Еще в 1863 г. А. П. Вальтер, экспериментируя на кроликах, пришел к выводу, что снижение температуры тела увеличивает безопасность хирургического вмешательства. Впервые в 1902 г. Симпсон применил термин «искусственная гибернация» или «холо-довой наркоз» для обозначения особого состояния, развивающегося в условиях общей анестезии и охлаждения организма, показав, что эфирный наркоз увеличивает безопасность использования искусственной гипотермии у теплокровных, снижая интенсивность реакций организма на охлаждение.
Позднее Темпл-Фей и Ален (1940) использовали простое «охлаждение под наркозом» для лечения онкологических больных. Однако собственно исследования гибернотерапии начались с появления методики потенцированной анестезии, включающей применение медикаментозных средств, не обладающих самостоятельным анестезирующим действием, но способствующих подавлению функциональной активности систем организма, угнетению болевого возбуждения и усиливающих действие анестетиков (миорелаксанты, ганглиолитики, симпатолитики, антигистаминные препараты, производные фенотиазина, барбитураты и пр.). Голдблат и Гюгенар в 1951 г. обозначили такой подход как «анестезия с регулируемым торможением вегетативной нервной системы» или «анестезия без анестетиков». О роли гипотермии в этот период еще не было речи, а методику рассматривали как фармакодинамическую терапию с использованием «литических коктейлей» (термин введен П. Гюгенаром в 1951 г.).
Не смотря на явное опережение фундаментальных исследований, практическое применение фармакодинамической терапии было, безусловно, революционным по результатам, полученным у крайне тяжелых пациентов. Впервые удалось достичь весьма эффективной защиты от шока и послеоперационных осложнений. Кроме того, был обнаружен феномен «потенцированной анестезии» при гипотермии, позволивший значительно уменьшить объем вводимых препаратов и негативные последствия длительной общей анестезии.
Облегчение анестезии связывали с уменьшением процессов возбудимости в организме при действии «литических коктейлей» и снижением уровня обмена веществ. Обнаружение факта того, что угнетение метаболизма и ограничение избыточного возбуждения при шоке способствует общей защите организма, сформировало предположение о возможной позитивной роли понижения температуры тела, результатом чего также является угнетение всех биологических реакций.
Было обнаружено, что достаточная вегетативная блокада с помощью «литических» смесей блокирует реакции организма человека на охлаждение, по сути, превращая его в пойкилотермный организм. Резко угнетается метаболическая теплопродукция, в том числе за счет блокады мышечной дрожи при переохлаждении, облегчается физическая теплоотдача в связи с периферической вазодилятацией. В этих условиях понижение температуры тела развивается даже без принудительного охлаждения, приближаясь к температуре окружающей среды, а гипотермию рассматривали как дополнительный лечебный фактор. Собственно, из сочетания фармакодинамической терапии и охлаждения возник термин и метод искусственной гибернации (1951 г.).
Важно отметить, что эмпирический подход в развитии метода гибернотерапии превалировал, но опирался на фундаментальные представления об адаптации, гомеостазе, стрессе и шоке, которые сформировались к тому времени на основе работ К. Бернара, У. Кэннона и Г. Селье. Обсуждение механизмов гибернотерапии середины прошлого века продолжает оставаться достаточно интересным и сегодня.
Прежде всего, авторы гибернотерапии исходили из понимания того, что постулат К.Бернара (1878 г.) «…поддержание постоянства условий жизни в нашей внутренней среде – необходимый элемент свободной и независимой жизни» очевиден только для физиологических состояний. В крайне тяжелых состояниях, когда действие факторов внешней среды или чрезвычайно быстрое развитие патологии требует чрезмерных затрат на компенсацию нарушенного гомеостаза, стремление организма восстановить внутреннее равновесие становится для него губительным.
Гомеостатические механизмы, мощно закрепленные эволюцией, и по биологической сущности являющиеся защитными, в экстремальных условиях превращаются в механизмы патогенеза, в патологические реакции, способные привести к фатальным последствиям. Из этого следует, что одной из первоочередных задач ургентной медицины является не активация, а подавление реакций защиты у пациентов в крайне тяжелых состояниях. Это, казалось бы, парадоксальное положение А.Лабори пояснял следующим: «То, что мы называем «феноменом защиты», защищает нашу дифференциацию от среды … нашу свободу по отношению к ней. Защищая свободу нашей жизни, эта реакция не защищает жизни как таковой» [6]. Более того, весьма жесткая заданность границ допу- стимых гомеостатических вариаций внутренней среды у человека существенно ограни- чивает его возможности адаптации. В этом смысле гораздо более «свободными» оказываются, например, хладнокровные организмы и естественно гибернирующие животные (например суслики), допускающие обратимые изменения внутренней среды, не только температуры, в более широких пределах.
Далее авторы гибернотерапии обосновывали избранные подходы в терапии тяжелых состояний и моделировали условия для подавления избыточного возбуждения и чрезмерных энергозатрат. «Искусственная гибернация пытается вызвать регрессию, возвращение организма к предыдущей стадии развития» [6], то есть превратить теплокровный организм в хладнокровный, бодрствующий – в гибернирующий, с возможностью переживания больших амплитуд колебания гомеостаза без негативных последствий.
Иначе говоря, если организм не может справиться с тяжелым состоянием, то для спасения жизни следует подавить присущую ему способность к реагированию, необходимо понизить все проявления жизни, погрузить в состояние «искусственной зимней спячки».
Проведение параллелей между искусственной и естественной гибернацией, имеющих, впрочем, не только внешние сходства, сейчас воспринимается скорее, как дань уровню знаний того времени. Тем не менее, общая посылка была весьма важна при становлении лечебных методик.
Экспериментальные и клинические исследования, выполняемые с самого начала применения гибернотерапии, позволили составить объективную картину событий, развивающихся в условиях гипотермии и применения «литических коктейлей».
Во время гибернотерапии у пациентов в крайне тяжелых состояниях весьма характерными оказались реакции системы дыхания – снижался ритм и глубина дыхания, понижалось потребление кислорода без признаков аноксии тканей на фоне компенсированного алкалоза. Снижались показатели систолического и диастолического артериального давления, увеличивалось время предсердно-желудочкового проведения [7]. В пределах умеренной гипотермии (+33-30°С) эти изменения были функциональны и обратимы. Гипотермия приводила к снижению свертываемости крови, обусловленному существенным уменьшением протромбина.
Общая гипотермия организма, сама по себе является мощным стрессорным фактором. Однако, нейро-вегетативная блокада, достигаемая применением «литических» смесей, эффективно предупреждала развитие каких-либо заметных нейро-эндокринных или моторных реакций на переохлаждение. Более того, длительная гибернация предупреждала структурные повреждения надпочечников, развивающиеся при шоке. Уменьшались и даже исчезали типичные признаки, характерные для «шоковых» надпочечников (гиперемия с кровоизлияниями в мозговом и корковом слоях, повреждения пучкового слоя). У искусственно гибернирующих животных, переживших тяжелый экспериментальный шок, и у пациентов, оперированных по поводу узлового зоба в условиях общей гипотермии, щитовидная железа находилась в состоянии функционального покоя [8]. В экспериментах на животных, подвергнутых общему охлаждению, также было показано отсутствие реакции гипофиза и надпочечников после экстремальных воздействий и на введение тропных гормонов. Интересно, что в такого рода условиях значительно снижался объем поражения слизистых оболочек органов желудочно-кишечного тракта у животных с ожоговым шоком.
Полученные факты хорошо иллюстрировали возможности гибернотерапии в предупреждении развития осложнений фазы шока стадии тревоги общего адаптационного синдрома по Г. Селье.
Существенно, что при падении температуры тела от +37,7°С до +34,5°С уровень основного обмена и потребление кислорода достоверно понижался, а энцефалографический контроль состояния мозга в этих условиях выявил сходство активности с таковой во время медикаментозного сна. При температуре тела ниже +28°С исчезала медленно волновая активность и превалировали низкоамплитудные высокочастотные колебания на электроэнцефалограмме.
По мере внедрения гибернотерапии в практику неотложной медицины и хирургию отрабатывались технологии погружения пациента в состояние гибернации, поддержания жизнеспособности организма в течение длительной гипотермии и выведения из этого состояния.
Сигналом к началу охлаждения обычно являлся момент спонтанного понижения температуры тела после введения «литических» смесей, также способствующих метаболической депрессии. Было замечено, что раннее и энергичное отведение тепла в условиях недостаточной премедикации вызывало развитие выраженной мышечной дрожи, тахикардии, ацидоза и угнетения дыхания. Не редкими были случаи активного сопротивления организма резкому охлаждению, которые характеризовались высоким уровнем симпатикотонии и моторной активности. Подавление термогенеза вызывали введением наркотических и седативных средств, симпатолитиков и миорелаксантов.
Технологии охлаждения при гибернотерапии ограничивались погружением пациента в ванну с ледяной водой и применением пузырей со льдом, укладываемых в области проекций магистральных судов.
Глубина гипотермии являлась важнейшим фактором, определяющим результаты гибернотерапии. Собственно, пределы допустимого уровня понижения температуры тела были определены в соответствии с особенностями реагирования сердечно-сосудистой системы.
В экспериментальных и клинических исследованиях было показано, что понижение температуры на 6-7°С вызывало развитие допустимого уровня брадикардиии и умеренное удлинение атрио-вентрикулярной задержки. Давление в камерах сердца понижалось, уменьшался сердечный выброс и развивалась общая депрессия кровообращения, но в пределах, не угрожающих жизни. При температуре тела ниже +30°С резко понижалось артериальное давление, удлинялся интервал P-Q, а общая длительность систолы увеличивалась за счет удлинения комплекса QRS. Прекращение охлаждения приводило к восстановлению соотношений фаз в сердечно цикле, а углубление гипотермии грубо нарушало деятельность сердца [9].
Типичное развитие нарушений сердечной деятельности при понижении температуры тела начиналось с удлинения комплекса QRS с картиной блокады ножек пучка Гиса, после чего развивалась фибрилляция желудочков или асистолия. Данная закономерность развития расстройств деятельности сердца определила предельные границы рекомендуемой гипотермии – не ниже +30°С.
В экспериментах на собаках исследовали более глубокое охлаждение, вызывающее развитие общей гипотермии ниже +27°С. Во время индукции гипотермии такой глубины уменьшение числа кардиальных осложнений удавалось достичь благодаря использованию более глубокой фармакодинамической блокады.
Необходимость применения длительной гибернации и гипотермии различной глубины изменила отношение к составу «литических коктейлей», допуская разнообразие прописей применительно к поставленным клиническим задачам, расширив возможности гибернотерапии.
Выведению из состояния гибернации также придавали большое значение, поскольку скорость выхода из гипотермии существенно сказывалась на эффективности терапии и исходах заболеваний. Предпочтение было отдано спонтанному согреванию, а активный отогрев пациента начинали только в условиях полного восстановления сердечного ритма и отношений фаз сердечного цикла. Быстрый обогрев пациента допускали толькоm при условии дополнительной фармакодинамической терапии.
Достаточно четко в гибернотерапии выделились направления, связанные с особенностями технологии и областями применения. Действительно, весьма различными оказались подходы применения искусственной гибернации в общей и сердечно-сосудистой хирургии, в нейрохирургии, акушерстве и неонатологии, при шоке и сепсисе.
Вряд ли целесообразно давать более полную картину особенностей клинического применения методик гибернотерапии середины прошлого века. Однако нам кажется важным для более полного представления материала остановиться на некоторых положениях, обусловивших появление и развитие нового для того времени метода терапии.
Прежде всего, напомним справедливое мнение авторов гибернотерапии о том, что необходимость поддержания гомеостаза затрудняет адаптацию в экстремальных состояниях. Стремление сохранить постоянство внутренней среды, требует от организма напряжения всех систем регуляции. Избыточное напряжение формирует реакции дистресса по Г. Селье, несущие в себе хорошо известные негативные последствия. В крайне тяжелых состояниях, при шоке, операционной травме, глобальных расстройствах регуляции, стремление организма, как единой системы, восстановить внутренний баланс приводит к еще более значимым расстройствам регуляции. Фармакодинамическая терапия и гипотермия разрывают или затрудняют формирование любых взаимосвязей, не способствуя восстановлению гомеостаза, но и не позволяя включаться системам регуляции в разрушительные процессы. На этапах декомпенсации, уязвимость организма в большой степени определяется именно единством реагирования и для того, чтобы пережить катастрофу и снова объединиться, системам регуляции организма следует размежеваться.
Именно так организованы механизмы экстренного реагирования во многих органах и системах организма [10]. В частности, в остром периоде ишемии миокарда, в течение первых 5-15 и более минут окклюзии коронарных артерий, на уровне интракардиальной нервной системы формируются тормозные процессы, резко ограничивающие афферентно-эфферентные взаимодействия. Сердце в начальной фазе острого повреждения «автономизируется» и это предупреждает его вовлечение в системные реакции организма, ограничивая опасность развития вторичных повреждений. С процессами интраорганного торможения связано развитие периодов атипичного и безболевого течения ишемии миокарда, и значительного снижения уровня реагирования сердца на вагосимпатическую стимуляцию. Схожими оказываются механизмы интраорганного торможения при прямом и опосредованном остром повреждении желудка и двенадцатиперстной кишки. Интересно, что органы гастро-дуоденального комплекса, как и сердце, в такого рода состояниях не только «ускользают» от центральных регулирующих, а при патологии – разрушающих влияний, но меняют отношения внутри системы, затрудняя взаимосвязи между своими отделами (кардиальный-пилорический-фундальный отделы и т.д.). [11]
Нарастание автономности регуляции органов в экстремальных состояниях, «независимость» от центра, создают условия, предупреждающие вовлечение их в генерализованное возбуждение. Применительно к ситуации острого повреждения, например, сердца, развитие афферентно-эфферентного «ускользания» может оказаться спасительным для всего организма.
Достижение позитивных результатов применения гибернотерапии, по-видимому, в большой степени связано с тем, что данная методика воспроизводит фрагменты типовых реакций эндогенной защиты в системах регуляции организма в чрезвычайных состояниях.
Нейровегетативная блокада прочно вошла в практику неотложной медицины, тогда как терапевтическая гипотермия продолжала оставаться вспомогательной методикой.