Chlad a potápění

CHLAD a POTÁPANIE

MUDr. Michal Palkovič



TERMOREGULÁCIA.

V našich podmienkach sa asi každý ponor končí nedostatkom vzduchu, alebo pocitom chladu. Práve nezadržateľnému trasu sa budem venovať v tomto článku.

Podľa štatistík každoročne až 800 rekreačných člnkárov a potápačov zomrie na následky hypotermie. Dôvodom je veľmi subjektívne pociťovaná hranica mierneho chladu a podchladenia (Harnett et al 1983).

Človek patrí medzi tzv. hemotermné organizmy. To znamená, že naše telo si stratami tepla a následnou produkciou tepla udržiava určitú rovnováhu - homeostázu. Ryby, žaby sú poikilotermné, to znamená, že teplota ich organizmu závisí od teploty okolitého prostredia - čím je teplejšie tým sú aktívnejšie.

Ľudské telo má množstvo mechanizmov, ako zabrániť nadmernému unikaniu tepla.

Človek si dokáže tvoriť teplo:
  • zmenou chemických reakcii metabolizmu si telo udržiava tzv. Basal Metabolic Rate (BMR), čo predstavuje minimálne množstvo energie, ktoré je potrebné na udržanie všetkých životne vitálnych funkcii
  • svalovou aktivitou sa produkuje teplo ako vedľajší účinok vykonanej práce (BMR sa môže zvýšiť až 5-násobne)
  • zmenou hormonálnej aktivity - stresové hormóny sympatika epinefrín a norepinefrín, a hormón štítnej žľazy tyroxín spôsobujú zvýšenie BMR a teda aj tvorby tepla
  • dietologické zmeny - príjem potravy zvyšuje metabolický obrat, ktorého vedľajší produkt je tvorba tepla
Strata tepla sa u človeka deje:
  • radiáciou (vyžarovaním)- vyžarovanie infra-červeného žiarenia. Veľkosť straty tepla závisí od gradientu medzi telom a veľkosťou okolitého prostredia (čím väčšie prostredie tým väčšie straty radiáciou). Pri potápaní sú najväčšie radiačné straty tepla čelom.
  • kondukciou (vedením) - predstavuje stratu tepla priamym kontaktom molekula -molekula. Priamo úmerne závisí od veľkosti a hustoty okolitého prostredia. Voda vedie teplo 26-krát rýchlejšie ako vzduch.
  • konvekciou (prúdením) - predstavuje pohyb molekúl z teplejšieho miesta na chladnejšie. Asi najpodstatnejší efekt straty tepla prúdením (konvekciou) je tzv. "wind chill" effect - znásobovanie strát tepla vo vetre. Závisí od tepelného gradientu a prúdenia vzduchu a vody. V stojatej vode sa ochladíte podstatne pomalšie ako v prúdiacej vode.
  • evaporáciou (odparovaním) - odparovanie potu z kože predstavuje tepelnú stratu 0.58 kcal/ml. Je priamo úmerná veľkosti odparovacej plochy a tepelnému gradientu. Jej účinkom je znižovaný veľkosťou okolitej vlhkosti vzduchu.

Človek predstavuje organizmus s najväčším počtom exokrínnych žliazok na svete. Má okolo 150-340 žliazok na každý štvorcový centimeter kože, ktoré sú ovládané sympatickým nervovým systémom. Keď sa zvyšuje teplota okolitého prostredia, termoreceptory v hypotalame dajú impulz sympatiku, ktorý cez stresové hormóny zvýši produkciu tekutín v žliazkach, čo následne zvyšuje tepelný gradient medzi kožou a okolitým prostredím.

Znížená teplota prostredia zvyšuje tepelný gradient a teda uľahčuje výdaj tepla prúdením a vyžarovaním, čo môže predstavovať až 70 percent celkového výdaja tepla organizmu. Pri normálnej teplote v pokoji preteká kožou asi päť percent cirkulujúceho objemu krvi.

Ak teplota vonkajšieho prostredia klesá:
  • rastie tepelný gradient medzi kožou a prostredím
  • zväčšujú sa straty tepla prúdením
  • zväčšujú sa straty tepla sálaním
Ako ochrana organizmu pred zvýšenými stratami tepla sa objavuje vazokonstrikcia (zúženie ciev) v koži a krv je namiesto povrchovými žilami vedená hlbokými žilami.

Periférna vazokonstrikcia (prechodné zúženie ciev) v koži je veľmi účinný ochranný prostriedok. Jeho prostredníctvom možno zredukovať tok tepla do kože a postupne znížiť kožnú teplotu a teplotný gradient medzi kožou a okolím. Tým sa dá zvýšiť izolačná kapacita kože a podkožných tkanív až šesťnásobne. Vazokonstrikcia je osobitne aktívna na prstoch rúk a nôh, kde prietok krvi môže kolísať až stonásobne. Naproti tomu cievy v tvári majú túto schopnosť obmedzenú.

Na znížení tepelnej vodivosti sa podieľa tiež hemokoncentrácia (zmenšenie množstva plazmy v cievnom riečišti), ktorá je spôsobená prechodom vody z cievneho riečišťa do medzibunkových priestorov a buniek, a zvýšená diuréza (tvorba moču). U siedmich mužov po expozícii počas 90 minút na vzduchu pri teplote 5 °C a relatívnej vlhkosti 30 percent zistili pokles objemu plazmy o 11 percent, väčšiu tvorbu moču a zvýšenú exkréciu sodíka.

Ďalším ochranným mechanizmom na udržanie telesnej teploty je zvýšenie metabolickej produkcie tepla trasom. Na vyvolanie trasovej termogenézy (tvorby tepla) je nevyhnutný súčasný pokles teploty kože a teploty krvi v mozgu. Potlačenie trasu je závislé predovšetkým od zvýšenia teploty kože. Ide o reflexný mechanizmus, ktorý spočíva v súčasnej aktivácii v podstate všetkých svalových skupín, keď sa antagonistické svaly kontrahujú navzájom proti sebe. Mechanická účinnosť je takmer nulová, ale produkcia tepla veľmi vysoká. Svalový tras môže zvýšiť produkciu tepla až štvornásobne a môže byť udržiavaný mnoho hodín. Svalový tras účinne zvyšuje teplotu telesného jadra, i keď je na úkor periférie, kde môže vzniknúť lokálne poškodenie chladom.

Obézni jednotlivci znášajú chlad lepšie ako štíhli v dôsledku nižšieho prekrvenia a lepších izolačných vlastností tukového tkaniva (Dulac, 1987; Wolff, 1985). Telesná izolácia je priamo úmerná hrúbke tukového tkaniva pod kožou (Park et al., 1984).
Dôležité je tiež množstvo tzv. hnedého tuku, ktorý produkuje veľké množstvo tepla.

Svaly podobne ako koža predstavujú dobre vodivé médium pre teplo a teda svalnatý jedinci sa podchladia rýchlejšie (Veicsteinas et al., 1982), čo sa týka hlavne pohybu - potápania, kedy sú straty ešte výraznejšie (Rennie,1988).

U detí sú väčšie straty tepla spôsobené ich väčším telesným povrchom vzhľadom na telesnú hmotnosť. Osemročný chlapec má o 36 percent väčšiu plochu telesného povrchu na kg telesnej hmotnosti v porovnaní s mladým mužom.


HYPOTERMIA.

Hypotermia je stav, pri ktorom teplota ľudského tela klesne pod 35°C, čo má za následok vznik abnormalít vo fyziologických funkciách. Z hľadiska termoregulácie sa dá ľudské telo rozdeliť na dve časti :
  • jadro - mozog, miecha, hrudník, brucho a malá panva - teplota jadra má byť 37°C
  • periféria - ruky, nohy, podkožné tkanivo a koža - táto časť zvláda dosť veľké výkyvy v teplote
Z klinického hľadiska je hypotermia klasifikovaná ako :
  • ľahká hypotermia - teplota jadra je 35°C
  • stredne ťažká hypotermia - teplota jadra je 32-35°C
  • ťažká hypotermia - teplota jadra je 27-32°C

    TEPLOTA

    TELA

    PRÍZNAKY

    LIEČBA

    35°C

    chladná modrá koža, mierny tras

    osušte sa na teplom suchom mieste, prezlečte sa do suchého oblečenia a zacvičte si

    34-35°C

    znížená citlivosť, kŕčovité stiahnutia svalov, zníženie pulz (12-36 úderov), stuhnutie svalov, zvýšenie krvného tlaku

    vypite teplé tekuté nápoje (káva, čas) výrazne osladené, urobte si horúci zábal horných a dolných končatín (teplé gumené fľaše)

    32-34°C

    neistá chôdza, malátny stav, obtiažna artikulácia

    všetko hore uvedené + zavolajte lekára

    30-32°C

    poruchy myslenia, nezrozumiteľná artikulácia, žiadne pohyby

    pacient súrne potrebuje lekársku pomoc.

    Intenzívne a okamžité oteplovanie s umelou púodporou dýchania a srdcovej činnosti.

    27-28°C

    bezvedomie, kardiorespiračné a termoregulačné zlyhanie



    K celkovému prechladnutiu môže dôjsť, ak činnosť nie je dostatočne intenzívna a trvá dlho alebo ak je chlad kombinovaný s vplyvom tzv. veterného chladu. Tak napríklad pri okolitej teplote 0 °C a rýchlosti vetra 24 km.h-1 je koža vystavená takým podmienkam a straty tepla sú také, akoby teplota vzduchu bola -10,5 °C.

    Skoré symptómy a známky hypotermie (35,5 °C a nižšie) sú:
    • trasenie
    • eufória
    • stav intoxikácie.
    Ak telesná teplota ďalej klesá, trasenie prestáva a objavuje sa letargia, svalová slabosť, dezorientácia, halucinácie a často agresivita. Pri poklese teploty jadra k 30 °C môže dôjsť k strate vedomia a poruchám srdcovej činnosti.

    Je známe, že u človeka po niekoľkodňovom pobyte v chlade mizne nepríjemný pocit zimy a rozsah teplôt, ktoré vníma ako najpríjemnejšie, klesá k nižším teplotám. Títo ľudia majú sklon menej sa obliekať. Ide o tzv. habituáciu, t. j. prispôsobenie centrálnej nervovej sústavy a zmyslových orgánov chladu. Podstata tohto javu nie je zatiaľ objasnená.


    Dôsledky a znaky hypotermie pri potápaní.

    Väčšina potápačov je ovplyvňovaná ľahkou hypotermiou (mild hypotermia), ktorá je asi najčastejším limitujúcim faktorom dĺžky ponoru v našich podmienkach potápania.

    Lekársky je ľahká hypotermia definovaná ako : zníženie teploty ľudského jadra na 35°C. Signálom je trasenie spočiatku končatín kvôli prekrveniu a neskôr celého tela. Tento chlad spôsobuje konstrikciu (stiahnutie) periférnych ciev. Z toho vyplýva, že pri pohybe chôdza spôsobuje "tŕnenie v končatinách", alebo bolesť. Postupne sa pri teplote asi 30°C ovplyvní dych, srdce a nakoniec mozog - typické je euforické pozdvihnutie vedomia.

    Potápači sú ovplyvňovaný chladom. Súbor reakcii organizmu na chlad spadá pod adaptačný mechanizmus nazývaný Diving Reflex (niekedy tiež nazývaný Diving Response). Tento reflex je už dlhšie známy u morských cicavcov (veľryby) a dôkladne preštudovaný v súvislosti s apnoe potápaním (freediving). Tento reflex je aktivovaný ponorením tváre do studenej vody. Experimentálne sa zistilo, že teplota vody - 10°C - najvýraznejšie aktivuje diving refelex - pokles srdcovej činnosti až o 40%.

    Výsledkom pôsobenia Diving Reflex-u je:
    • postupne sa znižujúca dychová frekvencia
    • bradykardia - spomalenie srdcového rytmu
    • vazokonstrukcia (zúženie ciev) - znížený prívod krvi (kyslíka a živín) do periférnych častí tela (koža, prsty, povrchové žily)
    Chladový podnet zvyšuje krvný tlak a cievnu rezistenciu (vazokonstrukciu). Najmenšie zvýšenie tlaku krvi sa zistilo u trénovaných mužov v porovnaní s chorými na koronárnu chorobu, necvičiacimi a mierne trénujúcimi mužni. Po ôsmich mesiacoch tréningu bolo zvýšenie tlaku krvi na chladový podnet vo všetkých skupinách nižšie. Adaptácia na telesnú záťaž môže teda viesť k zvýšeniu kardiovaskulárnej tolerancie na chladový stres.

    V prípade dlhšieho vplyvu chladu na ľudské telo, môže mať práve studená voda ochranný účinok pred utopením. Sú dôkazy o tom, že ľudia, ktorý sa topili v studenej vode prežili dlhšiu zástavu srdca. Predpokladá sa, že v mnohých studeno-vodných utopeniach hrá chlad cerebro-protektívnu úlohu Harry J. Kallas, MD (University of California - Davis, Sacramento).

    Medzi organy postihnuté miernou alebo vážnou hypotermiou patria:
    • srdce - bradykardia (postupné spomaľovanie pulzu)
    • pľúca - bradypnoe (postupné spomaľovanie dychov)
    • mozog - bradypsychika (postupné spomaľovanie a alternácia mentálnych funkcii, spomalenie reči)
    • statokinetický aparát - obtiaže pri chôdzi
    • krv - zmeny saturácie krvi v zmysle hyposaturácie, dehydratácia
    • lieky - nižšia teplota (nielen vo vode) znižuje účinnosť liekov
    • žalúdok - znížená motilita a teda aj schopnosť tráviť a prijímať potravu (s tým súvisí aj častá pankreatitída)
    • sliznice a nechty - fialové sfarbenie
    • iné menej dôležité vplyvy
    Ľahká hypotermia potápača ovplyvňuje:
    • poruchou citlivosti a manuálnej zručnosti
    • spomaleným reakčným časom
    • zvyšuje nástup a vplyv dusíkovej narkózy
    • hyperventilácia, ktorá môže viesť k pocitu točenia hlavy (vertigo)
    • redukuje desaturáciu dusíka, čím zvyšuje riziko dekompresnej choroby (z tohoto dôvodu treba pri tabuľkových kalkuláciách pridať k maximálnej hĺbke 4 metre)
      Keď "trasenie" tela prestane ide o znak prechodu z ľahkej do ťažkej hypotermie !!!


      Mierny stupeň hypotermie hrá úlohu v:
      • srdcovom zlyhaní (vplyvom bradykardie a arytmiam)
      • gangréne končatín (vplyvom hypoxie tkanív)
      • pankreatitída (častá príčina hypotermickej smrti u bezdomovcov)
      • edém pľúc (vyplývajúci z bradykardie a stáze krvi v malom obehu) - na to môže nasadnúť pri oslabenom imunitnom systéme zápaľ pľúc
      • obličkové obtiaže (vplyvom hyposaturácie tkanív)
      • autoimunitné reakcie - typu reumatickej artritídy
      • Raynauldov syndróm
      Raynauldov syndróm je stav, pri ktorom sa malé cievy, najčastejšie na prstoch nôh a rúk, kŕčovito sťahujú. To spôsobuje, že koža sa sfarbuje do voskovošedej farby s oranžovými, alebo modrými škvrnami. Tento syndróm sa niekedy nazýva tiež ako akrocyanóza.

      V prípade, že dôjde k bezvedomiu, resp. zástave srdcovej činnosti ihneď privolajte rýchlu lekársku pomoc a začnite s KPCR (kardio-pulmo-cerebrálnou resuscitáciou).




      Prevencia hypotermie pri potápaní.

      Tepelný straty na tele sú najsignifikantnejšie na hlave (čelo), bokoch tela a slabinách. Preto je najdôležitejšie chrániť práve tieto časti tela.

      Špeciálne v našich podmienkach je asi neodmysliteľnou súčasťou potápačskej výbavy - potápačský oblek. Najčastejšie sa používa mokrý neoprénový oblek, v ktorom je tenká vrstva vody a potu ohrievaná telom, čo zabezpečuje udržanie stálej telesnej teploty po dlhšiu dobu.

      Z hľadiska termoregulácie je dôležité aby neoprénový oblek:
      • nebol príliš tesný, čím by stlačoval väčšie cievy a cievne kapiláry v koži
      • nebol príliš veľký, čo by v lepšom prípade znamenalo, že sa pod neoprén dostane väčšie množstvo vody, ktoré trvá telu dlhšie kým sa ohreje, v horšom prípade voda pod neoprénom cirkuluje
      • hrúbka neoprénu korešponduje s plánovanou maximálnou hĺbkou ponoru (v prípade neoprénových oblekov platí, že čím hlbšie sa potápate, tým tenší neoprén bude)
      V prípade suchého obleku je v závislosti od teploty vody dôležité nahradiť tenkú vrstvu, ktorá je v mokrom obleku, nejakou tepelnou izoláciou - podoblekom. Nie je dôležité, či je to "fešný" overal , alebo klasická tepláková súprava, dôležité je, aby takýto oblek dostatočne konzervoval telesnú teplotu.

      Ďalšie dôležité pravidlá na zabránenie prechladnutia:
      • nevstupujte do vody pokiaľ ste príliš vyhriaty
      • opláchnite si telo pred vstupom do vody, čím sa schladí
      • dávajte si pozor na studené vodné prúdy a termoklíny
      • nepotápajte sa ak ste pri predošlom ponore "premrzli"
      • nepotápajte sa s plným žalúdkom
      • nezostávajte vo vode pokiaľ sa začnete triasť od zimy
      • nevstupujte do vody bez ochranného oblečenia pokiaľ je teplota vody menej ako 16°C

        Doporučená hrúbka mokrého neoprénu od teploty vody

        hrúbka mokrého neoprénu :

        teplota vody :

        mm

        rozpätie teplôt

        1.6

        24-30.5°C

        3.2

        21-30.5°C

        4.8

        18-24°C

        6.4

        10-18°C

        9.5

        7-15.5°C

        Suchý oblek

        < 15.5°C

        * telerancia chladu je rozdielna u jednotlivých potápačov, ako aj od toho, či potápač nosí kuklu. Ide len o ilustračné načrtnutie približnej závislosti.



        Niektoré faktory ovplyvňujúce rýchlosť straty tepla u ľudí:
        • teplota vody
        • okolitá teplota
        • vietor
        • vlny
        • mokré oblečenie (5x väčšie straty tepla)
        • habitus tela (štíhly, obézny)
        • pohlavie
        • vek
        • aktivita
        • strach
        • tachykardia
        Niektoré lekárske stavy ovplyvňujúce rýchlosť straty tepla u ľudí:
        • beta blokátory
        • Fenothiazíny
        • Benzodiazepíny
        • Barbituráty
        • vplyv alkoholu
        • vplyv cigariet
        • metabolický stav - funkcia štítnej žľazy
        • sepsa
        • stav výživy
        Naliatie teplej vody do suché obleka nepredstavuje pri potápaní žiaden antihypotermický efekt. Naopak naliatie teplej vody do mokrého obleku pomáha dlhšie udržať teplo. Množstvo pridanej vody by nemalo byť nejaké nadmerné.

        V určitých prípadoch pohybom vo vode dochádza k nadmernej tvorbe tepla a teda k jeho väčším stratám (Doubt & Smith,1990) v závislosti od teploty vody (Toner et al., 1985). Podľa experimentov (Craig Dvorak, 1969) sa zistilo, že pohyby rúk a nôh zabraňujú hypotermii a to hlavne u obéznejších jedincov (Pugh, et al., 1960).

        Experimenty zistili, že ženy podliehajú v kľude menej vplyvom chladnej vody (Bagian & Kaufman 1990; Bolstad et al.,1991). Ženy majú väčšiu schopnosť izolovať straty tepla, keďže majú dokonalejšiu vazokonstrikčnú schopnosť ciev (Graham 1988).

        Potápači by nemali zabúdať, že chlad spôsobuje trasenie a hyperventiláciu a teda skracuje čas pod vodou. Hyperventilácia môže mať za následok pocit krútenia hlavy pri zostupe, častejšie pri výstupe. Hrozí tu aj nebezpečenstvo "out-of-air" (dojde vzduch). Často sa stáva, že podchladený potápač je hyperventiláciou výrazne stresovaný, čo mu ďalej zvyšuje spotrebu vzduchu.

        Zaujímavé je, že podchladenie tela relatívne chráni pred dekompresnou chorobou a vzduchovou embóliou, čo však neznamená, že podchladeného pacienta s podozrením na DCS netreba počas transportu ohrievať.


        Terapia hypotermie.

        Základným pravidlom v prvotnej starostlivosti o pacienta je urobiť všetko potrebné na:
        • zamedzenie vzniku kardiorespiračného zlyhania.
        • stabilizáciu teplotu jadra tela
        • opatrný transport pacienta do lekárskeho zariadenia
        Medzi základné postupy patrí:
        • vyneste postihnutého z vody (mokrého prostredia)
        • postupujte podľa pravidiel prvotného laického vyšetrenia (dýchanie, pulz) , v prípade absencie aplikujte KPCR, aká je telesná teplota (?)
        • zamedzte ďalším stratám tepla - odstráňte mokré oblečenie, citlivo vysušte mokré časti tela, rozstrihnite, alebo inak zoblečte neoprén, zakryte miesta najväčších strát tepla (hlava, krk, boky hrudníka, slabiny)
        • citlivé a jemné zaobchádzanie s pacientom je veľmi dôležitá súčasť poskytnutia prvej pomoci - pri náhlom otepľovaní sa telo na krátku dobu, na začiatku ochladí - tzv. afterdrop, preto otepľujte pomaly a postupne.

        Afterdrop. je krátke obdobie, pri ktorom sa telesná teplota ešte zníži. Vzniká pri náhlom otepľovaní organizmu vysiela oteplená koža do mozgu signál, že chladová kríza je "zažehnaná", čo spôsobí reorganizáciu studenej krvi z povrchových štruktúr (koža) do splánchnickej oblasti (vitálne dôležité orgány - mozog, srdce, pľúca, pečeň, obličky) a ďalšie ochladenie jadra tela.

        V tomto období je organizmus veľmi vulnerabilný na vznik srdcových arytmii. Hneď po vytiahnutí postihnutého je ho potrebné umiestniť do vodorovnej pozície a odstrániť mokrý odev. Akýkoľvek namáhavý pohyb s pacientom, vstávanie, zbytočné pohyby môžu spôsobiť vznik arytmii v tomto období. Často sa stretnete s odmietavým postojom pacientov (podobne ako u pacientov s infarktom myokardu), ktorý udávajú, že im už nič nie je. Afterdrop efekt sa môže zvýrazniť pri použití cigariet., horúcich nápojov podaných naraz, alkoholu a pod. Všetky tieto látky predlžujú obdobie afterdropu. Tieto látky by sa za žiadnych okolností nemali podávať osobám s teplotou tela nižšou ako 32°C.

        V prípade, že sa dostanete do vody - či už ako potápač, alebo nie - je dobré zachovať vo vode nasledovné pozície.

        1
        HELP pozícia v prépade, že ste vo vode sám - prekrýžte ruky cez hornú časť hrudníka, tak aby lakte chránili oblasť slabín.

        2
        Pokiaľ budete viacerí vo vode obímte sa okolo pásu ako aj nohami. Pokiaľ sú medzi vami malé deti umiestnite ich do stredu.

        K ďalším doporučeniam patrí :
        • pred odchodom na more oznámte niekomu čas odchodu a predpokladaný čas príchodu
        • ostaňte blízko miesta nešťastia
        • pokiaľ nedovidíte na breh nesnažte sa plávať (konzervujte energiu, väčšie straty tepla)
        • snažte byť na najvyššom mieste v okolí (loď, ostrov, plávajúce predmety a pod.)

        REFERENCIE.

        MUDr. Viliam Bršiak, Štátny zdravotný ústav, Žilina

        Frisancho AR (1993) Human adaptation and accomodation. Ann Arbor, University of Michigan Press.

        Roberts DF (1978) Climate and human variability, 2nd ed. Menlo Park, California, Cummings Publishing Co.

        Ruff CB (1994) Morphological adaptation to climate in modern and fossil hominids. Yearbook of Physical Anthropology 37:65-107.

        1. 1. 2006 0:00:00
        DiveMed.sk

        DiveMed.sk