健康和医学

当复杂系统失败时:哺乳动物潜水反应和突然意外的死亡

当一个人游泳或潜水时,哺乳动物潜水响应(MDR)保守氧气。通常MDR用作身体的内置安全特征。然而,有时,MDR与其他因素互动以导致突发意外死亡。特别是,当MDR与称为LONG QT综合征的心脏病的心脏条件结合时,死亡风险增加。在最近的评论中,美国西雅图大学华盛顿大学的弗兰肯教授们提出了MDR在突然意外死亡的情况下的作用,包括溺水。

人体是惊人的复杂。为了确保身体正常工作,它有许多内置的“安全功能”。在面对各种压力时,这些过程通常会让我们存活下来。然而,在任何其他复杂的、紧密耦合的系统中——例如,一个发生故障的部分无法与系统的其余部分隔离开来——存在一个很小但始终存在的灾难性故障风险。在人体中,结果是突然的意外死亡。有时,为了生存而进化的生理过程实际上会导致这些失败。

哺乳动物潜水反应(MDR)是由所有哺乳动物共享的一种这样的安全特征 - 包括人类。MDR是一种聪明的方式,使哺乳动物保持哺乳动物,例如当呼吸暂时中断时,例如当它们浸没在水中,特别是冷水中时。虽然MDR对于水生和半水生动物至关重要,但包括鲸鱼,海豚和密封,而且它也持续存在于陆地居住的哺乳动物中。

华盛顿大学的教授弗兰克·F. Vincenzi最近拉在一起的证据来自不同学科的许多研究者对MDR的突然意外死亡(请参阅参考资料)的明显作用。特别是,Vincenzi教授认为MDR和突然死亡之间的水,即致命性溺水,没有明确病因的链接。

哺乳动物的潜水反应:一种天生的安全特征
MDR由许多生理反应组成,当一个人潜水时或当它们的脸部浸入水中时,它的生理反应是为了当潜水时。虽然通常对水中浸没的反应,但MDR也可以被屏住呼吸的人触发,沉浸在水中,甚至通过简单地将脸部暴露于冷空气。任何这些触发器或它们的组合都可以表明缺氧的风险。身体通过使用MDR来响应以保护氧气。

在MDR期间,自主神经系统的活动变化。自主神经系统负责控制非自愿功能,包括心跳,血液流动和呼吸。自主神经系统的副交感神经分裂通常在休息和放松期间活跃。自主神经系统的交感神经分裂通常在恐惧和压力期间活跃;所谓的“战斗或飞行”反应。在MDR期间,同时激活自主神经系统的两个部门。为了保护氧气,副交感神经缓慢的心脏(一种叫做Bradycardia)的心脏(同时,同时,交感神经将血液从四肢移开,朝向心脏,肺和脑。储存的红细胞也从脾脏中释放。这些变化意味着大多数人可以在水下存活至少30秒,并且可能只需两分钟即可;训练有素的竞争潜水员可以呼吸只要十分钟就可以屏住呼吸。

正常窦性心律的示意图,显示标准波,段和间隔。

当一个复杂的系统出现故障
通常情况下,MDR是保持哺乳动物活水下非常有效。然而,有时候,在一定条件下,由MDR带来的变化可能会导致猝死。

有些人的遗传突变导致称为“长QT综合征”的病症。在长QT综合征中,部分心跳周期的一部分异常延长 - 基本上,心脏的主泵送室,心室,在节拍之间的“复位”时需要更长时间。这可能导致心脏有节奏或心律失常。长QT综合症也可以是由酒精或某些药物消耗引起的。

在一定条件下,耐多药带来的变化可能导致突发性意外死亡。

MDR的过程中,引起副交感神经的下降心脏率带来心律失常的危险性小。该限制,以保持血液流向心脏在身体的某些部位循环交感神经的同时激活,肺和脑可以引发异常的心脏跳动称为外收缩。

如果一个人经历长QT综合征(无论是遗传的,或药物或酒精相关的),心律失常的风险会增加。早搏、长QT间期和心率缓慢的组合会产生一种危险的、异常的心律,称为尖扭转。尖氏扭转心律通常会退化为心室纤颤,这是一种致命的心律。在心室纤颤期间,心脏不是泵而是颤抖,不能有效地将血液输送到全身。除非心室颤动被终止(例如通过电击),否则结果就是猝死。

在猝死哺乳动物潜水响应(MDR)的作用的简图。该MDR被浸入水中激活,婴儿猝死综合症(SIDS)的一些案件和强直阵挛性癫痫。当激活时,MDR导致缓慢的心脏速率(心动过缓),并在同一时间促进了心室(期外收缩)异常心跳。在长QT综合征和心动过缓的存在下,外收缩触发称为尖端扭转(TDP)的异常心脏节律。TDP可能为室颤和猝死。死亡很可能会取决于什么激活了MDR被归类为小岛屿发展中国家,在癫痫(SUDEP)猝死,或致命性溺水。长QT综合征可能是先天性或后天性。获得性长QT综合征是由酒精和一些处方药引起的。当MDR被激活时,可能致命的情况是存在无关
长QT综合征的根本原因

耐多药和溺水
通过保存氧气,多药耐药往往使哺乳动物在水中生存,但有时,对人类来说,这种生理反应可能产生相反的效果。在长QT综合征的情况下,MDR增加了正常情况下安全活动的风险,如游泳和潜水。

此前的研究表明,近30%的不明原因致死性溺水患者携带基因突变,包括长QT综合征,这会增加致命性心律失常的风险。饮酒或吸毒导致的长QT综合征也会增加溺水猝死的风险。仅长QT综合征死亡的风险相当小;许多患有长QT综合征的人过着正常的生活,他们通常从不知道自己患有这种疾病。然而,当MDR被触发时,死亡风险增加。

酒精通常与致命溺水有关。在芬兰开展的最近进行的一项研究中,酒精含量约为。60%的无意致命溺水的受害者。酒精延长了Qt间隔,从而产生了药物诱导的长QT综合征。与MDR造成的心动过缓和额外持久性结合时,突然死亡的风险增加。常见的假设是喝酒后淹死的人喝醉了,无法妥善游泳。然而,其中一些死亡可能是由于酒精造成长QT综合征的能力。

一些药物也会导致长QT综合征。在芬兰的研究中,药物,包括一些延长qt的药物,被发现是大约14%的致命溺水病例的一个因素。有许多医学处方药物已知会导致长QT综合征。在没有其他因素的情况下,这是一个很小的风险。

QT间期延长,被称为尖端扭转型(TDP)。图片来源:Jer5150 CC BY-SA 3.0

几年前,Vincenzi教授被要求就突然在水肺潜水时突然死亡的中年妇女提供建议。这位女士在事件发生前一年一直在服用规定的QT延长药物。然而,当她去潜水时,她经历了心律失常 - 扭转尖头和心室颤动 - 导致她突然死亡。据推测,发生这种情况,因为她的MDR在药物诱导的长QT综合征存在下被激活。

在长QT综合征的情况下,MDR增加了正常情况下安全活动的风险,如游泳和潜水。

莫德水了
虽然多药耐药是为了帮助哺乳动物在水下生存而进化的,但它有时也会在其他情况下被触发。基于对证据的回顾,Vincenzi教授认为,多药耐药有时可能是婴儿猝死综合征(SIDS)和癫痫猝死(SUDEP)的一个因素。

SIDS是一个复杂的问题,但没有单一可识别的原因,尽管已知几个因素来增加风险。遭受SIDS遭受的一些婴儿的呼吸系统损坏表明MDR可能的作用。很少,MDR可以追随面部的曝光,而不是冷,空气。研究表明,在非常少数婴儿中,面对暖空气的曝光会导致心率较慢和呼吸暂停(呼吸暂时停止时)。这可能会解释过热和SID之间的已知链接。此外,SIDS在冬天更常见,因此冷触发的MDR也可能是一个因素。MDR也可能以许多其他方式与SID相关联,例如在存在遗传长QT综合征中。需要更多的研究来建立两者之间的真实联系。

在SUDEP的情况下,似乎是一种“增强” MDR的可能负责猝死的一些实例。在某些类型的癫痫发作,同时整个身体需氧量肌肉呼吸受损。增强MDR企图保存氧气供应到大脑。总之,这些因素形成心动过缓和早搏,心律失常和猝死的致命组合。

溺水,sids和sudep都是复杂系统灾难性失败的例子:人体。Vincenzi教授提出了证据表明,在这些条件的一些(但不是全部)案件中,死亡结果来自MDR的激活。随着在这些情况下可能干预的时间通常非常短,希望预防。为实现这一目标,需要增加对Long Qt作为突然死亡危险因素的认识,特别是与MDR结合的危险因素。

个人反应

是否怀疑耐多药耐药性在其他情况下发挥了作用?

我现在不了解MDR涉及突然死亡的任何其他例子。另一方面,众所周知,人体的另一个先天性“安全特征”,免疫系统的不恰当的激活是众所周知的各种疾病。正如他的经典书籍的第一次教授所指出的那样,安全功能有时会参与创造复杂技术系统的灾难性失败。显然,在复杂的生物系统中可能发生类似的现象。

本文是在研究团队的批准下创建的。这是一个合作制作,由那些特色的支持,免费援助,全球分发。

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