drugim uvjetima.
|
Temperatura vlažnog termometra i preporučene razine aktivnosti
|
Temperatura °C (°F)
|
Preporuke
|
|
≤ 15,6 (≤ 60)
|
Nema mjera opreza
|
|
> 15,6 do 21,1 (> 60 do 70)
|
Nema mjera opreza ako je održana odgovarajuća hidracija.
|
|
> 21,1 do 23,9 (> 70 do 75)
|
Neaklimatizirani: izbjegavati planinarenje, sport i izlaganje suncu
Aklimatizirani: dopuštena teška do umjerena aktivnost uz oprez
|
|
> 23,9 do 26,7 (> 75 do 80)
|
Neaklimatizirani: ograničiti vježbanje
Aklimatizirani: vježbanje uz oprez; razdoblja odmora i pauze za vodu svakih 20 do 30 minuta
|
|
> 26,7 do 31,1 (> 80 do 88)
|
Neaklimatizirani: izbjegavati aktivnosti
Aklimatizirani: dopuštena kratkotrajna aktivnost samo ako su u dobroj formi
|
|
≥ 31,1 (> 88)
|
Izbjegavati aktivnosti i izlaganje suncu
|
Literatura
-
1. Lipman GS, Gaudio FG, Eifling KP, et al: Wilderness Medical Society clinical practice guidelines for the prevention and treatment of heat illness: 2019 Update. Wilderness Environ Med. 30(4S):S33-S46, 2019. doi: 10.1016/j.wem.2018.10.004
Ključne točke
-
Kada je temperatura okoline > 35 °C, hlađenje uglavnom ovisi o isparavanju, ali kada je vlažnost zraka > 75%, isparavanje se znatno smanjuje, tako da je u uvjetima visoke temperature i vlažnosti rizik od toplinske bolesti visok.
-
Među mnogim čimbenicima rizika za toplinske bolesti su određeni lijekovi i poremećaji (uključujući one koji remete ravnotežu elektrolita ili smanjuju kardiovaskularnu rezervu) te visoka životna dob.
-
Prevencija uključuje uobičajene mjere opreza te održavanje i nadoknadu tekućine i natrija.
-
Aklimatizacija, koja zahtijeva svakodnevno vježbanje tijekom 8 do 11 dana, smanjuje rizik od toplinskih bolesti.
-
Razinu aktivnosti treba ograničiti kako se povećavaju temperatura, vlažnost, sunčeva svjetlost te količina odjeće ili opreme, a smanjuje kretanje zraka.