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Nuovi risultati dal simulatore climatico

Acclimatamento in quota

Ivo Corrà
© | Ivo Corrà
21 December 2020

Che la consistenza del sangue cambi quando si sale in quota è noto da anni. Tuttavia chi si occupa di medicina d’alta quota ha dato finora delle spiegazioni contrastanti. Questo si deve probabilmente anche al fatto che gli studi in alta quota devono fare i conti con vari elementi di disturbo: in montagna e in pianura si mangia e si beve in modo diverso e spesso la qualità del sonno è compromesso. All’interno di terraXcube, il nostro centro per la simulazione di climi estremi, un team ha analizzato in condizioni standardizzate come cambi la concentrazione del plasma con l’acclimatamento.

Nuove opportunità per la medicina d’alta quota

Spazi arredati in modo accogliente con letto, tavolo e sedia, console di gioco, cibo e bevande; gli undici partecipanti allo studio dovevano sentirsi il più possibile a proprio agio durante il loro soggiorno all’interno del terraXcube. Questo studio infatti è stato uno dei primi svolti all’interno del centro per la simulazione di climi estremi terraXcube. Il team di ricerca ha voluto indagare meglio alcuni meccanismi che l’organismo umano usa per adattarsi alla quota. Questo perché con l'aumentare della quota, la pressione dell'aria diminuisce e abbiamo a disposizione meno ossigeno (ipossia). Per compensare questa condizione respiriamo più velocemente e il cuore batte più frequentemente. Anche la consistenza del sangue si adatta: la componente più liquida del sangue, cioè il plasma, diminuisce Questo meccanismo è estremamente efficiente: il volume del plasma diminuisce e la concentrazione dei globuli rossi aumenta; in questo modo, ogni litro di sangue può trasportare più ossigeno. Così, il nostro corpo si acclimata all’alta quota. Cosa controlla questo meccanismo? Le risposte date negli anni da vari studi sono state contrastanti. Qualcuno ha ipotizzato che la causa fosse la perdita di liquidi, cioè un aumento della diuresi, che influenzerebbe anche la consistenza del sangue. Qualcun altro ha sostenuto la teoria di un “rredistribuzione” dei liquidi, anche se questa tesi era supportata su pochi dati. Quello che è certo è che tutti gli studi dovevano fare i conti con il fatto che i soggetti delle ricerche svolte in montagna si comportano in modo diverso rispetto a quando sono a quote più basse. Mangiano, bevono e si muovono in modo diverso e spesso dormono peggio. Se a questo si aggiunge il freddo, è chiaro quanti siano i fattori di disturbo che influenzano le funzioni del corpo. Con lo studio all’interno del terraXcube il team ha potuto eliminare ogni fattore di disturbo e ha potuto concentrarsi sugli effetti della ipossia all’aumentare della quota.

Con il nostro simulatore climatico possiamo controllare con precisione le condizioni ambientali e quindi fare confronti standardizzati. Questo è anche ciò che rende questo studio così interessante.

Christoph Siebenmann, fisiologo d'alta quota e responsabile dello studio

I partecipanti hanno soggiornato due volte nel terraXcube, ogni volta per quattro giorni e quattro notti. La prima volta la pressione dell’aria corrispondeva al livello di Bolzano (circa 250 metri sul livello del mare), la seconda volta la camera ha riprodotto le condizioni a 3.500 metri di quota. Temperatura e umidità erano sempre identiche; il team di ricerca si è assicurato che i partecipanti mangiassero e bevessero nello stesso modo, dormissero nello stesso modo e anche le loro attività fisiche fossero simili. Quindi, tutto era identico durante i soggiorni, tranne la pressione dell’aria e quindi la disponibilità di ossigeno. Durante i test, i ricercatori hanno misurato il volume del plasma e hanno esaminato i vari meccanismi che lo regolano. "Con il nostro simulatore climatico possiamo controllare con precisione le condizioni ambientali e quindi fare confronti standardizzati. Questo è anche ciò che rende questo studio così interessante", sottolinea il fisiologo d'alta quota Christoph Siebenmann, responsabile dello studio.

Christoph Siebenmann misura i volumi intravascolari© | Ivo Corrà

Il risultato: nessuna diuresi indotta dalla quota

La maggior parte di chi si occupa di medicina d’alta quota ha ritenuto finora che la riduzione del volume del plasma fosse controllata dai reni e direttamente correlata alla cosiddetta diuresi d’alta quota, che è un’osservazione comune tra chi pratica alpinismo. Durante lo studio nel terraXcube invece nessun partecipante ha mostrato segni di diuresi da altitudine. Il team di Siebenmann ha potuto osservare che, in quei testi, la riduzione del plasma nel sangue non veniva controllata dai reni ma dalle proteine nel sangue. Le proteine nel sangue controllano la quantità di plasma nei vasi sanguigni. Durante l’acclimatamento nel terraXcube, alcune di queste proteine sono “scomparse”: il plasma si è spostato e la concentrazione dei globuli rossi nei vasi sanguigni è aumentata. “La riduzione del volume del plasma nel nostro studio non è stata causata da una perdita di liquidi, come ci aspettavamo, ma piuttosto da una ridistribuzione dei liquidi", spiega Siebenmann. Lo studio nel simulatore climatico fa compiere alla ricerca un importante passo avanti perché ha dimostrato come il liquido fuoriesca dai vasi sanguigni e si riversi nello spazio extravascolare che circonda i vasi. Qualche indicazione in questo senso c’era stata anche in passato, ma non si era mai potuta confermare con dati attendibili. “Le nostre scoperte non sono significative solo per la vita in alta quota. L’ipossia riguarda anche altre malattie e noi possiamo comprenderne meglio i sintomi studiando gli effetti dell'altitudine sul nostro corpo”, riassume Siebenmann.

Più ossigeno grazie ai globuli rossi: due meccanismi diversi, un solo obiettivo

L’ipossia percepita in quota non solo rende più faticoso lo sforzo fisico, ma può causare anche varie patologie da alta quota che possono portare fino alla morte. Per fortuna, il nostro corpo sa come aiutarsi: per acclimatarsi aumenta la concentrazione dei globuli rossi che trasportano l'ossigeno, e in questo modo il contenuto di ossigeno nel sangue arterioso torna alla normalità. Uno dei meccanismi alla base di questo processo è la diminuzione del volume del plasma, che abbiamo descritto nel paragrafo precedente; un secondo meccanismo è la proliferazione dei globuli rossi, che dura settimane. Di questo fenomeno si parla anche nei contesti sportivi: l’allenamento in alta quota migliora le prestazioni negli sport di resistenza proprio perché aumenta il numero dei globuli rossi. Il processo è controllato dall'ormone eritropoietina, noto come EPO, e prodotto dai reni. Il nostro corpo riduce il volume del plasma molto più rapidamente: questo meccanismo inizia a una quota di circa 2.000 metri sul livello del mare. La maggior parte del plasma “scompare” dal sangue entro le prime 24 ore, dopo la riduzione è più lenta. Dopo alcuni giorni in quota, il volume del plasma si stabilizza di solito all'80-90 per cento del volume iniziale. Ad altitudini fino a 4.500 metri sul livello del mare, il corpo può normalizzare i livelli di ossigeno nel sangue delle arterie in pochi giorni. Quanto questo meccanismo sia importante per tollerare l’alta quota senza incorrere in problemi di salute è confermato anche dal fatto che diversi studi dimostrano che in persone affette da male acuto di montagna non c’è traccia di una riduzione del volume del plasma.

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