Sia gli ambienti caldi che quelli freddi innescano una risposta allo stress nel corpo umano e possono portare a problemi cardiovascolari
Il fisiologo Justin Lawley (1) del Dipartimento di Scienze motorie dell'University of Innsbruck e colleghi hanno recentemente studiato entrambi i fattori in studi scientifici. I risultati, che sono stati pubblicati nelle riviste Scientific Reports e Experimental Physiology (2), sono particolarmente interessanti alla luce delle attuali molteplici crisi globali.
Le crisi climatiche ed energetiche sono attualmente tra le più grandi sfide del nostro tempo e stanno avendo un effetto fisico diretto sulla salute delle persone. Ad esempio, la crisi climatica sta causando ondate di calore più frequenti, più lunghe e più intense, responsabili di più morti rispetto ai disastri naturali. Inoltre, la crisi energetica sta provocando un aumento dei costi energetici e costringendo molte famiglie a riscaldare le proprie abitazioni meno spesso o per niente.
Le risposte fisiologiche a un'ondata di caldo simulata e temperature ambientali fredde sono state ora studiate da Justin Lawley, insieme al suo gruppo di ricerca, il Laboratorio di fisiologia dell'esercizio e dell'ambiente, e scienziati internazionali in due studi - il focus era sul sistema cardiovascolare. «In entrambi gli studi, abbiamo replicato le temperature ambientali del mondo reale a cui il corpo potrebbe essere esposto e siamo stati in grado di mostrare risposte fisiologiche che potrebbero aiutare a spiegare le variazioni stagionali note nelle morti cardiovascolari», spiega Lawley.
Studio del calore
Nell'ambito del progetto Heat Shield di Horizon 2020, il gruppo di Lawley ha collaborato con colleghi sloveni per esaminare in che modo le ondate di calore influiscono sulla salute dei lavoratori dell'industria. Sette partecipanti di sesso maschile hanno trascorso nove giorni lavorativi consecutivi regolari in un ambiente di laboratorio controllato.
Nei primi e negli ultimi tre giorni, le normali temperature estive per le condizioni dell'Europa centrale variavano da 25,1 a 25,7 gradi durante il lavoro e da 21,8 a 22,8 gradi durante i periodi di riposo. I giorni dal quarto al sesto hanno rappresentato l'ondata di caldo; durante questo periodo, i ricercatori hanno creato temperature ambientali comprese tra 35,2 e 35,8 gradi durante i periodi di lavoro e tra 25,5 e 27,1 gradi durante i periodi di riposo, anche durante il sonno notturno. Nel corso dell'intero studio, i partecipanti hanno completato le attività quotidiane per simulare il tipico lavoro industriale.
«In questo studio abbiamo utilizzato un protocollo che simula le attuali condizioni di ondata di calore in combinazione con lo stress ortostatico, il che significa cambiare la postura, per determinare lo stress cardiovascolare e termoregolatorio nei lavoratori dell'industria», descrive Lawley. I risultati mostrano che anche ondate di calore relativamente lievi causano un aumento della temperatura interna e della pelle e un aumento del flusso sanguigno cutaneo. Mentre queste reazioni fisiologiche aiutano il corpo a non surriscaldarsi a riposo, durante la posizione eretta il corpo deve ora difendere sia la temperatura interna che mantenere la pressione sanguigna per evitare svenimenti, il che mette a dura prova il sistema cardiovascolare.
È interessante notare che molte di queste risposte sono persistite dopo la fine dell'ondata di caldo, suggerendo un effetto residuo dell'ondata di caldo. «Queste risposte riflettono lo stress sul sistema cardiovascolare che i lavoratori dell'industria affrontano durante le ondate di caldo, che possono portare a malattie da calore, svenimento e persino potenzialmente morte a causa di incidenti o gravi complicazioni mediche nelle persone con malattie cardiovascolari sottostanti», sottolinea Lawley.
Studio del freddo
In un altro studio, Lawley, insieme a un team di undici ricercatori, ha esaminato l'impatto di una lieve esposizione al freddo sul sistema cardiovascolare, con un focus specifico su quali meccanismi sono responsabili dell'aumento della pressione sanguigna. Oltre ai ricercatori di Innsbruck, sono stati coinvolti anche scienziati della Gran Bretagna e del Canada.
Poiché prevenire l'aumento della pressione arteriosa al freddo è importante, lo studio mirava a esaminare se l'aumento della resistenza dei vasi (cioè la vasocostrizione) fosse dovuto a un cambiamento del flusso sanguigno nei muscoli scheletrici o semplicemente nella pelle. In un laboratorio presso il Dipartimento di Scienze motorie dell'Università di Innsbruck, i ricercatori hanno raffreddato la temperatura cutanea di 34 soggetti sottoposti a test da un normale 32-34 gradi a circa 27 gradi con dieci gradi di aria fredda - in un'occasione l'intero corpo è stato raffreddato, su un altro solo il viso era raffreddato.
«Abbiamo osservato che quando l'intera superficie del corpo viene raffreddata, la pressione sanguigna aumenta principalmente a causa di un aumento della resistenza vascolare della pelle, sebbene vi sia stato anche un leggero aumento riflesso della resistenza dei vasi sanguigni all'interno del muscolo scheletrico. Tuttavia, cosa importante, quando solo il viso è stato raffreddato, abbiamo visto un aumento molto simile della pressione sanguigna dovuto a un aumento riflesso della resistenza vascolare della pelle in tutto il corpo», descrive Lawley.
Pertanto, il team è stato in grado di dimostrare che i meccanismi responsabili dell'aumento della pressione sanguigna durante l'esposizione al freddo dipendono da quali parti del corpo sono fredde. Questi dati sono importanti per educare la popolazione a prevenire le potenziali conseguenze negative dell'esposizione al freddo perché, contrariamente alla percezione di molti, il freddo è ancora più pericoloso per l'organismo del caldo.
«Non ci vogliono temperature sotto lo zero – come si potrebbe pensare – per provocare gravi reazioni nel corpo, che diventeranno comuni per molte persone impossibilitate a riscaldare le proprie case durante la crisi energetica. Mentre le persone in genere sanno di indossare abiti caldi per proteggere la pelle del loro corpo, braccia e gambe, siamo stati in grado di dimostrare che proteggere il viso è altrettanto importante anche a una temperatura ambiente mite di dieci gradi», continua Lawley.
Effetti estremi
Entrambi gli studi dimostrano che le condizioni climatiche possono avere effetti estremi sul nostro sistema cardiovascolare. Mentre gli aspetti negativi sulla salute innescati dalle ondate di caldo aumenteranno a causa della crisi climatica, è particolarmente sorprendente che anche temperature fredde intorno ai 10 gradi possano avere effetti negativi significativi sul nostro sistema cardiovascolare anche nei giovani che facevano parte di questi studi. Studi futuri che estendono questi risultati alla nostra popolazione che invecchia e a quelli con condizioni mediche preesistenti aiuteranno sicuramente a mitigare il rischio di queste nuove sfide ambientali.
Riferimenti:
(1) Justin Lawley
(2) Cardiovascular responses to orthostasis during a simulated 3-day heatwave
Autore traduzione riassuntiva e adattamento linguistico: Edoardo Capuano / Articolo originale: Heat and cold as health hazards