Neuroprotection mechanisms in cerebral hypothermia (Review)

The review focuses on the neuroprotective mechanisms of therapeutic hypothermia from the standpoint of metabolic depression and genomic reprogramming of neurons that develop when brain temperature decreases. The concept of hypothermic pre-conditioning based on the development of typical nonspecific reactions for the formation of the cytoprotective phenotype of neurons due to potentially dangerous stimuli, such as ischemia, reperfusion, and hypothermia, was used to explain the effects of low temperatures. The data confirming the role of therapeutic cerebral hypothermia as a technique of selective brain exposure to mild cold for the neuroprotection and correction of temperature balance disorders are shown. The approach to therapeutic hypothermia as a hypothermic pre-conditioning allows to significantly expand the scope of its use in various procedural variants. © 2019, V.A. Negovsky Research Institute of General Reanimatology. All rights reserved

Коррекция нарушений теплового баланса головного мозга в терапии и реабилитации пациентов с церебральной патологией

Temperature monitoring of the brain using radiothermometric technology allows you to assess the imbalance of the thermal balance of the brain, and the technique has shown the possibility and information content of its use in the diagnosis of cerebral lesions. In healthy individuals, at rest, the average temperature of the left (36.74 ± 0.37 ° C) and the right hemisphere (36.64 ± 0.32 ° C). In boxing athletes who received "planned" minor traumatic brain injuries after training sparring, the average temperature of the left (38.4 ± 0.28 ° C) and right temperature (38.2 ± 0.45 ° C), which is significantly elevated. Patients in chronic critical conditions showed a monotonous temperature distribution in the left (36.98 ± 0.18 ° C) and right hemispheres (36.88 ± 0.21 ° C). The temperature heterogeneity of the brain in this category of patients was less pronounced compared with healthy individuals, athletes after sports head injury.Поражения головного мозга весьма часто приводят к нарушениям общего и церебрального теплового баланса, играющим важную роль в патогенетических механизмах вторичных повреждений нейронов. Краниоцеребральная гипотермия позволяет купировать нарушения общего и церебрального термогомеостаза и проявляет выраженные нейропротективные эффекты, что позволяет рекомендовать её применение в составе лечебных и реабилитационных мероприятий. Краниоцеребральная гипотермия, по сравнению с методиками общего охлаждения организма, направлена в первую очередь на понижение температуры мозга, а не внутренних органов, то есть на достижение эффектов нейропротекции. Температурный мониторинг головного мозга с использованием радиотермометрических технологии позволяет оценить нарушения теплового баланса мозга, а методика показала возможность и информативность использования её в диагностике церебральных поражений. У здоровых лиц в покое значения усредненной температуры левого (36,74 ± 0,37°С) и правого полушария (36,64 ± 0,32°С). У спортсменов-боксеров, получивших «запланированные» легкие черепно-мозговые травмы после тренировочных спаррингов, значения усредненной температуры левого (38,4 ± 0,28°С) и правого (38,2 ± 0,45°С), что оказывается существенно повышенным. У пациентов в хронических критических состояниях выявлено монотонное распределение температуры в левом (36,98±0,18°С) и правом полушариях (36,88±0,21°С). Температурная гетерогенность мозга у данной категории пациентов была менее выражена по сравнению со здоровыми лицами, спортсменами после спортивной черепно-мозговой травмы

Therapeutic Hypothermia Systems

We report here a comparative analysis of equipment for therapeutic hypothermia as used in a variety of emergency situations. We present facts arguing for the preferential use of intravenous invasive and superficial noninvasive general hypothermia in neurosurgery, heart surgery, and cardiopulmonary resuscitation, and selective cerebral hypothermia using nasopharyngeal and craniocerebral cooling in head injuries and strokes. Appropriate selection of technologies can increase treatment efficacy. © 2021, Springer Science+Business Media, LLC, part of Springer Nature