中暑是普遍存在于消防员、运动员和部队战士中的一种急症,从事这些职业的人员均需在高温或高湿 环境下进行强体力劳动[1-3]。军人在军事演习或是执行任务过程中对体力要求较高,且通常不能及时休息,加之特殊的防护服和防护装备的使用减少了机体散热,这些极端条件增加了部队战士遭受热损伤的风险[4]。
热应激取决于环境(包括辐照、环境温度、空气流动及湿度等)和行为(如劳动强度和防护服等)因素[5-6],当部分危险因素同时存在,会迅速导致劳力性热射病的发生。劳力性热射病发病急,病死率高。因此,发病时应立即采取紧急治疗措施以确保生存率。降低劳力性热射病发病率的关键是预防,军事训练过程中及时发现先兆热损伤患者并对其进行相应的救治至关重要。目前部队热损伤性疾病发病率高,部分原因是热损伤的快速鉴别诊断和合理的治疗措施在军队中没有得到很好的贯彻实施[3, 7]。本研究的目的在于讨论劳力性热射病的含义、危险因素、治疗和护理措施,以期为我军中暑预防和治疗提供参考。
1 劳力性热射病的流行情况热射病是最严重的中暑表现,是一种危及生命的急症,其临床特点是中心体温急剧升高[可高于40 ℃(104 °F)]、多器官功能衰竭及中枢神经系统异常(如谵妄、意识模糊、躁狂)[8]。劳力性热射病在部队、运动员和某些职业人群(比如农民)中发病率高、病死率高。第一次海湾战争和第二次海湾战争后,尽管美军在热射病的预防方面采取了相应的措施,但是,在过去的5年中热射病或热衰竭在美军中的发病率并未降低,2013年热射病和热衰竭的发病率大约为0.25/1 000人年和1.57/1 000人年[3]。热射病的病死率极高,劳力性热射病是运动员的第3大致死原因。热射病高发的主要原因是对劳力性热射病的危险因素认识不足,忽略了热安全防护规程。因此,能否认识热损伤的危害性因素显得至关重要。
2 劳力性热射病的危险因素劳力性热射病的产生是多种危险因素共同作用的结果。通常将危险因素分为两个方面:内在危险因素(个体健康状态、热耐受锻炼)和外在危险因素(环境因素、运动强度、身体负荷),见表 1[7]。认识内在危险 因素能够帮助医护工作者在战士训练过程中做出明智的临床决策并及时对患者进行治疗。而明确外在危险因素能够指导战士训练计划的制定和防护措施的实施。
内源性(个体)危险因素 | 外源性(环境)危险因素 |
热相关疾病史 | 运动强度 |
年龄(<15岁或>65岁) | 过多着装或防护装备 |
饮酒 | 缺水 |
健康条件(呼吸系统、血液系统或心血管系统) | 环境温度 |
脱水症状 | 湿度 |
睡眠不足 | 湿球温度 |
药物或保健品 | |
肥胖 | |
情绪过激 | |
水土不服或/和缺氧条件 | |
近期疾病状况 | |
镰状细胞性贫血 |
2.1 内在危险因素
除了热损伤疾病史,运动性中暑的内在危险因素范畴还包括镰状细胞性贫血和过激情绪等[4, 9-10]。此外,美国军方的数据显示超重士兵有更高的风险遭受持续性热损伤[10]。低氧环境下的有氧活动也已被列为劳力性热射病的诱发因素[11]。特别需要强调的是,军事信念教育和健康教育的脱节也是劳累性中暑的危险因素,例如在“任务第一”信念的指导下,战士在执行任务过程中往往会忽略身体出现的一些重要热应激征兆,如疲乏、头晕、心悸等,错失早期发现的时机。身体素质差的运动员为了赶上身体素质较好的运动员必须更加努力地锻炼,容易忽视身体发出的包括脱水、心动过速、汗闭等热应激警示体征。除此之外,许多类药物已经被证实与中暑有关(表 2)[7]。
机制 | 药物类型 |
降低出汗率 | 抗组胺药 抗胆碱药 |
改变皮肤的血流量 | 钙通道阻滞剂 女性性激素 辣椒素 |
降低心肌收缩 | β受体阻滞剂钙 通道阻滞剂 |
增加产热(机能亢进),下丘脑体温调节中枢 | 拟交感神经药 安非他明 麻黄碱 1,3-二甲基苯丙氨酸(拟交感神经特性) 水杨酸盐类(超过治疗剂量) |
常用药物导致中暑的作用机制取决于药物类别。抗胆碱能药(抗组胺剂、抗抑郁药或抗精神病药)能够抑制出汗、减少散热[8, 12];心血管药(抗高血压药或利尿药)能够抑制脱水和高热引起的正常生理反应[12]。对于年轻人而言,膳食补充剂的使用也会引发中暑[7]。
近期研究显示美国许多作战部队中膳食增补剂的使用量都较大[13],包括能够增加产热的安非他明或麻黄碱。从中药麻黄中提取的麻黄碱能够引发运动员的严重热损伤,增加部队战士的劳力性热射病的发生率及病死率[14-17]。尽管机能增进剂导致热损伤的机制尚不清楚,但是相关的研究提示,军队相关医护人员和重症监护护士应该筛查劳力性热射病患者近期药物的使用情况和膳食增补剂的种类和摄入量。
2.2 外在危险因素部队成员由于长期处于极端气候环境中进行紧张剧烈的训练,成为遭受热损伤的高危人群。例如,美军夏季阿富汗执行任务时,经常遭遇51 ℃(124 ℉)的高温,而负重(包括防弹衣)平均达12.3 kg(27磅),且该过程中得不到充分的休息,这些因素综合作用导致热损伤很容易发生。由于军事行动的特殊性,以上诱发因素难以得到改善,且军事人员常常需要执行超体能负荷的任务。因此,这些人员因个体和环境因素增加了罹患劳力性热射病的风险。有明确证据显示劳力性热射病是由多种因素导致的且因人而异,但是,高热是任何危险因素的前提[4]。
高热是指人体中心体温高于正常值(36.5~37.5 ℃) 的情况[4]。人体内环境稳态的维持需要体温维持在37 ℃左右且波动范围较小。当体温波动时,为了维持体温正常,机体需要通过代偿性和非代偿性体温调节系统共同发挥作用使体温保持在正常范围[18]。当进行剧烈的体力活动时,健康人的体温会升高,但当机体代谢和环境条件的改变超出心血管系统和中枢神经系统的代偿范 围时,机体就会发生高热(中心体温>40 ℃),并且增加罹患劳力性热射病的风险[19-20]。
虽然有个案研究显示,在温度高达46.5 ℃(116 °F) 的热射病患者中存在治愈康复的案例,但是总的生存率极低。高热导致组织损伤的严重程度取决于高温临界值的高低[21]。高温临界值是指机体发生细胞病死之前组织的受热强度和持续时间。当机体中心体温较高时,代偿性体温调节将失代偿,进而将发生细胞蛋白变性,之后5 min内就将出现细胞凋亡(细胞程序性死亡)[22-23]。如果未能及时发现并紧急处理机体的高热症状,机体将在数分钟内引发劳力性热射病进而危及患者生命。
3 临床处理劳力性热射病发病急、进展快,若不及时救治将威胁患者的生命安全。因此,尽早发现热射病的早期临床表现至关重要。鉴别诊断出先兆热射病患者后应立即对其进行症状严重程度评估,同时对其进行降温处理,建议在30 min内将中心体温降至40.5 ℃以下。如果降温措施及时并且有效,可使热射病的生存率达到100%[24]。
劳力性热射病相关的早期临床指标依次是血流动力学状况、中心体温和精神状况。护理人员必须评估患者的上述生命体征并维持其稳定进而正确诊断劳力性热射病的先兆体征并积极采取降温措施。中枢神经系统功能障碍是劳力性热射病的临床特征,表现为意识模糊和躁狂。劳力性热射病的支持护理应该首先进行气道、呼吸和血液循环的评估(airway breathing and blood circulation,ABCs),之后快速建立意识的基线值,并且借助格拉斯哥昏迷量表(glasgow coma scale,GCS) [25]进行评分。除此之外,评价指标还包括疾病史、用药和/或膳食增补剂情况、入院体温和已知的最高体温、入院时临床表现和生命体征等。
4 支持护理 4.1 重症监护护理措施劳力性热射病的重症监护护理措施还包括早期血流动力学监测和晶体静脉注射液补液,特别注意的是应优先选择冷却的(4 ℃)0.9%氯化钠作为晶体静脉注射液[26],禁忌使用复方乳酸钠注射液,因为高热的组织能够抑制肝脏功能从而使乳酸盐不能正常代谢而产生恶性乳酸性酸中毒[27]。许多研究证实腋下、耳蜗、口腔和皮肤的温度通常不能准确提示机体的中心体温,特别是在剧烈运动之后这几个部位的温度均不能代表中心体温[28-29]。先兆热射病患者的肛温对于评估中心体温有参考价值。热射病愈后中心体温应维持在39 ℃(102 ℉)以下。
4.2 降温当肛温显示体温升高或疑似发热时应立即对患者进行降温处理。热从体内迅速转移至皮肤,再从皮肤至环境才属于有效的降温。劳力性热射病的严重程度取决于患者中心体温超出高温临界值(38.6 ℃)的持续时间,体温超过高温临界值将造成细胞损伤。将体温在30 min内降至40 ℃以下对生存率和愈后的影响非常关键[4]。当情况不确定时,应该遵照“先降温后转移”的原则以确保处理迅速。
降低中心体温的最有效途径是除去阻碍散热的衣物和装备,并将躯干和四肢浸泡在凉水中[1~14 ℃(35~57.2℉)][30]。在该过程中需要不停搅拌使水保持流动状态,这样凉水可以迅速置换接近皮肤周围被体温加热的水。此外,在头部敷一块凉的湿毛巾可以进一步加快降温速度。但是在偏僻的地方或是野外时冰水并不是那么容易获得,在资源有限的情况下为了应急可用随手可及的水对患者进行降温处理。这个方法能够达到0.1~0.2 ℃/min的降温效率[31]。
5 展望劳力性热射病在军队士兵中有较高的发病率和病死率,不仅危及战士的生命健康而且影响军队的作战能力。尽管目前的医学水平有了很大提高,但是军队中士兵劳力性热射病患病率仍居高不下。2011年调查显示,美军海军陆战队中劳力性热射病的发病率是其他普通作战部队的5倍[32]。此外,有关调查数据显示热射病愈的士兵在30年内首次入院治疗过程中来自于心衰、肾衰及肝脏衰竭的死亡风险是其他非热损伤性疾病愈士兵的两倍[33],表明热射病导致的机体损伤是广泛和持久的。随着全球气候变暖持续,高温环境扩大,军人在高温环境下从事军事作业的机会增加,加上新装备的涌现,热负荷加重,热射病成为威胁军人健康、影响战斗力的重要挑战。因此,劳力性热射病防治的基础和应用研究受到了各国军队前所未有的重视。在基础研究方面,应用组学(基因组学、蛋白组学、代谢组学和细胞组学)技术策略在器官、组织、细胞和分子水平探索热射病发病早期的病理生理机制,从而发现热损伤病理改变的早期事件,为热射病患者先兆预警和鉴别诊断提供可靠的标志物成为可能。在应用研究方面,科学合理的热习服训练、早期的鉴别诊断和有效的紧急临床治疗是防治劳力性热射病的关键策略。临床急救最有效的降温方法是冰水或冷水浸泡,并且该方法应该被视为治疗热射病的有效途径[30]。如果上述方法无效,不间断地水敷联合通风散热是在获得后期治疗前的另一有效措施。在现阶段,如何使这些措施在基层部队推广应用、有效防治劳力性热射病是医务工作者和管理工作者需要共同努力的目标。
[1] | Murakoshi M, Sekine M. Measures by local government--actions to take in dealing with heat stroke for firefighters[J]. Nippon Rinsho,2012, 70 (6) : 1052 –1056. |
[2] | Armstrong L E, Johnson E C, Casa D J, et al. The American football uniform: uncompensable heat stress and hyperthermic exhaustion[J]. J Athl Train,2010, 45 (2) : 117 –127. DOI:10.4085/1062-6050-45.2.117 |
[3] | Update: heat injuries, active component, U.S. Armed Forces, 2011[J]. MSMR,2012, 19 (3) : 14 –16. |
[4] | Casa D J, Armstrong L E, Kenny G P, et al. Exertional heat stroke: new concepts regarding cause and care[J]. Curr Sports Med Rep,2012, 11 (3) : 115 –123. DOI:10.1249/JSR.0b013e31825615cc |
[5] | Epstein Y, Moran D S. Thermal comfort and the heat stress indices[J]. Ind Health,2006, 44 (3) : 388 –398. DOI:10.2486/indhealth.44.388 |
[6] | Haller C A, Benowitz N L. Adverse cardiovascular and central nervous system events associated with dietary supplements containing ephedra alkaloids[J]. N Engl J Med,2000, 343 (25) : 1833 –1838. DOI:10.1056/NEJM200012213432502 |
[7] | Goforth C W, Kazman J B. Exertional heat stroke in navy and marine personnel: a hot topic[J]. Crit Care Nurse,2015, 35 (1) : 52 –59. DOI:10.4037/ccn2015257 |
[8] | Howe A S, Boden B P. Heat-related illness in athletes[J]. Am J Sports Med,2007, 35 (8) : 1384 –1395. DOI:10.1177/0363546507305013 |
[9] | ACOS Medicine, Armstrong L E, Casa D J, et al. American College of Sports Medicine position standstand. Exertional heat illness during training and competition[J]. Med Sci Sports Exerc,2007, 39 (3) : 556 –572. DOI:10.1249/MSS.0b013e31802fa199 |
[10] | Bedno S A, Li Y, Han W, et al. Exertional heat illness among overweight U.S. Army recruits in basic training[J]. Aviat Space Environ Med,2010, 81 (2) : 107 –111. DOI:10.3357/asem.2623.2010 |
[11] | Gardner J W, Kark J A, Karnei K, et al. Risk factors predicting exertional heat illness in male Marine Corps recruits[J]. Med Sci Sports Exerc,1996, 28 (8) : 939 –944. DOI:10.1097/00005768-199608000-00001 |
[12] | Seto C K, Way D, O’Connor N. Environmental illness in athletes[J]. Clin Sports Med,2005, 24 (3) : 695 –718. DOI:10.1016/j.csm.2005.03.002 |
[13] | Kao T C, Deuster P A, Burnett D, et al. Health behaviors associated with use of body building, weight loss, and performance enhancing supplements[J]. Ann Epidemiol,2012, 22 (5) : 331 –339. DOI:10.1016/j.annepidem.2012.02.013 |
[14] | Lopez R M, Casa D J. The influence of nutritional ergogenic aids on exercise heat tolerance and hydration status[J]. Curr Sports Med Rep,2009, 8 (4) : 192 –199. DOI:10.1249/JSR.0b013e3181ae4f66 |
[15] | Fink E, Brandom B W, Torp K D. Heatstroke in the super-sized athlete[J]. Pediatr Emerg Care,2006, 22 (7) : 510 –513. DOI:10.1097/01.pec.0000227388.91885.4b |
[16] | Oh R C, Henning J S. Exertional heatstroke in an infantry soldier taking ephedra-containing dietary supplements[J]. Mil Med,2003, 168 (6) : 429 –430. |
[17] | Eliason M J, Eichner A, Cancio A, et al. Case reports: Death of active duty soldiers following ingestion of dietary supplements containing 1,3-dimethylamylamine (DMAA)[J]. Mil Med,2012, 177 (12) : 1455 –1459. DOI:10.7205/milmed-d-12-00265 |
[18] | Ha S, Talbott E O, Kan H, et al. The effects of heat stress and its effect modifiers on stroke hospitalizations in Allegheny County, Pennsylvania[J]. Int Arch Occup Environ Health,2014, 87 (5) : 557 –565. DOI:10.1007/s00420-013-0897-2 |
[19] | Epstein Y, Druyan A, Heled Y. Heat injury prevention--a military perspective[J]. J Strength Cond Res,2012, 26 (Suppl 2) : S82 –S86. DOI:10.1519/JSC.0b013e31825cec4a |
[20] | Epstein Y, Roberts W O. The pathopysiology of heat stroke: an integrative view of the final common pathway[J]. Scand J Med Sci Sports,2011, 21 (6) : 742 –748. DOI:10.1111/j.1600-0838.2011.01333.x |
[21] | Sherwood S C, Huber M. An adaptability limit to climate change due to heat stress[J]. Proc Natl Acad Sci USA,2010, 107 (21) : 9552 –9555. DOI:10.1073/pnas.0913352107 |
[22] | Bouchama A, Knochel J P. Heat stroke[J]. N Engl J Med,2002, 346 (25) : 1978 –1988. DOI:10.1056/NEJMra011089 |
[23] | Leon L R, Helwig B G. Heat stroke: role of the systemic inflammatory response[J]. J Appl Physiol,2010, 109 (6) : 1980 –1988. DOI:10.1152/japplphysiol.00301.2010 |
[24] | Casa D J, Guskiewicz K M, Anderson S A, et al. National athletic trainers’ association position statement: preventing sudden death in sports[J]. J Athl Train,2012, 47 (1) : 96 –118. |
[25] | Jones C. Glasgow coma scale[J]. Am J Nurs,1979, 79 (9) : 1551 –1553. DOI:10.2307/3424679 |
[26] | Badjatia N. Hyperthermia and fever control in brain injury[J]. Crit Care Med,2009, 37 (7 Suppl) : S250 –S257. DOI:10.1097/CCM.0b013e3181aa5e8d |
[27] | Glahn K P, Ellis F R, Halsall P J, et al. Recognizing and managing a malignant hyperthermia crisis: guidelines from the European Malignant Hyperthermia Group[J]. Br J Anaesth,2010, 105 (4) : 417 –420. DOI:10.1093/bja/aeq243 |
[28] | Casa D J, Becker S M, Ganio M S, et al. Validity of devices that assess body temperature during outdoor exercise in the heat[J]. J Athl Train,2007, 42 (3) : 333 –342. DOI:10.1016/s0162-0908(08)79198-0 |
[29] | Ganio M S, Brown C M, Casa D J, et al. Validity and reliability of devices that assess body temperature during indoor exercise in the heat[J]. J Athl Train,2009, 44 (2) : 124 –135. DOI:10.4085/1062-6050-44.2.124 |
[30] | McDermott B P, Casa D J, Ganio M S, et al. Acute whole-body cooling for exercise-induced hyperthermia: a systematic review[J]. J Athl Train,2009, 44 (1) : 84 –93. DOI:10.4085/1062-6050-44.1.84 |
[31] | Rav-Acha M, Hadad E, Epstein Y, et al. Fatal exertional heat stroke: a case series[J]. Am J Med Sci,2004, 328 (2) : 84 –87. DOI:10.1097/00000441-200408000-00003 |
[32] | Update: heat injuries, active component, U.S. Armed Forces, 2011[J]. MSMR,2012, 19 (3) : 14 –16. |
[33] | Wallace R F, Kriebel D, Punnett L, et al. Prior heat illness hospitalization and risk of early death[J]. Environ Res,2007, 104 (2) : 290 –295. DOI:10.1016/j.envres.2007.01.003 |