74_

XIII

S đi u nhi t c a cơ th và s t.

NHI T Đ BÌNH THƯ NG C A CƠ TH

nhi t m t đi và cơ ch ki m soát s sinh và m t nhi t này c a cơ th .

Nhi t đ trung tâm và nhi t đ da c a cơ th . Nhi t đ

c a các mô sâu trong cơ th - ”lõi” c a cơ th thư ng r t h ng đ nh, trong kho ng +1oF(+0,6oC), ngo i tr khi cơ th b s t. Th c v y, m t ngư i kh a thân có th ti p xúc v i nhi t đ th p đ n 55oF ho c cao đ n 130oF trong không khí khô mà v n duy trì đư c nhi t đ trung tâm g n như không đ i. Cơ ch c a s đi u ch nh nhi t đ cơ th đ i di n cho m t h th ng đi u khi n đư c thi t k r t tuy t v i. Trong chương này chúng ta s th o lu n v h th ng này khi nó ho t đ ng lúc cơ th kh e m nh và b b nh.

Nhi t đ da, trái ngư c v i nhi t đ trung tâm, tăng gi m theo nhi t đ môi trư ng xung quanh. Nhi t đ c a da r t quan tr ng khi ta nói đ n kh năng t a nhi t ra môi trư ng xung quanh c a da.

Nhi t đ trung tâm bình thư ng. Không có m t nhi t đ

trung tâm nào đư c cho là bình thư ng b i vì k t qu đo trên r t nhi u ngư i kh e m nh cho th y có m t kho ng giá tr nhi t đ bình thư ng đư c đo qua đư ng mi ng, xem hình minh h a 74-1, t th p hơn 97oF(36oC) đ n cao hơn 99,5oF ( 37,5oC). Nhi t đ trung tâm trung bình thư ng trong kho ng t 98oF –98,6oF khi đo qua đư ng mi ng và cao hơn 1oF khi đo qua đư ng tr c tràng.

Nhi t đ cơ th tăng lên khi t p luy n và thay đ i theo nhi t đ môi trư ng xung quanh b i vì cơ ch đi u ch nh nhi t đ là không hoàn h o. Khi nhi t đ s n sinh quá m c trong cơ th b i các bài t p g ng s c, nhi t đ có th tăng cao t m th i t i 101 oF – 104oF. Ngư c l i khi cơ th ti p xúc v i l nh c c đ , nhi t đ có th gi m xu ng dư i 96oF.

NHI T Đ CƠ TH ĐƯ C KI M SOÁT B I S CÂN B NG GI A SINH NHI T VÀ M T NHI T. Khi m c nhi t sinh ra trong cơ th cao hơn m c nhi t m t đi, nhi t s tích lũy trong cơ th và nhi t đ c a cơ th tăng lên. Ngư c l i, khi nhi t m t đi nhi u hơn, c nhi t cơ th và nhi t đ c a cơ th đ u gi m. H u như ph n còn l i c a chương này s liên quan đ n s cân b ng gi a nhi t sinh ra và

S

SINH NHI T

Nhi t sinh ra ch y u là s n ph m c a chuy n hóa. Trong chương 73, tóm t t v năng lư ng c a cơ th , chúng ta đã th o lu n v các y u t khác nhau quy t đ nh đ n t l sinh nhi t, g i là m c chuy n hóa c a cơ th . Nh ng y u t quan tr ng nh t đư c li t kê l i dư i đây: (1) M c chuy n hóa cơ s c a m i t bào c a cơ th (2) M c chuy n hóa thêm t o nên b i ho t đ ng c a cơ, bao g m s co cơ gây ra b i run cơ (3) Chuy n hóa thêm b i tác d ng c a thyroxine ( to a lesser extent , các hormon khác ví d GH và testosteron) lên t bào; (4) Chuy n hóa thêm t o ra b i tác d ng c a epinephrine, norepinephrin và kích thích giao c m lên t bào; (5) chuy n hóa thêm t o ra b i tăng ho t đ ng hóa h c c a t bào, đăc bi t là khi nhi t đ c a t bào tăng lên, và (6) chuy n hóa thêm c n cho tiêu hóa,h p th và d tr th c ăn( tác d ng nhi t c a th c ăn) S M T NHI T H u h t nhi t s n sinh trong cơ th đư c sinh ra t các cơ quan sâu, đ c bi t là gan, não, tim và cơ xương trong khi t p luy n. Nhi t này đư c v n chuy n t nh ng cơ quan và mô sâu đ n da, r i t da m t ra không khí và môi trư ng xung quanh khác. Vì v y, m c nhi t m t đư c xác đ nh h u như hoàn toàn b i 2 y u t : (1) nhi t có th đư c truy n t nơi nó đư c sinh ra trung tâm cơ th đ n da nhanh như th nào và (2) nhi t có th đư c v n chuy n t da ra môi trư ng xung quanh nhanh như th nào?. Chúng ta hãy b t đ u b ng vi c th o lu n v h th ng cách nhi t trung tâm t b m t da.(the system that insulates the core from the skin surface.)

H th ng cách nhi t c a cơ th Da, mô dư i da và đ c bi t là l p m dư i da ho t đ ng cùng nhau như là m t t m cách nhi t cho cơ th .

L p m là quan tr ng b i kh năng d n nhi t c a nó ch b ng 1/3 so v i các mô khác. Khi không có máu ch y t các cơ quan bên trong t i da

911

Unit XIII Metabolism and Temperature Regulation

T p luy n n ng, xúc đ ng

°F

°C

104

40

102

39

M t s ngư i l n bình thư ng Nhi u tr năng đ ng Gi i h n bình thư ng thông thư ng Sáng s m, th i ti t l nh v.v...

100

38 37

98

Tr c tràng

Xúc đ ng ho c các bài t p trung bình M t s ngư i l n bình thư ng Nhi u tr năng đ ng Gi i h n bình thư ng thông thư ng Sáng s m Th i ti t l nh, v.v...

Hình 74-1. Ư c lư ng kho ng nhi t đ bình thư ng c a trung tâm cơ th . (Modified from DuBois EF: Fever. Springfield, IL: Charles C. Thomas, 1948.)

Bi u

7

T p luy n n ng

36 96

Giãn m ch 8

Th i nhi t qua da (x M c đ co m ch)

Mi ng

6 5 4 3 2

Co

m ch

1 0 50

60 70 80 90 100 110 120 Nhi t đ c a môi trư ng (o F)

Hình 74-3. nh hư ng c a s thay đ i nhi t đ môi trư ng đ n s d n nhi t t trung tâm cơ th ra b m t da. (Modified from Benzinger TH: Heat and Temperature Fundamentals of Medical Physiology. New York: Dowden, Hutchinson & Ross, 1980.)

bì

Mao m ch H bì

Đ ng m ch Tĩnh m ch Đám r i TM Ch n i đ ng tĩnh m ch

Mô dư i da

Đ ng m ch Figure 74-2.

Tu n hoàn

da

đ c tính cách nhi t c a m t cơ th nam gi i bình thư ng bă ng kho ng 1/2 đ n 3/4 tính cách nhi t c a b qu n áo thông thư ng. ph n , đ c tính này th m chí t t hơn.

S cách nhi t dư i da là m t bi n pháp hi u qu đ duy trì nhi t đ trung tâm bình thư ng, cho dù nó cho phép nhi t đ c a da g n như b ng v i nhi t đ môi trư ng xung quanh.

Dòng máu t trung tâm cơ th t i da cung c p s truy n nhi t

Các m ch máu đư c phân b d i dào dư i da. Đ c bi t quan tr ng là m ng lư i (đám r i) tĩnh m ch liên t c đư c cung c p b i dòng máu t các mao m ch da, xem hình 74-2. Nh ng vùng cơ th h nhi u nh t - bàn tay, bàn chân, và tai - các m ng lư i (đám r i) đư c cung c p máu tr c ti p t các ti u đ ng m ch qua ch n i đ ng tĩnh m ch cơ cao.

Lư ng máu đ n m ng lư i tĩnh m ch da có th thay đ i r t l n, t g n b ng không cho đ n l n b ng 30% t ng cung lư ng tim. Lư ng máu t i da l n làm cho nhi t đư c truy n t trung tâm cơ th đ n da r t hi u qu , trong khi s gi m lư ng máu t i da có th làm gi m r t ít s d n nhi t t trung tâm cơ th .

Hình 74-3 cho th y m c nh hư ng c a nhi t đ môi trư ng đ n s d n nhi t t

912

trung tâm đ n b m t da và ra không khí, cho th y kh năng d n nhi t tăng lên kho ng 8 l n gi a tr ng thái co m ch hoàn toàn và giãn m ch hoàn toàn.

Vì v y, da là m t h th ng “b c x nhi t” đư c ki m soát hi u qu , và dòng máu t i da là m t cơ ch hi u qu nh t đ truy n nhi t t trung tâm cơ th đ n da.

Ki m soát s d n nhi t đ n da b i h th n kinh giao c m.

S d n nhi t đ n da qua máu đư c ki m soát b i m c đ co m ch c a các ti u đ ng m ch và ch n i đ ng tĩnh m ch mà cung c p máu cho đám r i tĩnh m ch c a da. S co m ch này đư c ki m soát h u như hoàn toàn b i h th n kinh giao c m trong đáp ng v i s thay đ i c a nhi t đ trung tâm cơ th và nhi t đ c a môi trư ng xung quanh.Đi u này đư c bàn đ n sau trong chương liên quan đ n đi u hòa nhi t đ cơ th b i vùng dư i đ i.

Các phương th c m t nhi t cơ b n t b m t da.

Các phương th c m t nhi t t da đ n môi trư ng xung quanh khác nhau đư c cho th y hình 74-4. Bao g m b c x nhi t, d n truy n nhi t và bay hơi nư c đư c gi i thích bên dư i.

B c x nhi t làm m t nhi t dư i d ng tia h ng ngo i.

Như ta th y trong hình 74-4, m t ngư i kh a thân ng i trong m t căn phòng có nhi t đ bình thư ng, kho ng 60% lư ng nhi t m t là do b c x nhi t.

H u h t tia h ng ngo i (1 lo i tia đi n t ) phát ra t cơ th có bư c sóng t 5-20 micromet, g p 10-30 l n bư c sóng c a ánh sáng. Tát c các v t không có nhi t đ tuy t đ i b ng 0 đ u phát ra nh ng tia như v y.

Sóng b c x nhi t (60%)

S d n nhi t và đ i lưu nhi t c a m t ngư i trong môi trư ng nư c.Nư c có nhi t dung riêng l n g p vài

Truy n ra ko khí (15%) Dòng k khí (S đ i lưu) .

S d n nhi t đ nđ v t (3%)

Cơ th ngư i b c x nhi t theo m i hư ng. Tia nhi t cũng đư c b c x t b c tư ng và các đ v t khác v phía cơ th . N u nhi t đ c a cơ th cao hơn nhi t đ c a môi trư ng xung quanh thì lư ng nhi t cơ th b c x ra l n hơn lư ng nhi t đư c b c x đ n cơ th .

S m t nhi t d n truy n x y ra qua ti p xúc tr c ti p v i v t khác( Truy n nhi t tr c ti p). Như th y trong

hình 74-4, ch m t lư ng nhi t nh , thông thư ng kho ng 3%, m t t cơ th thông qua d n truy n tr c ti p t b m t cơ th t i nh ng v t r n ví d gh ho c giư ng. Tuy nhiên, t l nhi t m t đi là l n hơn thông qua d n truy n ra không khí (kho ng 15%) th m chí dư i nh ng đi u ki n thông thư ng.

Nh c l i r ng nhi t có b n ch t là đ ng năng c a chuy n đ ng phân t , và các phân t c a da liên ti p ch u s chuy n đ ng rung. Nhi u năng lư ng c a chuy n đ ng này có th đư c truy n đ n không khí n u không khí l nh hơn da, t đó làm tăng t c đ chuy n đ ng c a các phân t khí. Khi nhi t đ c a không khí k sát da b ng v i nhi t đ c a da, không x y ra m t nhi t theo cách này b i lúc này có m t lư ng nhi t ngang b ng đư c d n truy n t không khí đ n cơ th . Vì v y, s d n nhi t t cơ th đ n không khí là có gi i h n tr khi không khí đư c làm nóng di chuy n ra xa b m t da, không khí không đư c làm nóng liên ti p đư c mang đ n ti p xúc v i da, hi n tư ng này đư c g i là s đ i lưu không khí.

S m t nhi t đ i lưu do chuy n đ ng c a không khí.

Nhi t t da đ u tiên đư c truy n đ n không khí sau đó đư c mang đi b i dòng không khí đ i lưu.

M t lư ng nh s đ i lưu h u như luôn x y ra xung quanh cơ th b i xu hư ng bay lên c a không khí k sát da khi chúng đư c làm nóng. Vì v y m t ngư i kh a thân ng i trong m t phòng tho i mái không có chuy n đ ng không khí, kho ng 15% lư ng nhi t m t x y ra b i s truy n nhi t ra không khí và b i s đ i lưu không khí ra xa cơ th .

Tác d ng làm mát c a gió. Khi cơ th ti p xúc v i gió, l p không khí k sát da

nghìn l n so v i không khí, vì v y m i m t ph n nư c k sát da có th h p thu m t lư ng nhi t l n hơn nhi u so v i lư ng nhi t đư c h p th b i không khí. Cũng v y, s d n truy n nhi t trong nư c là r t l n khi so sánh v i trong không khí. Do đó, cơ th không th làm nóng m t l p nư c m ng trên b m t cơ th đ hình thành m t “vùng cách ly” như đã làm v i không khí. Vì v y, t l nhi t m t ra môi trư ng nư c thư ng l n hơn nhi u l n so v i t l nhi t m t trong không khí n u nhi t đ c a nư c th p hơn nh t đ c a cơ th .

S bay hơi nư c. Khi nư c b c hơi t b m t cơ th , 0,58 Calorie (kilocalorie) nhi t b m t đi trong m i gam nư c bay hơi. Th m chí khi m t ngư i không toát m hôi, v n có hi n tư ng bay hơi nư c không c m th y qua da và ph i m c kho ng 600-700ml/ngày. S bay hơi không c m th y này gây m t nhi t liên t c m c 16-19 Calo m i gi . S bay hơi không c m th y qua da và ph i có th không đư c ki m soát b i m c đích đi u nhi t do s khu ch tán liên t c các phân t nư c qua da và b m t hô h p. Tuy nhiên, m t nhi t qua bay m hôi có th đư c ki m soát b i đi u hòa lư ng m hôi, s đư c bàn lu n sau chương này.

S bay hơi là m t cơ ch làm mát c n thi t trong đi u ki n nhi t đ không khí r t cao. Mi n là nhi t đ da cao hơn

nhi t đ môi trư ng xung quanh, nhi t có th m t qua b c x và d n truy n. Tuy nhiên khi nhi t đ môi trư ng xung quanh tr nên cao hơn nhi t đ c a da, thay vì m t nhi t,cơ th l i thu thêm nhi t b i c b c x và d n truy n nhi t. Trong nh ng trư ng h p này, ch có m t phương th c th i nhi t hi u qu là bay hơi nư c.

Vì v y, b t c gì ngăn ch n s bay hơi nư c thích h p khi nhi t đ môi trư ng xung quanh cao hơn nhi t đ da s làm tăng nhi t đ cơ th . Cơ ch này thư ng x y ra nh ng ngư i s nh ra không có tuy n m hôi b m sinh. Nh ng ngư i này có th ch u đư c nhi t đ l nh t t như ngư i bình thư ng nhưng h có th ch t vì say nóng vùng nhi t đ i b i không có h th ng làm mát qua bay hơi nư c, h không th ngăn s tăng lên c a nhi t đ cơ th khi nhi t đ không khí cao hơn nhi t đ cơ th .

Qu n áo làm gi m s m t nhi t qua d n truy n và đ i lưu. Qu n áo giúp lưu gi l p không khí bên c nh da

913

XIII

đư c thay th b i không khí m i nhanh hơn nhi u so v i bình thư ng, và nhi t m t đi b i đ i lưu cũng theo đó tăng lên. Hi u qu làm mát c a gió t c đ th p t l v i căn b c hai t c đ gió. Ví d , t c đ gió là 4 miles/h có tác d ng làm mát g p 2 l n so v i t c đ gió là 1 mile/h.

Bay hơi (22%)

Tư ng

Ph n XIII Chuy n hóa và đi u nhi t

trong qu n áo, theo cách y làm tăng đ dày c a vùng không khí cách ly k sát da và cũng gi m dòng không khí đ i lưu. Vì v y m c nhi t m t đi do d n truy n và đ i lưu gi m nhi u. M t b qu n áo thông thư ng làm gi m kho ng m t n a m c nhi t m t đi t m t ngư i kh a thân, nhưng qu n áo arctic-type có th làm gi m s m t nhi t này ch còn 1/6.

Kho ng m t n a nhi t truy n t da đ n qu n áo là đư c b c x t i qu n áo thay vì đư c truy n qua các kho ng nh gi a. Vì v y ph ngoài l p m t trong qu n áo m t l p vàng m ng s reflect(d i l i) nhi t b c x tr l i cơ th , làm cho đ c tính cách ly c a qu n áo hi u qu hơn nhi u so v i cách khác.S d ng phương pháp này, qu n áo đư c dùng vùng B c c c có th đư c gi m kh i lư ng đi 1 n a.

Tác d ng c a qu n áo trong duy trì nhi t đ cơ th s m t đi h u như hoàn toàn khi qu n áo b ư t b i vì s d n nhi t cao c a nư c làm tăng m c truy n nhi t qua qu n áo g p 20 l n ho c hơn. Vì v y, m t trong nh ng y u t quan tr ng nh t đ b o v cơ th ch ng l i l nh khu v c băng giá là h t s c c n tr ng đ không làm cho qu n áo b ư t. Đúng v y, m t ngư i c n c n th n đ không tr nên quá nóng b i s toát m hôi trong qu n áo nh ng ngư i này khi n cho hi u qu cách nhi t c a qu n áo kém đi nhi u.

M hôi và s đi u ti t m hôi b i th n kinh t đ ng Kích thích vào khu v c trư c th ph n trư c vùng dư i đ i não b ng đi n ho c nhi t đ quá m c đ u gây ra toát m hôi. Th n kinh t khu v c này có th gây ra toát m hôi đư c truy n đi theo con đư ng t đ ng t i t y s ng r i qua giao c m t i da m i nơi trên cơ th .

Nh c l i t vi c th o lu n v h th ng th n kinh t đ ng chương 61 đó là tuy n m hôi đư c phân b các s i th n kinh cholinergic (s i ti t ra ACh nhưng ch y trong s i th n kinh giao c m d c theo s i adrenergic).

Nh ng tuy n này có th đư c kích thích bài ti t b i epinephrin ho c nor epinephrin tu n hoàn trong máu, m c dù chính nh ng tuy n này không có các s i adrenergic phân b t i. Cơ ch này r t quan tr ng trong khi t p luy n, khi nh ng hormon này đư c ti t ra t t y thư ng th n và cơ th c n th i ra m t lư ng nhi t đư c sinh ra quá m c t ho t đ ng cơ b p.

Cơ ch bài ti t m hôi. Trong hình 74-5, tuy n m hôi đư c cho th y là m t c u trúc ng bao g m 2 ph n: (1) ph n búi dư i l p h bì bài ti t m hôi và(2) ph n ng xuyên qua h bì và bi u bì c a da. Như r t nhi u tuy n khác, ph n bài ti t c a tuy n m hôi bài ti t m t d ch đư c g i là d ch ti t ban đ u. N ng đ các thành ph n

914

L chân lông

Bi u bì

ng d n H p thu,ch y u ion Na và Clo

H bì

Tuy n Primary secretion, mainly proteinfree filtrate

Th n kinh giao c m

trong d ch đư c thay đ i khi d ch ch y qua ph n ng.

D ch ti t ban đ u là m t s n ph m bài ti t tích c c c a các t bào bi u mô lót trong ph n búi c a tuy n m hôi.

T n cùng s i th n kinh giao c m cholinergic t i ho c g n các t bào tuy n Thành ph n c a ch t ti t ban đ u gi ng v i huy t tương, ngo i tr các protein huy t tương. N ng đ Na kho ng 142mEq/l, và n ng đ Clo kho ng 104 mEq/l v i n ng đ nh hơn nhi u các ch t hòa tan khác trong huy t tương . Khi d ch ti t ban đ u ch y qua ph n ng c a tuy n, nó đư c thay đ i b i s tái h p thu h u h t ion Na và Clo. M c đ tái h p thu ph thu c vào m c bài ti t m hôi.

Khi kích thích nh tuy n m hôi, d ch ban đ u ch y qua ng ch m. Trong trư ng h p này, th c ch t toàn b ion Na và Clo đư c tái h p thu, và n ng đ m i ion gi m th p xu ng còn 5mEq. Quá trình này làm gi m th p áp l c th m th u c a m hôi mà nư c h u h t cũng đư c tái h p thu, làm cô đ c h u h t các thành ph n khác. Vì v y, m c bài ti t m hôi th p các thành ph n như ure, acid lactic và ion Kali thư ng xuyên đư c cô đ c.

S đi u nhi t c a cơ th và s t

Quá trình th th c t đư c ki m soát b i trung tâm th g p liên quan đ n trung tâm đi u ch nh th n m c u não.

Khi m t đ ng v t th g p, nó hít vào th ra nhanh và vì v y m t lư ng l n không khí m i t bên ngoài vào ti p xúc v i ph n trên c a đư ng th . Cơ ch này làm mát máu trong niêm m c đư ng th là k t qu s bay hơi nư c t b m t niêm m c,đ c bi t là s bay hơi c a nư c b t t lư i. th h n h n không làm tăng thông khí ph nang nhi u hơn ki m soát thích h p khí máu b i vì m i hơi th r t nông, vì v y h u h t không khí đi vào ph nang là không khí kho ng ch t ch y u t khí qu n và không ph i t khí quy n.

S thích nghi v i khí h u c a cơ ch toát m hôi đ i v i nhi t - Vai trò c a Aldosteron. M c dù m t ngư i bình

thư ng, chưa thích nghi khí h u hi m khi ti t ra nhi u hơn 1 lít m hôi m i gi . Khi ngư i này trong th i ti t nóng trong 1- 6 tu n, ngư i đó b t đ u ti t nhi u m hôi, thư ng tăng bài ti t m hôi nhi u nh t là 2-3l/h. S bay hơi thông qua toát m hôi nhi u có th làm m t nhi t c a cơ th g p 10 l n so v i m c sinh nhi t cơ b n bình thư ng. Hi u qu tăng lên cơ ch ti t m hôi gây ra b i thay đ i t bào tuy n m hôi làm tăng kh năng ti t m hôi Cũng liên quan đ n s thích nghi khí h u làm gi m hơn n a n ng đ NaCl trong m hôi, cho phép duy trì lư ng mu i c a cơ th t t hơn n a. H u h t tác d ng này gây ra b i tăng bài ti t aldosteron t tuy n thư ng th n,do gi m nh n ng đ NaCl d ch ngo i bào và huy t tương. M t ngư i chưa thích nghi v i khí h u có th ti t nhi u m hôi thư ng m t 15-30 g mu i m i ngày trong vài ngày đ u tiên. Sau 4-6 tu n thích nghi, m c m t đi thư ng là 3-5 g/ ngày y.

Đi u hòa nhi t đ cơ th - Vai trò c a tuy n dư i đ i Hình 74-6 cho th y nhi t đ trung tâm cơ th c a 1 ngư i kh a thân sau vài gi trong không khí khô t 30oF đ n 160oF. Kích thư c chính xác c a đư ng cong này ph thu c vào chuy n đ ng gió c a không khí, lư ng hơi m trong không khí và th m chí tr ng thái t nhiên (b n ch t) c a môi trư ng xung quanh. Nói chung, m t ngư i kh a thân trong không khí khô t 55oF đ n 130oF có kh năng duy trì nhi t đ trung tâm cơ th bình thư ng như trong kho ng 97oF đ n 100oF. Nhi t đ c a cơ th đư c đi u ch nh h u như hoàn toàn b i cơ ch đi u khi n th n kinh, và h u h t m i cơ ch này tác d ng thông qua trung tâm đi u hòa nhi t n m vùng dư i đ i. đ nh ng cơ ch đi u hòa ngư c này ho t đ ng, c n có b phát hi n nhi t đ xác đ nh khi nhi t đ cơ th tr nên quá cao ho c quá th p.

110

M t nhi t qua hơi th Nhi u đ ng v t ít có kh năng làm m t nhi t t b m t cơ th , có 2 lý do:(1) b m t cơ th có lông che ph , và (2) da c a h u h t đ ng v t b c th p không có các tuy n m hôi, ngăn h u h t s m t nhi t qua bay hơi t da .

M t cơ ch thay th , cơ ch th g p đư c s d ng r t nhi u đ ng v t như m t phương ti n đ t a nhi t.

Hi n tư ng th g p đư c “b t lên” b i trung tâm đi u hòa nhi t c a não. Đó là, khi máu tr nên quá nóng, vùng dư i đ i kh i đ ng các tín hi u th n kinh đ làm gi m nhi t đ cơ th . M t trong nh ng tín hi u này kh i đ ng th g p

Nhi t đ cơ th (°F)

100 90 80 70 60 30

50

70

90

110

130

150

Nhi t đ không khí (°F) Hình 74-6. nh hư ng c a nhi t đ không khí cao và th p trong kho ng vài gi trong đi u ki n khô đ n nhi t đ trung tâm bên trong cơ th . Nh n th y r ng nhi t đ trung tâm bên trong cơ th v n n đ nh m c dù nhi t đ không khí thay đ i trong kho ng r ng.

915

XIII

Ngư c l i, khi tuy n m hôi đư c kích thích m nh b i hê th n kinh giao c m, m t lư ng l n ch t ti t ban đ u đư c t o thành và ph n ng có th tái h p thu hơn m t n a NaCl, n ng đ ion Na và Clo l n nh t là kho ng 50-60 mEq/l, ít hơn m t n a so v i n ng đ trong huy t tương. Hơn n a, m hôi ch y qua ng tuy n nhanh nên r t ít nư c đư c tái h p thu. Vì v y n ng đ các thành ph n hòa tan khác trong m hôi ch tăng m c đ v a ph i; ure g p kho ng 2 l n trong huy t tương, acid lactic g p kho ng 4 l n, và kali g p kho ng 1,2 l n.

Vi c m t lư ng l n ion Na qua m hôi x y ra khi m t ngư i chưa thích nghi v i khí h u nóng. X y ra m t ít đi n gi i hơn nhi u m c dù tăng năng su t ti t m hôi khi m t ngư i tr nên thích nghi v i khí h u.

Chương 74

Ph n XIII Chuy n hóa và đi u nhi t

VAI TRÒ C A VÙNG TRƯ C TH - VÙNG DƯ I Đ I TRƯ C TRONG PHÁT HI N NHI T C A NHI T Đ Vùng trư c th vùng dư i đ i trư c ch a s lư ng l n nơ ron nh y c m nóng, b ng kho ng 1/3 s noron nh y c m v i l nh. Nh ng noron này đư c cho là có ch c năng nh y c m v i nhi t đ trong ki m soát nhi t đ c a cơ th . Noron nh y c m v i nóng tăng lên m c 2-10 l n đ đáp ng v i tăng nhi t đ cơ th lên 10oC. Trái l i noron nh y c m v i l nh tăng m c đ kích thích khi nhi t đ cơ th gi m xu ng.

Khi vùng trư c th đư c làm nóng, da trên toàn b cơ th ngay l p t c bài ti t nhi u m hôi trong khi các m ch máu t i da trên toàn b cơ th tr nên dãn r ng. Đáp ng này là m t ph n x ngay l p t c làm cho m t nhi t c a cơ th ,theo cách đó giúp đưa nhi t đ cơ th tr v m c bình thư ng. Thêm vào, b t c s sinh nhi t cơ th quá m c đ u đư c ngăn ch n. Vì v y, vùng trư c th dư i đ i rõ ràng có kh năng đáp ng như m t trung tâm ki m soát nhi t .

PHÁT HI N NHI T B I CÁC RECEPTOR TRÊN DA VÀ trên CÁC MÔ SÂU C A CƠ TH M c dù các tín hi u đư c phát ra t các receptor nhi t c a vùng dư i đ i là vô cùng m nh trong ki m soát nhi t đ cơ th , các receptor các ph n khác nhau c a cơ th cũng đóng vai trò trong đi u hòa nhi t đ . Đi u này đ c bi t đúng v i các receptor nhi t đ trên da và trong m t vài mô sâu c a cơ th .

Nh c l i t vi c th o lu n v các receptor c m giác chương 49 đó là da có c receptor nóng và l nh. Da có nhi u receptor l nh hơn receptor nóng, th c t nhi u g p 10 l n nhi u ph n c a da. Vì v y vi c phát hi n nhi t đ ngo i vi liên quan ch y u đ n phát hi n nhi t đ mát và l nh thay vì phát hi n nhi t đ nóng.

M c dù cơ ch phân t trong thay đ i c m giác v nhi t đ chưa đư c bi t h t, có nhi u nghiên c u th c nghi m g i ý r ng receptor đi n th t m th i c a các kênh cation, đư c tìm th y trong các noron c m giác b n th và các t bào bi u mô có th gián ti p c m giác nhi t trên kho ng r ng nhi t đ da.

Khi da c a toàn b cơ th b l nh, ngay l p t c tác d ng ph n x đư c kh i đ ng và b t đ u tăng nhi t đ cơ th lên theo m t vài cách: (1)b ng cách cung c p m t kích thích m nh đ gây ra run, k t qu là làm tăng m c sinh nhi t c a cơ th ; (2) b ng h n ch toát m hôi, n u cách này đã x y ra; và (3) b ng tăng co m ch da đ h n ch nhi t m t t da.

916

Receptor nhi t sâu trong cơ th đư c tìm th y ch y u t y s ng, trong n i t ng b ng và trong ho c quanh các tĩnh m ch l n thư ng v và l ng ng c.Ch c năng c a các receptor sâu này khác v i các receptor da b i chúng ti p xúc v i nhi t đ trung tâm cơ th hơn là v i nhi t đ b m t cơ th . Tuy nhiên, gi ng như các receptor nhi t da, chúng ch y u phát hi n l nh hơn là nóng. R t có th c receptor da và receptor sâu có liên quan đ n ngăn ch n s h nhi t đ - đó là ngăn ch n vi c nhi t đ c a cơ th m c th p.

PH N SAU VÙNG DƯ I Đ I

H P NH T V I VÙNG TRUNG TÂM VÀ CÁC TÍN HI U C M GIÁC NHI T Đ NGO I VI Th m chí có r t nhi u tín hi u c m giác nhi t đ xu t hi n t các receptor ngo i vi, nh ng tín hi u này góp ph n ki m soát nhi t đ cơ th ch y u qua vùng dư i đ i. Khu v c mà chúng kích thích trên vùng dư i đ i n m 2 bên rìa c a vùng dư i đ i sau kho ng m c các th vú. Tín hi u c m giác nhi t đ t vùng trư c th vùng dư i đ i trư c cũng đư c chuy n đ n ph n sau vùng dư i đ i . đây các tín hi u t vùng trư c th và tín hi u t b t c đâu trên cơ th đư c t ng h p và h p nh t d ki m soát s sinh nhi t và ph n ng b o toàn nhi t c a cơ th .

CƠ CH TÁC D NG TH N KINH LÀM TĂNG HO C GI M NHI T Đ CƠ TH .

Khi trung tâm nhi t vùng dư i đ i phát hi n nhi t đ cơ th quá cao ho c quá th p chúng ti n hành quá trình gi m nhi t đ và tăng nhi t đ thích h p. Đ c gi có th s c m th y quen thu c v i h u h t các quá trình này b i nh ng tr i nghi m cá nhân nhưng đ c trưng đăc bi t đư c mô t ph n dư i đây.

Cơ ch gi m nhi t đ khi cơ th quá nóng.

H th ng ki m soát nhi t đ s d ng 3 cơ ch quan tr ng đ gi m nhi t c a cơ th khi nhi t đ c a cơ th quá cao: 1. Co m ch da. h u h t các vùng c a cơ th , m ch máu da tr nên giãn m nh. s giãn m ch này gây ra b i c ch trung tâm giao c m ph n sau vùng dư i đ i mà có tác d ng gây co m ch.Giãn m ch hoàn toàn có th làm tăng m c truy n nhi t đ n da nhi u g p 8l n 2. Toát m hôi. Tác d ng làm tăng nhi t đ cơ th do s toát m hôi đư c ch ng minh b i đư ng cong màu xanh da tr i trong hình 74-7, cho th y tăng rõ ràng

emperature Regulation and Fever 90 80

Nhi t m t qua bay hơi

Calo / giây

60 50

S sinh nhi t

40 30 20 10 0 36.4

36.6

36.8 37.0 37.2 Nhi t đ c a đ u (°C)

37.4

37.6

m c đ nhi t m t nh bay hơi do s toát m hôi khi nhi t đ trung tâm cơ th tăng lên quá m c gi i h n 37 oC (98,6oF). Nhi t đ cơ th tăng lên 1 o C gây ra toát m hôi đ đ lo i b 10 l n m c sinh nhi t cơ b n 3. Gi m sinh nhi t. c ch m nh nh ng cơ ch gây ra tăng sinh nhi t quá m c , ví d như run cơ hay sinh nhi t hóa h c.

Cơ ch gây tăng nhi t đ khi cơ th quá l nh Khi đ 1.

S c 2.

3.

cơ th quá l nh, h th ng đi u nhi t s ho t ng hoàn toàn ngư c l i. Bao g m: Co m ch da toàn cơ th . co m ch n y là do kích thích trung tâm giao m vùng sau vùng dư i đ i.

N i da gà(s d ng lông). có nghĩa là các s i lông d ng th ng lên. Kích thích giao c m làm co các cơ d ng lông trong các nang lông, đưa các s lông v tư th đ ng th ng. Cơ ch này không quan tr ng ngư i , nhưng nhi u đ ng v t, vi c d ng lông giúp chúng t o ra 1 l p dày“ khí cách li” (insulator air) k sát da, nh đó gi m thi u trao đ i nhi t v i môi trư ng xung quanh.

Tăng sinh nhi t. Sinh nhi t do chuy n hóa tăng lên do tăng cư ng run cơ, kích thích giao c m tăng sinh nhi t, và do bài ti t hoocmon tuy n giáp. Nh ng cách th c tăng sinh nhi t này đư c trình bày các ph n sau.

Kích thích giao c m “hóa h c” c a quá trình sinh nhi t. Như đã nói Chương 73, b t c s tăng kích thích nào c a h giao c m ho c lư ng norepinephrine và epinephrine trong tu n hoàn tăng lên đ u có th nhanh chóng d n đ n tăng chuy n hóa t bào. Tác đ ng đó đư c g i là Sinh nhiêt hóa h c (chemical thermogenesis) hay Sinh nhi t không run cơ (nonshivering thermogenesis), m t ph n là nh vào kh năng oxi hóa tách c p - phosphoryl hóa c a norepinephrin và epineprin,có nghĩa là lư ng th c ph m th a ra s b oxy hóa và qua đó, gi i phóng năng lư ng dư i d ng nhiêt ch không ph i hình thành ATP. M c đ c a s sinh nhi t hóa h c đông v t g n như hoàn toàn t l v i lư ng m nâu có trong mô. Lo i m này ch a nhi u ti l p th đ c bi t nơi x y ra hi n tư ng oxy hóa tách c p (uncoupled oxidation), xem thêm Chương 73. Mô m nâu này có s phân b dáy đ c c a h th n kinh giao c m gi i phóng norepi-nephrine, ch t này kích thích mô b c l protein không b t c p c a ti th (mitochondrial uncoupling protein) hay còn g i là thermogenin) và tăng cư ng sinh nhi t.

S thích nghi khí h u nh hư ng r t l n đ n cư ng đ sinh nhi t hóa h c; vài lo i v t, ví d như nh ng con chu t đư c phơi nhi m v i môi trư ng l nh trong vài tu n s sinh nhi t g p 100-500% so v i khi b l nh đ t ng t. Ngư c l i, v i nh ng loài v t không thích nghi khí h u, đáp ng tăng lên có l ch đư c 1/3 s đó. S tăng sinh nhi t đó cũng d n đ n tăng lư ng th c ăn nh p vào m t cách tương ng. ngư i trư ng thành , cơ th g n như không có m nâu, hi m khi sinh nhi t hóa h c có th tăng nhi t sinh trên m c 10-15%. Tuy nhiên , khi còn nh , con ngư i có m t 917 lư ng nh m nâu

XIII

70

Kích thích gây run cơ c a vùng dư i đ i . V trí nhân lưng c a cùng dư i đ i (dorsomedial) thu c v ph n phía sau c a vùng dư i đ i, g n vách c a não th t ba, là m t vùng đư c g i là Trung tâm v n đ ng run sơ c p (primary motor center of shivering ). Vùng này bình thư ng b c ch b i tín hi u t trung tâm nhi t đ vùng trư c th - trư c dư i đ i (anterior hypothalamic-preoptic) nhưng s b hưng ph n khi có tín hi u l nh t da và t y s ng. B i v y, như s tăng đ t ng t c a “nhi t sinh” (đư ng cong màu đ trên hình 74.7), trung tâm này đư c ho t hóa khi h nhi t đ cơ th dư i m c nhi t đ chu n. Sau đó tín hi u gây run cơ đư c truy n qua các d i(tracts) 2 bên xu ng thân não (brain stem), đi vào s ng bên ch t xám t y và cu i cùng đ n các neuron v n đ ng phía trư c. Nh ng tín hi u này không có nh p đi u và không gây ra run cơ th c s . Thay vào đó chúng gây tăng trương l c c a h cơ vân kh p cơ th thong qua vi c thu n hóa ho t đ ng c a neuron v n đ ng.

Khi trương l c cơ tăng lên trên m c t i h n nào đó, s run cơ x y ra. Ph n ng này g n như ch c ch n do cơ ch feedback b i s dao đ ng c a cơ ch ph n x căng cơ c a su t cơ (oscillation of the muscle spindle stretch reflex mechanism). Đi u này s đư c th o lu n trong chương 55.

Khi run cơ m c t i đa, nhi t sinh ra có th tăng lên g p 4-5 l n bình thư ng.

Unit XIII Metabolism and Temperature Regulation

Tăng bài ti t thyroxine - nguyên nhân tăng sinh nhi t kéo dài. S l nh đi c a vùng trư c th trư c dư i đ i đ ng th i cũng gây tăng gi i phóng Hormone gi i phóng TSH (TRH-Thyrotropin Releasing Hormone).

Hormone này qua các tĩnh m ch trong h tĩnh m ch c a c a vùng dư i đ i xu ng thùy trư c tuy n yên, đó kích thích gi i phóng hormone kích thích tuy n giáp (TSH). Đ n lư t TSH kích thích làm tăng lư ng thyroxine t tuy n giáp, như đư c gi i thích Chương 77.

Thyroxine tăng lên làm tăng lư ng protein không ghép c p và tăng chuy n hóa t bào trên kh p cơ th , đi u này có cơ ch khác v i chuy n hóa trong sinh nhi t hóa h c. Quá trình tăng chuy n hóa này không x y ra t c thì mà c n có vài tu n tiêp xúc v i l nh đ khi n tuyên giáp n to và đ t đư c m c gi i phóng thyroxine m i.

Ti p xúc v i l nh c c đ sau vài tu n có th khi n tuy n giáp tăng kích thư c lên 20-40% đ ng v t. Tuy nhiên, ngư i ta hi m khi cho phép mình ti p xúc l nh m c đ mà nhi u loài v t thư ng ch u đ ng. Do đó, chúng ta v n chưa bi t đư c, m t cách đ nh lư ng, t m quan tr ng c a cơ ch tuy n giáp trong s thích nghi v i l nh ngư i. Đo lư ng cách ly (isolated measurements) đã ch ra m c tăng chuy n hóa nh ng ngư i s ng trong môi trư ng quân đ i vài tháng t i vùng bang giá; ngư i Inuit, ngư i b n x nh ng vùng c c như Alaska, Canada, Greenland, đ u có m c chuy n hóa cơ s khác thư ng. Hơn n a, S kích thích do l nh kéo dài trên tuy n giáp có th gi i thích m c đ bư u giáp nhi m đ c cao hơn nh ng ngư i s ng vùng l nh so v i ngư i vùng nóng.

“ĐI M NHI T CHU N (SET POINT) TRONG ĐI U NHI T Như ví d trong hình 74-4, rõ ràng r ng đi m nhi t t i h n c a cơ th kho ng 37.1°C(98.8°F) có tác đ ng m nh t i c quá trình sinh nhi t và th i nhi t. nhi t đ trên m c này, lư ng nhi t m t l n hơn nhi t sinh do đó nhi t đ c th gi m d n đ n m c 37.1°C. nhi t đ th p hơn m c này , nhi t sinh l i l n hơn nhi t m t, nhiêt đ cơ th l i tăng lên đ n m c 37.1°C. M c nhi t đ t i h n này đư c g i là “đi m nhi t chu n” trong cơ ch đi u hòa nhi t đ - nghĩa là m i cơ ch đi u hòa nhi t c a cơ th đ u là c đưa nhi t đ cơ th v đi m nhi t chu n này.

H s feedback (feedback gain) trong đi u hòa nhi t đ cơ th Như đã th o lu n chương 1, h s feedback là đ đo lương s hi u qu c a h th ng đi u khi n.V i đi u nhi t, đi u này là r t quan tr ng đ nhi t đ trung tâm có th thay đ i mưc t i thi u, c khi nhi t đ môi trư ng thay đ i m nh theo ngày hay th m chi theo gi . H s feedback c a hê th ng đi u nhi t b ng v i t l gi a thay đ i nhi t môi trư ng và thay đ i nhiêt cơ th , tr đi 1 (xem Chương 1 đ rõ hơn công th c này). Các th nghi m đã ch ra r ng, nhiêt đô cơ th thay đ i 1°C m i khi môi trư ng thay đ i 25-30°C .B i v t H s feedback trong đi u nhi t ngư i là kho ng 27(28/1-1.0 =27), đây là m t h s c c kì l n trong đi u hòa sinh h c ( so sánh v i receptor nh n c m áp l c c a hê đi u hòa huy t áp thì h s này ch <2).

Nhi t đ da có th làm bi n đ i thoáng qua đi m nhi t chu n trong đi u nhi t Đi m Nhi t chu n t i h n c a vùng dư i đ i, mà đó dư i m c run cơ và trên m c b t đ u đ m hôi, đư c xác đ nh ch y u b i ho t đ ng c a receptor càm nh n nhi t trong vùng trư c th -trư c dư i đ i. Tuy nhiên , nh ng tín hi u nhi t t nh ng vùng ngo i vi, đ c bi t là da và m t s mô sâu(t y s ng và các t ng b ng), cũng có th góp ph n thoáng qua đi u hòa nhi t đ cơ th . Nhưng cơ ch là gì? Câu tr l i là chúng làm thay đ i đi m nhi t chu n c a vùng dư i đ i. Tác d ng này đư c ch ra trong Hình 74-8 and 74-9.

90 80 Nhi t m t qua bay hơi (calories/giây)

kho ng gian vai, sinh nhi t hóa h c có th tăng 100% nhi t sinh , đó có th là y u t quan tr ng trong duy trì nhi t đ cơ th tr sơ sinh.

33°C to 39°C

70 60

Nhi t đ da 50 Toát m hôi

32°C

40 31°C 30 30 C 20 10

Đi m nhi t chu n

° 29°C

Bay hơi không c m th y

0 36.0 36.2 36.4 36.6 36.8 37.0 37.2 37.4 Internal head temperature (°C)

nh hư ng c a s thay đ i trên nhi t đ trong s trên lư ng nhi t m t qua bay hơi. Nh n th y r ng nhi t đ da xác đ nh đi m nhi t chu n mà t i đó s bài ti t m hôi b t đ u..

Hình 74-8.

918

(Courtesy Dr. T.H. Benzinger.)

emperature Regulation and Fever

90 20°

Nhi t sinh (calories/giây)

80

22°

70

24°

60

26°

50 40

Run

28° 30° Đi m nhi t chu n

30

31° Sinh nhi t cơ b n

20 10 0

36.6 36.8 37.0 37.2 37.4 37.6 Nhi t đ trong s (°C)

nh hư ng c a nhiêt đ trong s trên lư ng nhi t sinh.Nh n th y r ng , nhi t đ da xác đ nh đi m nhi t chu n mà đó . b t đ u có run cơ.

Hình 74-9.

(Courtesy Dr. T.H. Benzinger.)

Hình 74-8 ch ng minh nh hư ng khác nhau c a nhi t đ da trên đi m nhi t b t đ u có ra m hôi, ch ra r ng đi m nhi t chu n tăng lên khi nhiêt đ da gi m đi.

Vì v y, ngư i đươc bi u di n trong hình, đi m nhi t chu n c a vùng dư i đ i nâng đi m nhi t chu n t 36.7°C khi nhi t đ da là 33°C lên m c m i 37.4°C khi nhi t đ da h xu ng 29°C. B i v y, nhi t đ da cao, ra m hôi s x y ra m t nhi t th p hơn (t i vùng dư i đ i), so v i khi nhi t đ da th p. Đi u này là quan tr ng vì s ra m hôi b c ch khi nhi t đ ngoài da th p, m t khác, tác đ ng k t hơp c a nhi t đ da th p và ra m hôi có th gây m t nhi t r t nhi u. Đi u tương t cũng x y ra v i run cơ, như trong Hinh 37-9. Đó là, khi da l nh đi, nó s khi n vùng dư i đ i ch m t i ngư ng run ngay c b n thân nhiêt đ vùng dư i đ i v n m c bình thư ng. Co th hi u đây là m t ý nghĩa c a h th ng ki m soát, b i vì, khi da b l nh s nhanh chóng d n đ n gi m sâu nhi t đ cơ th tr khi lư ng nhi t sinh tăng lên. Vì v y, nhi t đ da l nh đã “d đoán trư c” s gi m nhi t đ bên trong và ngăn ng a nó.

HÀNH VI TRONG ĐI U NHI T Bên c nh các cơ ch đi u hòa nhi t đ thu c v ti m th c, cơ th có m t cơ ch khác đ đi u hòa nhi t đ : đi u nhi t qua hành vi(behavioral)

Ph n x nhi t đ t i ch c a da Khi m t ngư i đ bàn chân dư i đèn nóng m t th i gian ng n,x y ra Giãn m ch t i ch và ch y m hôi t i ch m c đ ít. Ngư c l i, đ chân trong nư c l nh gây co m ch và ng ng toát m hôi t i ch . Nh ng ph n x này là do tác d ng khu trú c a nhi t đ tr c ti p lên các m ch máu và đư ng ph n x đi u khi n t receptor da t i t y s ng và tr l i t i cùng vùng da và các tuyên m hôi. Thêm vào đó, cư ng đ c a ph n x t i ch này l i đư c đi u ch nh b i trung tâm đi u hòa nhi t đ trên não, nh đó mà có th ph i h p hài hòa v i các tín hi u t trung tâm thân nhi t vùng dư i đ i trong vi c đi u hòa nhi t đ cơ th . Như th , các ph n x có th giúp ngăn ng a s thay đ i nhi t đ quá m c c a nh ng vùng b nóng, l nh c a cơ th .

S đi u nhi t bên trong y u đi khi c t b t y s ng. Khi t y s ng b c t đ t c bên trên ch đi ra c a dây giao c m t t y s ng, s đi u nhi t tr nên rât y u, b i vùng dư i đ i không th ki m soát c lư ng máu qua da và mưc đô ra m hôi trên toàn cơ th . Đi u này đung c khi ph n x nhi t t i ch b t ngu n t các receptor da,t y s ng và trong b ng v n t n t i. Các ph n x này r t y u n u so sánh v i đi u nhi t vùng dư i đ i. ngư i có tình tr ng này, thân nhi t ph i đư c đi u hòa b i đáp ng psychic c a b nh nhân đ i v i c m giác nóng- l nh vùng đ u - đó là đi u nhi t qua hành vi m c qu n áo và di

chuy n t i môi trư ng m ho c l nh thích h p.

B T THƯ NG TRONG ĐI U HÒA THÂN NHI T S T S t, là khi thân nhi t trên m c bình thư ng, co th do b t thư ng trong não ho c do các chat đ c nh tác đ ng lên trung tâm đi u nhi t. M t s nguyên nhân c a s t (ho c c các b t thư ng v thân nhi t) đư c ch ra trong Hình 74-10. Chúng bao g m nhi m trùng hay virus,u não và 919

XIII

B t c khi nào nhi t đ bên trong quá cao, vùng ki m soát nhi t đ não s g i t i b n thân m t tín hi u c m giác psychic báo v s quá nhi t. Ngư c l i, khi nào cơ th quá l nh, các tín hi u t da ho c các receptor sâu trong cơ th s báo cáo v s khó ch u. Vì v y, ngươi đó s đi u ch nh môi trư ng m t cách thích đáng đ tho i mái tr l i, như đi vào phòng m hay hay m c thêm qu n áo khi th i ti t l nh. Đi u nhi t hành vi là m t cơ ch đi u nhi t h u hi u hơn nhi u các nhà sinh lý h c t ng th a nh n trư c đây.Th t v y,nó là m t cơ ch th c s h u hi u đ duy trì nhi t đ trong các môi trư ng r t l nh.

Skin temperature (20°C)

Unit XIII Metabolism and Temperature Regulation °F Đi u nhi t b suy y u tr m tr ng

38

Gi i h n trên c a s s ng Say nóng T n thương não Li u pháp gây s t B nh gây s t và t p luy n n ng

36

Gi i h n bình thư ng

114 110 106

Đi u nhi t hi u qu trong các b nh gây s t, kh e m nh và khi làm vi c

°C

102 98

S đi u nhi t b suy y u M t s đi u nhi t

44 42 40

94

34

90

32

86

30

82

28

78

26

74

24

Gi i h n dư i c a s s ng

Hình 74-10. Nhi t đ cơ th trong các đi u ki n khác nhau. (Modi ed from DuBois EF: Fever. Spring eld, IL: Charles C. Thomas, 1948.)

Đi m chu n nhi t đ t ng t tăng lên giá tr cao

105

nhi t đ cơ th (°F)

104

Setting of the thermostat Nhi t đ cơ th th c t Cơn nóng b ng

103

Giãn m ch Toát m hôi Đi m chu n nhi t đ t ng t gi m xu ng giá tr th p

102 n l nh(rùng mình): 1. S co m ch 2. N i da gà 3. Ti t Epinephrin 4. Run

101 100 99 98 0

1

2

3

4

5

Th i gian (gi )

nh ng đi u ki n môi trư ng mà k t c c là say nóng (heatstroke).

Thi t l p l i c a trung tâm đi u nhi t dư i đ i trong các b nh gây s t- Tác d ng c a ch t gây s t Nhi u protein và các s n ph m giáng hóa c a chúng,và môt s ch t nào đó, đ c bi t là các lipopolysaccharide đ c gi i phóng t màng vi khu n, có th gây tăng đi m nhi t chu n c a b máy đi u nhi t vùng dư i đ i Các ch t này đư c g i là các ch t gây s t( pyrogens) Ch t gây s t gi i phóng t đ c t vi khu n ho c các ch t gi i phóng t thoái hóa mô đ u có th gây s t.Khi đi m nhi t chu n c a trung tâm đi u nhi t đư c đưa lên m c cao hơn bình thư ng, t t c các cơ ch gây tăng thân nhi t đ u đư c huy đ ng, bao g m c gi nhi t, và tăng sinh nhi t. Trong vòng vài gi sau khi đi m nhi t chu n tăng lên, thân nhi t cũng ti n l i g n m c này, như Hình 74-11.

920

Cơ ch ho t đ ng c a ch t gây s t- vai trò c a các cytokine. Các th nghi m trên đ ng v t đã ch ra r ng m t s ch t gây s t, khi đư c tiêm vào vùng dư i đ i , có th ngay l p t c và tr c ti p tác đ ng trên đây làm tăng đi m nhi t chu n. Các ch t gây s t khác tác đ ng gián ti p và có th m t vài gi đ chúng gây tác d ng. Đi u này đúng v i nhi u ch t gây s t c a vi khu n, đ c bi t là vi khu n gram âm.

Khi vi khu n hay các s n ph m giáng hóa c a vi khu n có m t trong mô ho c máu, chúng b th c bào b i các b ch c u trong máu và các đ i th c bào c a mô, và b i các lympho bào h t l n.T t c các t bào này tiêu hóa các s n ph m c a vi khu n và gi i phóng các cytokine, m t nhóm g m nhi u lo i peptide tín hi u liên quan t i đáp ng mi n d ch b m sinh và thích nghi.M t trong s các cytokine quan tr ng trong gây s t là IL-1, còn g i là ch t gây s t b ch c u hay ch t gây s t n i sinh.IL-1 đư c gi i phóng t các đ i th c bào vào các d ch cơ th , và đi lên trên t i vùng dư i đ i, g n như ngay l p t c ho t hóa quá trình gây s t, đôi khi tăng thân nhi t đáng k ch trong 8-10 phút.

Lư ng nh kho ng 10 ph n tri u gram n i đ c t lipopolysaharide t vi khu n, ho t đ ng ph i h p v i b ch c u máu, đ i th c bào c a mô, và lympho di t, có th gây s t. Lư ng IL-1 đư c t o ra trong ph n ng gây s t v i lipopolysaharide ch kho ng vài nanogram.

Nhi u th nghi m đã đ ra r ng IL-1 gây s t b i đ u tiên là t o thành các prostaglandin, Ch y u là PG E-2, ho c m t chat tương t , chúng tác đ ng trên vùng dư i đ i gây ra ph n ng s t.Khi s t o ra PG b ngăn ch n hoàn , thì s t s ch m d t hoàn toàn ho c chí ít là gi m đi.Th c t , đi u này có th gi i thích cách mà aspirin gi m s t, do aspirin c n tr t o thành PG t acid arachidonic.Các thu c ví d như aspirin đư c g i là thu c h s t (antipyretics).

S t gây ra b i t n thương não. Khi m t ph u thu t viên m vào vùng dư i đ i, s t cao g n như luôn luôn x y ra; hi m khi có h thân nhi t; đã ch ng minh vai trò c a vùng dươi đ i trong cơ ch đi u nhi t và b t c b t thư ng nào c a vùng dư i đ i đ u có th gây s t.M t tình tr ng khác thư ng gây tăng thân nhi t kéo dài là s chèn ép vùng dư i đ i do u não.

Các đ c trưng trong tr ng thái s t.

n l nh( chills)khi đi m nhi t chu n c a trung tâm đi u nhi t đ t ng t thay đ i t m c bình thư ng lên m c cao hơn( như k t qu c a phá h y mô, các ch t gây s t, hay m t nư c),

Fever

Say nóng (heatstroke) Gi i h n trên c a m c nhi t đ không khí mà con ngư i co th ch u đư c ph thu c vào m t kho ng r ng cho dù tr i nóng hay mát. N u không khí khô và có đ lư ng khí đ i lưu đ tăng cư ng s bay hơi, ngư i ta có th đ ng vài gi trong nhiêt đ 130°F. Ngư c l i, n u hơi nư c trong không khí bão hòa 100%, thân nhi t tăng lên b t c khi nào nhi t đ môi trư ng trên m c 94°F. Khi làm vi c n ng, nhi tđ môi trư ng t i h n có th gây say nóng ch kho ng 85-90°F. Khi thân nhi t tăng trên m c gi i h n, giá tr kho ng 105-108°F , say nóng r t có th x y ra.X y ra các tri u ch ng như chóng m t; đôi khi có đau b ng đi kém nôn; đôi khi mê s ng và có th m t ý th c, n u thân nhi t không s m gi m. Nh ng tri u ch ng này thư ng đư c gi m nh b i m c đ suy tu n hoàn do m t quá nhi u d ch và đi n gi i qua m hôi.

S t cao (hyperpyrexia) cũng gây t n h i nghiêm tr ng các mô, đ c biêt là mô não, và cũng ch u trách nhi m cho nhi u h u qu .Th c t ch vài phút trong nhi t đ r t nóng, đôi khi có th gây nguy hi m tính m ng. V nguyên nhân này, nhi u tác gi đã đ ngh cách đi u tr t c thì say nóng như ngâm mình vào trong b n nư c l nh.

Tr khi đư c đi u tr ngay l p t c, m t ngư i ngâm trong nư c l nh thư ng ch t sau 20-30 phút, do ng ng tim ho c rung tim. Lúc đó thân nhi t s gi m xu ng m c 77°F. N u đư c làm m b ng áp các ngu n nhi t bên ngoài thì thư ng có th c u đư c.

M t đi u hòa nhi t nhi t đ th p.Như đã lưu ý Hình 74-10, m t khi thân nhi t rơi xu ng dư i 85°F, vùng dư i đ i s m t kh năng đi u nhi t, ch c n dư i 94°F kh năng này đã b hư h i l n. M t ph n s suy gi m này là do m c sinh nhi t hóa h c c a t bào gi m đi 1 n a m i khi thân nhi t gi m 10°F. Đ ng th i xu t hi n s u o i ( sau đó là hôn mê), chính đi u này đã gi m kh năng đi u nhi t c a não và ngăn ch n run cơ.

S tê cóng. Khi cơ th ti p xúc v i c c l nh, các vùng b m t s b đóng băng, hi n tư ng này đư c g i là tê cóng. Tê cóng bi u hi n rõ nh t dái tai và các đ u chi. N u đ đóng băng đ t o ra các tinh th băng r ng rãi trong t bào, thư ng gây ra các t n thương lâu dài, như suy tu n hoàn kéo dài và t n thương mô t i ch . Sau khi tan đá s là ho i t và ph i đư c x lí b ng ph u thu t.

Dãn m ch do l nh là s phòng v cuôí cùng ch ng l i tê cóng nhi t đ c c l nh. Khi nhi t đ c a mô gi m xu ng g n m c đóng băng

Khi cơ th tiêp xúc v i c c l nh

.

921

N XIII

B i vì t m nư c l nh thư ng gây ra run cơ không ki m soát, gây tăng đáng k lư ng nhi t sinh, m t s khác đ ngh bi n pháp phun nư c và lau da, vi c này có v hi u qu hơn trong gi m thân nhi t trung tâm m t cách nhanh chóng.

Tác đ ng gây h i c a nhi t đ cao.Các khám phá b nh h c ngư i ch t vì s t cao, quan sát th y có xu t huy t c c b và phá h y mô kh p trên cơ th , đ c bi t là não. M t khi các neuron b phá h y, chúng s không th nào thay th . Đ ng th i, các thương t n gan, th n và m t s cơ quan khác có th đ đ gây suy m t hay m t s cơ quan, th m chí gây t vong, nhưng đôi khi không đ n vài ngày sau khi x y ra say nóng.

S thích nghi v i nhi t. Vi c thích nghi v i nhi t đ cao có th c c kì quan tr ng đ i v i nhi u ngư i. L y ví d nh ng ngư i lính làm nhi m v vùng nhi t đ i hay các công nhân khai m làm vi c đ sâu 2 d m các m vàng Nam Phi, nh ng nơi mà nhi t đ t g n b ng thân nhi t và đ m g n 100%. M t ngư i ti p xúc v i nóng vài gi m t ngày trong khi làm vi c múc v a ph i có th phát tri n đưu c kh năng ch u đ ng v i đi u ki n nhi t cao và m cao trong 1-3 tu n.

Trong s nh ng thay đ i sinh lý quan tr ng trong qua trình thích nghi g m tăng lư ng m hôi t i đa g p 2 l n, tăng th tích huy t tương, và gi m lư ng mu i m t qua m hôi và nư c ti u v m c g n b ng 0; 2 tác d ng cu i cùng gây ra b i tăng ti t aldosterone do tuy n thư ng th n.

PH

thân nhi t s ph i m t nhi u gi đ đ t đư c đi m nhi t chu n m i.

Hình 74-11 ch ng minh tác đ ng c a s tăng đ t ng t đi m nhi t chu n lên m c 103°F. Do nhi t đ máu lúc này th p hơn vùng dư i đ i, xu t hi n các đáp ng bình thư ng làm tăng thân nhi t. Trong su t th i kì này, cơ th có c m giác rùng mình n l nh và th y r t l nh, ngay c khi nhi t đ cơ th trên m c bình thư ng. Đ ng th i có co m ch da và run cơ. n l nh có th kéo dài cho đ n khi thân nhi t đ t đ n m c đi m chu n 103°F. Sau đó cơ th không còn cơn l nh n a, không nóng và cũng không l nh. Mi n là còn tác nhân gây tăng đi m nhiêt chu n, thân nhi t s đư c đi u ch nh đ cao hơn hay th p hơn theo cách bình thư ng, nhưng m c đi m nhi t chu n cao.

Cơn nóng b ng ( crisis or flush) Khi tác nhân gây tăng nhi t bi n m t,đi m nhi t chu n có th gi m xu ng m c th p hơn, th m chi là v giá tr bình thư ng, như Hình 74-11. Trong ví d này,thân nhi t v n m c 103°F, nhưng vùng dư i đ i v n c g ng đ đi u ch nh v m c 98,6°F. Trư ng h p này gi ng như s làm nóng quá m c c a vùng dư i đ i, có th gây toát m hôi m nh và đ t ng t nóng da do giãn m ch m i nơi. S thay đ i đ t ng t này tr ng thái s t đư c g i là cơn nóng b ng(crisis) hay thích h p hơn là flush. Trong giai đo n chưa có kháng sinh, cơn nóng b ng luôn đư c mong đ i, vì khi nó xu t hi n , có nghĩa là thân nhi t b nh nhân s s m gi m đi

Unit XIII Metabolism and Temperature Regulation

cơ trơn thành m ch s b tê li t, và nhanh chóng gây ra dãn m ch, theo sau đó là da s nóng b ng. Cơ ch này ngăn ch n s tê cóng b ng cách cung c p máu m cho da. Cơ ch này ngư i y u hơn nhi u so v i ph n l n các đ ng v t s ng hoàn toàn trong l nh.

H nhi t nhân t o. Có th d dàng h thân nhi t c a m t ngư i , đ u tiên dùng thu c gi m đau( sedative) m nh đ gi m ho t đ ng c a trung tâm đi u nhi t vùng dư i đ i, sau đó dùng nư c đá ho c chăn l nh đ h nhi t. Thân nhi t có th gi m c dư i 90°F trong vài ngày đ n 1 tu n ho c hơn b ng cách liên t c r c nư c ho c c n l nh lên cơ th . H nhiêt nhân t o như v y đã đư c dùng trong su t ph u thu t tim nh đó tim có th ng ng trong nhi u phút. Làm l nh có ch ng m c không gây ra các t n thương mô, nhưng có th làm ch m tim và gi m m nh chuy n hóa t bào, nh đó t bào có th t n t i 30 phút đ n hơn 1 gi trong su t cu c ph u thu t mà không có máu tư i.

B 2010

922

2014