Terapeutická hypotermie je léčebná metoda, která klinicky využívá výhod nižší tělesné teploty. Terapeutická hypotermie může být využita k léčbě oživených (tj. resuscitovaných) obětí srdeční zástavy. Nová léčebná metoda je schopna snížit úmrtnost úspěšně resuscitovaných obětí srdeční zástavy o 35 procent a zvýšit šanci na dobrý neurologický výsledek o 39 procent[Jak odkazovat a odkaz na shrnutí nebo text]. Pokaždé, když je pacient se srdeční zástavou léčen s terapeutickou hypotermií, mohou lékaři zachránit jeden život. Vzhledem k tomu, že srdeční zástava je nejčastější příčinou úmrtí v průmyslovém světě, má terapeutická hypotermie sílu zachránit enormní počet pacientů.[Jak odkazovat a odkaz na shrnutí nebo text]
Kromě toho existuje stále více důkazů o tom, že podchlazení zvyšuje šance na přežití a kvalitu u pacientů trpících jinými ischemickými urážkami, jako je cévní mozková příhoda nebo generalizované mozkové trauma[Jak odkazovat a odkazovat na shrnutí nebo text]. Podchlazení lze také použít k léčbě horečky u pacientů trpících neurologickými poraněními.
Hypotermie se uplatňuje terapeuticky již od starověku. Řecký lékař Hippokrates, jmenovec Hippokratovy přísahy a pravděpodobně první moderní lékař na světě, prosazoval balení zraněných vojáků do sněhu a ledu. Napoleonský chirurg baron Dominque Larrey zaznamenal, že důstojníci, kteří byli drženi blíže ohni, přežívali méně často než minimálně hýčkaní pěšáci. V moderní době byl v roce 1945 publikován první lékařský článek týkající se podchlazení.Tato studie se zaměřila na účinky podchlazení na pacienty trpící těžkým poraněním hlavy. V 50. letech minulého století se podchlazení dočkalo prvního lékařského uplatnění, bylo použito při operacích nitromozkové výdutě k vytvoření bezkrevního pole. Většina raných výzkumů se zaměřila na aplikace hlubokého podchlazení, definovaného jako tělesná teplota mezi 20-25 °C (68-77 °F). Takový extrémní pokles tělesné teploty s sebou přináší celou řadu vedlejších účinků, vedlejších účinků, které způsobily, že použití hlubokého podchlazení bylo ve většině klinických situací nepraktické.
V tomto období také docházelo ke sporadickým výzkumům mírnějších forem hypotermie, přičemž mírná hypotermie byla definována jako tělesná teplota mezi 32-34°C (89,6-93,2°F). V 50. letech doktor Rosomoff demonstroval u psů pozitivní účinky mírného podchlazení po mozkové ischemii a traumatickém poranění mozku. V 80. letech další studie na zvířatech ukázaly schopnost mírného podchlazení působit jako obecné neuroprotektivum po zablokování průtoku krve do mozku. Tato data na zvířatech byla podpořena dvěma přelomovými studiemi na lidech, které byly publikovány současně v roce 2002 časopisem New England Journal of Medicine. Obě studie, z nichž jedna se vyskytla v Evropě a druhá v Austrálii, prokázaly pozitivní účinky mírného podchlazení aplikovaného po srdeční zástavě. V reakci na tento výzkum schválila v roce 2003 Americká srdeční asociace (AHA) a Mezinárodní styčný výbor pro resuscitaci (ILCOR) použití terapeutické hypotermie po srdeční zástavě. V současnosti stále větší procento nemocnic po celém světě začleňuje pokyny AHA/ILCOR a podchlazené terapie zařazuje do svého standardního balíčku péče o pacienty trpící srdeční zástavou. Někteří výzkumníci jdou tak daleko, že tvrdí, že podchlazení představuje lepší neuroprotektivum po zablokování krve do mozku než jakýkoli známý lék.
Údaje týkající se neuroprotektivních vlastností hypotermie po srdeční zástavě lze nejlépe shrnout do dvou studií publikovaných v časopise New England Journal Medicine. První z těchto studií provedená v Evropě se zaměřila na lidi, kteří byli resuscitováni 5-15 minut po kolapsu. Pacienti účastnící se této studie zaznamenali spontánní návrat krevního oběhu (ROSC) v průměru po 105 minutách. Subjekty byly poté ochlazovány po dobu 24 hodin s cílovou teplotou 32-34°C (89,6-93,2°F). Příznivé výsledky zaznamenalo 55% ze 137 pacientů ve skupině s hypotermií, zatímco ve skupině, které byla po resuscitaci poskytnuta standardní péče, to bylo pouze 39%. Úmrtnost ve skupině s hypotermií byla o 14% nižší, což znamená, že na každých 7 léčených pacientů byl zachráněn jeden život. Zejména komplikace mezi oběma skupinami se zásadně nelišily. Tyto údaje byly podpořeny další podobně provedenou studií, která proběhla současně v Austrálii. V této studii zaznamenalo dobré výsledky 49 % pacientů léčených podchlazením po srdeční zástavě ve srovnání s pouze 26 % pacientů, kterým byla poskytnuta standardní péče.
Většina údajů týkajících se účinnosti podchlazení při léčbě cévní mozkové příhody je omezena na studie na zvířatech. Tyto studie se zaměřily primárně na ischemickou, na rozdíl od hemoragické cévní mozkové příhody, protože podchlazení je spojeno s nižším prahem srážlivosti. V těchto studiích na zvířatech představovalo podchlazení účinný všeúčelový neuroprotektiv.Tato slibná data vedla k zahájení studií na lidech. Bohužel v době publikování tohoto článku nebyly dosud vráceny žádné výsledky. Z hlediska proveditelnosti však bylo zjištěno, že použití podchlazení ke kontrole intrakraniálního tlaku (ICP) po ischemické cévní mozkové příhodě je bezpečné a zároveň praktické. V roce 2008 bylo prokázáno, že dlouhodobé podchlazení vyvolané nízkými dávkami sirovodíku, slabého, reverzibilního inhibitoru oxidativní fosforylace, snižuje rozsah poškození mozku způsobeného ischemickou cévní mozkovou příhodou u potkanů.
Účinky zvýšené tělesné teploty po srdeční zástavě, cévní mozkové příhodě a mozkovém traumatu jsou překvapivě výrazné [Jak odkazovat a odkaz na shrnutí nebo text]. Podle jedné studie zvýšená tělesná teplota silně korelovala s prodlouženým pobytem na JIP u pacientů trpících mozkovou ischemií nebo mozkovým traumatem. Jiná studie uvedla, že ti, kteří trpěli buď mozkovým traumatem nebo mozkovou ischemií, kteří vstoupili na JIP s horečkou, měli o 14% vyšší úmrtnost než pacienti s normotermií. Zdá se, že ischemický nebo traumatizovaný mozek je zvláště citlivý na škodlivý vliv zvýšené teploty. Boj s horečkou pomocí zařízení tlumících teplotu představuje kritický aspekt neurologické péče.
Tváří v tvář tomuto rozsáhlému souboru klinických dat se mnoho vědců pokusilo vysvětlit buněčné procesy zodpovědné za terapeutický účinek hypotermie po zablokování krevního toku do mozku [Jak odkazovat a odkazovat na shrnutí nebo text]. Nejstarší vysvětlení, proč hypotermie působila jako neuroprotektiv, se zaměřovalo na zpomalení buněčného metabolismu, které vyplynulo z poklesu tělesné teploty. Při každém poklesu tělesné teploty o stupeň Celsia se buněčný metabolismus zpomaluje o 5-7%. Kvůli této realitě se většina raných teoretiků domnívala, že hypotermie zmírňuje škodlivé účinky nedostatku kyslíku tím, že snižuje tělesnou potřebu kyslíku. Počáteční důraz na buněčný metabolismus vysvětluje, proč se rané studie téměř výhradně zaměřovaly na aplikaci hlubokého hypotermie, protože tito výzkumníci věřili, že terapeutické účinky hypotermie přímo korelují s rozsahem poklesu teploty.
Novější data ukazují, že i mírné snížení teploty může fungovat jako neuroprotektivum[Jak odkazovat a odkazovat na shrnutí nebo text]. Zdá se, že to naznačuje, že podchlazení působí na dráhách, které přesahují pouhý metabolismus. Současní výzkumníci tedy sice nezavrhují skutečnost, že buněčný metabolismus hraje roli v terapeutické hodnotě podchlazení, ale většina z nich hledala jiné dráhy v naději, že vysvětlí schopnost podchlazení působit jako neuroprotektivum.
Jedno z nejslibnějších vysvětlení se soustřeďuje na sérii reakcí, k nimž dochází po nedostatku kyslíku, zejména těch, které se týkají iontové homeostázy. Ve skutečnosti není buněčná smrt způsobena přímo nedostatkem kyslíku, ale spíše kaskádou reakcí, k nimž nedostatek kyslíku vede. Buňky potřebují kyslík k vytvoření ATP – molekuly, kterou buňky používají k ukládání energie – a buňky potřebují ATP k regulaci hladiny buněčných iontů. Jednoduše řečeno, buňky používají ATP jako palivo jak pro dovoz iontů nezbytných pro buněčnou funkci, tak pro odstraňování iontů, které jsou škodlivé pro buněčnou funkci. Bez kyslíku nemohou buňky vyrobit potřebný ATP k regulaci hladiny iontů, a tudíž nemohou zabránit mezibuněčnému prostředí, aby se přiblížilo koncentraci iontů vnějšího prostředí. Není to samotná ztráta kyslíku, co urychluje buněčnou smrt, ale spíše narušení homeostázy vyplývající z nedostatku kyslíku, které vede k buněčné apoptóze.
Vrátíme-li se k podchlazení, je pozoruhodné, že i malý pokles teploty podporuje stabilitu buněčné membrány v obdobích nedostatku kyslíku. Z tohoto důvodu pomáhá pokles tělesné teploty zabránit přílivu nežádoucích iontů během ischemické urážky. Tím, že je buněčná membrána nepropustnější, pomáhá podchlazení zabránit kaskádě reakcí vyvolaných nedostatkem kyslíku. I mírné poklesy teploty posilují buněčnou membránu a pomáhají minimalizovat jakékoli narušení buněčného prostředí. Právě zmírněním narušení homeostázy způsobené zablokováním krevního oběhu dnes mnozí postulují za následek schopnost podchlazení minimalizovat trauma vyplývající z ischemických zranění.
Terapeutický účinek hypotermie se neomezuje pouze na metabolismus a stabilitu membrány. Jiný myšlenkový směr se zaměřuje na schopnost hypotermie zabránit poraněním, ke kterým dochází po návratu krevního oběhu do mozku, nebo tomu, co se nazývá reperfuzní poranění. Jedinec trpící ischemickou urážkou trpí poraněním i po obnovení krevního oběhu. U potkanů bylo prokázáno, že neurony často umírají celých 24 hodin po návratu krevního oběhu. Někteří teoretizují, že tato opožděná reakce se odvozuje od různých zánětlivých imunitních reakcí, ke kterým dochází během reperfuze. Tyto zánětlivé reakce způsobují nitrolební tlak, tlak, který vede k poranění buněk a v některých situacích k buněčné smrti. Bylo prokázáno, že hypotermie pomáhá mírnit nitrolební tlak, a tedy minimalizovat škodlivý účinek zánětlivých imunitních reakcí pacienta během reperfuze. Kromě toho reperfuze také zvyšuje produkci volných radikálů. Mnozí dnes mají podezření, že hypotermie snižuje jak nitrolební tlak, tak produkci volných radikálů, což zlepšuje výsledky pacienta po zablokování průtoku krve do mozku.
Zdravotničtí pracovníci se musí snažit minimalizovat třesavku pacienta. Pro člověka představuje teplota jeden z našich nejpřísněji regulovaných parametrů. Když tělesná teplota klesne pod určitou hranici – obvykle kolem 36 °C (96,8 °F) – pacienti se začnou třást. Zdá se, že bez ohledu na techniku použitou k vyvolání podchlazení se pacienti začnou třást, když teplota klesne pod tuto hranici. Toto chování brání schopnosti zdravotníků vyvolat podchlazení. Z tohoto důvodu by mělo být podchlazení vyvoláno ve spojení s léky, které této reakci brání. Nejčastěji užívanými léky jsou Desfluran a Demerol. A konečně, kliničtí lékaři by měli pacienty pomalu a rovnoměrně přetáčet, aby se předešlo nezdravým výkyvům nitrolebního tlaku. K přetahování pacienta by mělo docházet rychlostí 0,5-1 °C za hodinu, aby se předešlo zranění. Ve skutečnosti k většině úmrtí způsobených terapeutickým podchlazením docházelo v průběhu fáze přetahování, úmrtí se snadno předešlo pomalým a přesným přetahováním.
Chladicí katetry regulují teplotu pomocí invazivního vnitřního manévrování. Proces funguje tak, že se katetr zavede do stehenní žíly a umístí se do blízkosti srdce. Jakmile se katetr dostane do srdce, řídící jednotka reguluje teplotu solného roztoku cirkulujícího buď kovově potaženou trubicí, nebo balónkem. Solný roztok ochlazuje celé tělo pacienta tím, že snižuje teplotu krve pacienta, když opouští srdce. Hlavní výhodou katetrů oproti jiným alternativám chlazení je jejich přesnost a rychlost. Katetry snižují teplotu rychlostí blížící se 4 °C za hodinu . Díky použití sofistikované řídící jednotky mohou katetry zvýšit tělesnou teplotu na 0,1 °C od cílové úrovně. Tato úroveň přesnosti umožňuje lékařům vyhnout se mnoha nástrahám spojeným s příliš hlubokou úrovní podchlazení. Kromě toho mohou katetry zvyšovat teplotu rovnoměrnou rychlostí, což pomáhá zabránit škodlivému nárůstu nitrolebečního tlaku
Tato invazivní technika bývá spojována s krvácením, infekcí, cévními punkcemi a hlubokou žilní trombózou. Zvláště škodlivá je infekce způsobená chladicími katetry, neboť resuscitovaní pacienti jsou vysoce zranitelní komplikacemi spojenými s infekcemi. Také krvácení představuje pro pacienty významné nebezpečí, a to kvůli sníženému koagulačnímu prahu způsobenému podchlazením. Riziko hluboké žilní trombózy by mohlo být nejnaléhavější zdravotní komplikací. Jedna studie zjistila, že případy hluboké žilní trombózy vzrostly o 33 %, pokud byl pacientův katetr udržován v činnosti 4 dny nebo méně, a o 75 %, pokud byl jeho katetr ponechán připojený 4 dny nebo déle. Hlubokou žilní trombózu lze charakterizovat jako zdravotní příhodu, při níž se v hluboké žíle, obvykle v žíle stehenní, vytvoří krevní sraženina. Tento stav se stává smrtelným, pokud sraženina putuje do plic a způsobí plicní embolii. Navíc katetry tím, že lékařům znemožňují přístup do žíly stehenní, často brání podání dalších nezbytných lékařských zákroků. Také na rozdíl od neinvazivních alternativ vyžaduje aplikace katetrů pozornost a čas dohlížejícího lékaře. Bylo zjištěno, že nález MUDr. oddaluje zavedení katetru až o 75 minut a odvádí lékaře od dalších důležitých povinností.
Vodní přikrývky jsou technologie, při které studená voda prostrkuje přikrývku pomocí pozitivního tlaku. Aby se teplota snížila optimální rychlostí, musí zdravotníci pokrýt 80% plochy povrchu pacienta vodními přikrývkami. Tyto přikrývky jsou obvykle rozšířeny ledovými obklady nebo studenými ventilátory, aby se dosáhlo rychlejšího poklesu teploty. Tato technika řízení teploty se datuje do 50. let 20. století a představuje asi nejlépe studovaný prostředek kontroly tělesné teploty. Vodní přikrývky snižují teplotu pacienta výhradně ochlazováním pacientovy kůže, a proto nevyžadují žádné vkládání čehokoliv do pacientova těla. Kromě toho mohou ošetřovatelé podávat vodní přikrývky bez dohledu MUDr.
Vodní přikrývky mají několik nežádoucích vlastností. Za prvé, jsou obzvláště náchylné k prosakování a z tohoto důvodu představují vážné elektrické nebezpečí. Vodní přikrývky jsou také náročné na práci a vyžadují téměř neustálé sledování. Vodní přikrývky nebyly navrženy s ohledem na sofistikované řízení teploty a použití vodních přikrývek pro tento účel vyžaduje velké úsilí ze strany nemocničního personálu. Kromě požadované práce snižují vodní přikrývky tělesnou teplotu pomaleji než jiné alternativy chlazení. Většina přístrojů nyní přichází se sondami teploty jádra. Po vložení do konečníku pacienta lze sledovat tělesnou teplotu jádra. Vodní přikrývka pak může být nastavena na požadovanou teplotu nastavenou poskytovatelem zdravotní péče. Což na oplátku umožňuje přesnější teplotní rozmezí. Vodní přikrývky také mohou pacienty ochlazovat méně přesně než alternativní metody. Vodní přikrývky mají tendenci překračovat cílovou teplotu a ochlazovat pacienty na hodnoty pod 32 °C (89,6 °F). Negativní vedlejší účinky podchlazení zvyšují prevalenci tím, čím nižší tělesná teplota pacienta klesá, takže zbytečné kolísání teploty poškozuje zdraví pacienta. Stejně tak, vzhledem k jejich nepřesnosti, vodní přikrývky často přetáčejí pacienty příliš rychle. To vede k prudkým nárůstům intrakraniálního tlaku, nárůstům, které mohou způsobit vážné poranění mozku a v některých případech k úmrtnosti pacienta.
V poslední době došlo k pokroku v neinvazivní technologii ztělesněné lékařským přístrojem zvaným Arctic Sun. Arctic Sun se pokouší kombinovat neinvazivní charakter vodních přikrývek s přesností a rychlostí katetrů. Arctic Sun se skládá z řídicího modulu a připojených gelových polštářků. Gelové polštářky se lepí na tělo pacienta pomocí lepidla zvaného hydrogel – látky, která přilne k pokožce, aniž by odstranila vlasové folikuly. Při ochlazování pacienta pokrývají gelové polštářky Arctic Sun pouze 40% plochy povrchu pacienta, takže většina těla pacienta je volná pro rozšíření lékařských zákroků. Řídicí modul používající negativní tlak cirkuluje těmito polštářky vodu při teplotě mezi 4-42°C (39,2-107,6°F). Voda je přes polštářky spíše protahována než tlačena, což zase minimalizuje riziko úniku.
Regulací teploty vody protékající gelovými polštářky dokáže kontrolní modul Arctic Sun efektivně dostat teplotu pacienta na požadovanou úroveň rychlostí 1,5 °C za hodinu. Díky použití sofistikovaného počítačového algoritmu může Arctic Sun dosáhnout přesnosti 0,2 °C s minimálním monitorováním ze strany zdravotníků. Tato přesnost umožňuje pomalé a metodické přetlačování a zabraňuje nadměrným skokům v intrakraniálním tlaku. Vzhledem k neinvazivní povaze Arctic Sun je však této přesnosti dosaženo bez řady vedlejších účinků spojených s invazivními procedurami, jako jsou chladicí katetry.
Závažná stížnost vznesená proti Arctic Sun se týká rizika poranění kůže. Jedna studie dokonce zjistila, že jeden z deseti tisíc pacientů léčených Arctic Sun trpěl nějakou formou kožního výskytu. Jiní výzkumníci tvrdí, že katetry mohou snižovat tělesnou teplotu rychlejším tempem, což je relevantní, protože většina klinických údajů naznačuje, že čím dříve je zahájeno ochlazování, tím lepší je pacientův výsledek. Výzkum však ukazuje široké rozdíly v rychlostech ochlazování všech přístrojů, odchylky způsobené specifiky pacientova stavu a sedačních protokolů. Dále existuje v průměru 75minutová prodleva mezi vstupem a zavedením katetru lékařem, zatímco Arctic Sun, stejně jako vodní přikrývky, mohou podávat ošetřovatelé bez dozoru. Takže ačkoliv se katetry ochlazují rychleji, kvůli včasnému podání většina studií zjistila, že pacienti léčení Arctic Sun dosáhli své cílové teploty zhruba ve stejnou dobu po kolapsu jako pacienti léčení katetry.
Využití hypotermie k terapeutickým účelům představuje techniku s rostoucí mírou využití. Před několika desítkami let byla prakticky neznámá a dnes je součástí standardního balíčku péče o tisíce jedinců, kteří každoročně trpí srdeční zástavou. Přesto se studiemi na lidech, které se zabývají účinností hypotermie při léčbě ischemické cévní mozkové příhody a mozkového traumatu v procesu dokončování, zdá, že současné terapeutické využití hypotermie představuje pouze špičku ledovce.