Patologia ambientale: assideramento e radiazioni elettromagnetiche

Patologia Ambientale: Assideramento

Patologia, Lezione N 10, 22/03/2024
Prof. Bonora Massimo
Patologia ambientale: ASSIDERAMENTO
La scorsa volta il prof ha iniziato a trattare l'argomento "Patologia ambientale", in questa lezione si
tratterà di cosa accade al livello sistemico se c'è un eccesso di cessione di calore, ossia una riduzione
significativa della temperatura corporea.
Assideramento è il termine che va a definire l'eccesso di trasferimento termico, un abbassamento della
temperatura corporea pesantemente al di sotto dei 37°. È un fenomeno comune in chi pratica alpinismo ma lo
è soprattutto nei naufraghi.
Si tratterà di ciò che accadde a livello sistemico se c'è una cessione significativa della temperatura corporea.

Classificazione dell'Assideramento

L'assideramento può essere considerato

• Lieve: la temperatura corporea arriva o scende leggermente al di sotto dei 35°C;
• Moderato: se scende al di sotto dei 30°C;
• Severo (semiletale): la temperatura corporea va al di sotto dei 25°C;

Adattamento alle Basse Temperature

Azione Sistemica delle Basse Temperature - Assideramento

Principi di Termoregolazione

Increases
heat loss
Increases
heat loss
Reduces heat gain
Exposing body to
cold environment
Loose
clothing
K
Increased
body
temperature
Sweating
Vasodilation
Decreased basal
metabolic rate
Reduced
activity
Voluntary
responses
Cooling
drink
Temperature-sensitive
receptors in skin
and hypothalamus
Thermostat in hypothalamus
activates cooling mechanisms
Thermostat in hypothalamus
activates warming mechanisms
Hypothalamus
Temperature-sensitive
receptors in skin
and hypothalamus
Increase
thyroid
hormone
Sympathetic
nervous system
activated
Shivering
Generates heat
Eat
Voluntary
responses
Seek heat
source
La temperatura corporea scende
pesantemente al di sotto dei 37°C,
questo stimola i recettori sensibili
alla temperatura sia sulla pelle che
al livello ipotalamico, i quali
innescano delle risposte volontarie
come la ricerca di fonti di calore, la
necessità di mangiare, di fare
attività fisica.
Le risposte ipotalamiche stimolano
Decreased
Increase basal
Vasoconstriction
Piloerection
Generates heat
metabolic rate
body
Increase
muscle activity
Reduces
heat loss
temperature
Warm
clothing
altri meccanismi, in particolare si
Traps air layer
for insulation
Regulation of core body temperature.
Source : HUTCHISON'S CLINICAL METHODS 24 Edition
ha una stimolazione della tiroide:
l'ormone tiroideo è in grado di
accelerare diverse vie biochimiche cataboliche, tra cui la respirazione mitocondriale, col fine di generare
calore.
Un altro meccanismo attivato dall'ipotalamo è quello dei tremori: i brividi sono delle frequenti contrazioni
delle fibre muscolari scheletriche; la contrazione delle fibre muscolari di per sé genera calore.
Si ha inoltre vasocostrizione periferica. I vasi degli arti si costringono, "costringendo" il sangue a spostarsi
verso le porzioni più interne dell'organismo dove rimane più protetto dall'esposizione alle basse temperature.
Questo rallenta il fenomeno di raffreddamento.
1Orripilazione, pelle d'oca. Per alcuni questo meccanismo dovrebbe servire ad intrappolare dell'aria (dalle
sbobine 2023: si pensa essere un residuo evolutivo di quando avevamo molti peli e l'idea è quella che il pelo,
alzandosi, dovrebbe trattenere più aria e l'aria è un ottimo isolante ma su questo meccanismo ci sono molti
dibattiti).

Patogenesi dell'Assideramento

Se un soggetto è esposto ad una bassa temperatura ambientale, la temperatura corporea inizia a scendere, si
attivano i meccanismi di adattamento alle basse temperature (sopra descritti) e l'organismo cerca di ridurre la
dispersione di calore.
Si cerca di compensare l'abbassamento di temperatura, ma fino ad un certo punto.
Se l'abbassamento persiste si ha un'insufficienza dei meccanismi di adattamento e la comparsa di alcuni
fenomeni al livello sistemico. Ci sono 4 particolari fenomeni:

• depressione dell'attività SNC, che è di solito la causa principale di morte nei soggetti assiderati;
• depressione dell'attività respiratoria;
• riduzione dell'output cardiaco e conseguente riduzione della frequenza cardiaca;
• acidosi;

Azione delle Basse Temperature sul SNC

Per ogni grado in meno, l'attività del SNC scende del 6-7% (si tratta solo di una stima). Infatti al di sotto dei
35℃ si ha un rallentamento del metabolismo cellulare, tutte le reazioni chimiche all'interno delle cellule
sono termodinamicamente sfavorite e avvengono più lentamente. Si ha dunque una riduzione delle attività
enzimatiche; tutte le funzioni cellulari sono rallentate e l'organo più colpito è proprio il SNC che vede una
depressione di tutte le sue attività.
Si ha inoltre un rallentamento della velocità di contrazione, i canali ionici sulla membrana plasmatica dei
neuroni fanno più fatica ad aprirsi a queste temperature. Serve uno stimolo più potente per innescare
correttamente potenziali d'azione, e nelle forme più gravi molti neuroni non riescono completamente ad
innescarlo: si ha dunque la perdita completa delle funzioni di quel neurone.
Si assiste ad una riduzione dell'afflusso di sangue al SNC, il cervello si trova di fronte a scarsità di ossigeno
(ma non è una vera e propria ipossia) e ad una ridotta disponibilità di glucosio, cioè l'unica fonte di energia
dei neuroni.
Questi fenomeni sono progressivi, diventano sempre più gravi man mano che la temperatura corporea
scende.
Inizialmente, quando l'abbassamento di temperatura è moderato, osserviamo una perdita di funzioni motorie;
se l'assideramento continua è seguito da perdita di riflessi cognitivi di ordine superiore; infine, quando è in
forma grave si ha una soppressione di tutte le attività vegetative del SNC che possono portare alla morte del
soggetto assiderato.
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Effetti a Livello Cardiovascolare

Nelle prime fasi abbiamo una risposta adattativa: si ha produzione di catecolammine, che inducono tremori,
vasocostrizione, aumento di frequenza cardiaca e della pressione sanguinea.
A mano a mano che la temperatura si abbassa le forme adattative non sono più sufficienti e anche al livello
del cuore c'è una riduzione della velocità di conduzione dei segnali: i potenziali che devono coordinare la
contrazione cardiaca causano depolarizzazioni spontanee. Questo nel complesso causa un rallentamento della
frequenza cardiaca e una riduzione della pressione sanguigna.
Mentre nella fase di adattamento si assisteva ad un acceleramento della contrazione cardiaca, se
l'assideramento persiste si ha invece un rallentamento.
Questa fase qui è solo relativa al muscolo cardiaco.
Viene infatti a mancare la stimolazione da parte del SNC che invece cerca di accelerare la frequenza
cardiaca: quest'ultima crolla e si ha una bradicardia grave.

Effetti sul Sistema Muscolare

La perdita di stimolazione da parte del SNC ha effetto anche sul sistema muscolare.
Mentre nella fase di adattamento abbiamo vasocostrizione periferica, se l'assideramento è grave si ha una
perdita di tale vasocostrizione e il sangue ricomincia a fluire verso la porzione periferica del corpo ed è
nuovamente esposto a basse temperature il che accelera il raffreddamento.

Alterazioni dell'Apparato Respiratorio

Maggiore è la riduzione di temperature, maggiore è la riduzione della frequenza respiratoria: questo è dovuto
principalmente al fatto che il SNC inizia a non stimolare più la respirazione. Inoltre parte della riduzione di
questa frequenza respiratoria è data da una riduzione dell'anidride carbonica disciolta nel sangue, questo
perché, almeno nella fase iniziale dell'assideramento, si rallenta il metabolismo cellulare al livello sistemico,
i mitocondri rallentano la respirazione cellulare e non convertono di fatto 02 in CO2; parte dell'anidride
carbonica continua ad essere espulsa con la respirazione, ma non viene correttamente ripristinata alla stessa
velocità con la respirazione mitocondriale.
Questa è la principale causa della riduzione di CO2 disciolta nel sangue, almeno nella fase iniziale
dell'assideramento.
A sua volta segue una mancanza della stimolazione della frequenza respiratoria che cala progressivamente.
Tra i vari tessuti sensibili al livello respiratorio è rilevante ricordare l'attività delle ciglia dell'endotelio: la
riduzione della temperatura causa una difficoltà nel movimento degli epiteli e le ciglia dell'epitelio
respiratorio diventano paralizzate, perciò non sarà più possibile spostare verso l'esterno le secrezioni mucose
che si accumulano al livello dei polmoni. Questi accumuli di muco e secrezioni si possono sentire mediante
auscultazione.
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Rallentamento della Fisiologia Respiratoria

Se l'ipotermia procede e l'assideramento è particolarmente grave si ha un'ulteriore rallentamento nella
fisiologia dell'apparato respiratorio: il rallentamento della frequenza respiratoria può causare una ridotta
eliminazione dell'anidride carbonica.
Il prof ripete i concetti sopracitati
Nella prima fase dell'ipotermia si ha una riduzione del metabolismo cellulare e questo causa un
rallentamento della frequenza respiratoria.
Man mano che questa condizione persiste nel tempo, la riduzione della frequenza respiratoria è tale per cui
anche se i mitocondri stanno producendo poca CO2, questa non viene più eliminata mediante respirazione, di
conseguenza si giungerà ad acidosi (dovuta appunto a rallentamento dell'attività mitocondriale) e accumulo
di anidride carbonica per riduzione della frequenza respiratoria.
Accumulo di anidride carbonica e acidosi causano una costrizione dei capillari al livello degli alveoli
polmonari: questa condizione induce broncodilatazione e formazione di edemi al livello polmonare.

Acidosi e Broncodilatazione

Viene chiesto di ripetere la parte sull'acidosi (e il prof si accorge di aver saltato un pezzo nella spiegazione)
Con un abbassamento di temperatura tutte le reazioni fanno fatica a funzionare: i mitocondri lavorano meno.
Questi ultimi per funzionare hanno bisogno di piruvato e se il piruvato si accumula perché non viene
ossidato, esso viene convertito a lattato attraverso fermentazione lattica, aumenta al livello sistemico e causa
acidosi nel sangue.
Domanda: perché c'è broncodilatazione?
È una risposta diretta all'acidosi e aumento di CO2, così come lo è la costrizione dei capillari al livello
dell'alveolo: se questi ultimi sono costretti è favorita l'uscita di plasma dal capillare verso l'alveolo perché
aumenta la differenza di pressione tra gli alveoli e i capillari. L'uscita di plasma moltiplicata per tutti gli
alveoli colpiti induce la formazione di edemi polmonari.

Sintomi di un Soggetto Assiderato

Azione Sistemica delle Basse Temperature - Assideramento

• T < 35C
  cor
  
  • Riduzione della termodispersione
    (vasocostrizione, orripilazione, posizione
    raggomitolata),
  • Aumento della termogenesi
    (rilascio degli ormoni tiroidei, brivido),
    freddo, apatia, sonnolenza
• T <30C
  perdita di conoscenza,
  rallentamento delle funzioni vitali,
  bradicardia e fibrillazione atriale,
• T < 25C
  cor
  morte per aritmia cardiaca e fibrillazione
  Questi dipendono dalla temperatura alla quale esso
  si trova:
• Temperatura minore di 35ºC, si
  riconoscono immediatamente quei fenomeni di
  adattamento dati da una risposta alla riduzione
  della termodispersione: gli arti sono pallidi a causa
  della vasocostrizione, si ha la pelle d'oca, i brividi,
  il soggetto spesso tende ad essere in una posizione
  raggomitolata, una reazione involontaria che può
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