La prevenzione degli effetti fisiopatologici dell'esposizione al freddo deve essere considerata da due punti di vista: il primo riguarda gli effetti fisiopatologici osservati durante l'esposizione generale al freddo (cioè l'intero organismo), il secondo riguarda quelli osservati durante l'esposizione locale al freddo freddo, che colpisce principalmente le estremità (mani e piedi). Le misure preventive in questo contesto mirano a ridurre l'incidenza dei due principali tipi di stress da freddo: l'ipotermia accidentale e il congelamento delle estremità. È richiesto un duplice approccio: metodi fisiologici (ad esempio, alimentazione e idratazione adeguate, sviluppo di meccanismi di adattamento) e misure farmacologiche e tecnologiche (ad esempio, riparo, abbigliamento). In definitiva tutti questi metodi mirano ad aumentare la tolleranza al freddo sia a livello generale che locale. Inoltre, è essenziale che i lavoratori esposti al freddo dispongano delle informazioni e della comprensione di tali lesioni necessarie per garantire un'efficace prevenzione.

Metodi fisiologici per prevenire lesioni da freddo

L'esposizione al freddo nell'essere umano a riposo è accompagnata da vasocostrizione periferica, che limita la dispersione cutanea di calore, e da produzione metabolica di calore (essenzialmente attraverso l'attività del brivido), che implica la necessità di assumere cibo. Il dispendio energetico richiesto da ogni attività fisica al freddo è aumentato a causa della difficoltà di camminare sulla neve o sul ghiaccio e la frequente necessità di far fronte a attrezzature pesanti. Inoltre, la perdita di acqua può essere considerevole a causa della sudorazione associata a questa attività fisica. Se questa perdita d'acqua non viene compensata, può verificarsi disidratazione, aumentando la suscettibilità al congelamento. La disidratazione è spesso aggravata non solo dalla restrizione volontaria dell'assunzione di acqua a causa della difficoltà di assumere liquidi adeguati (l'acqua disponibile può essere ghiacciata, o può essere necessario sciogliere la neve) ma anche dalla tendenza ad evitare una minzione adeguatamente frequente (minzione). , che richiede di lasciare il rifugio. Il fabbisogno di acqua al freddo è difficile da stimare perché dipende dal carico di lavoro dell'individuo e dall'isolamento degli indumenti. Ma in ogni caso l'assunzione di liquidi deve essere abbondante e sotto forma di bevande calde (da 5 a 6 l al giorno in caso di attività fisica). L'osservazione del colore dell'urina, che deve rimanere limpida, fornisce una buona indicazione dell'andamento dell'assunzione di liquidi.

Per quanto riguarda l'apporto calorico, si può presumere che sia necessario un aumento dal 25 al 50% in un clima freddo, rispetto a climi temperati o caldi. Una formula permette di calcolare l'apporto calorico (in kcal) essenziale per l'equilibrio energetico al freddo per persona e per giorno: kcal/persona al giorno = 4,151–28.62T_a, Dove T_a è la temperatura ambiente in °C (1 kcal = 4.18 joule). Così, per a T_a di –20ºC, un fabbisogno di circa 4,723 kcal (2.0 x 10⁴ J) deve essere anticipato. L'assunzione di cibo non sembra dover essere modificata qualitativamente per evitare disturbi digestivi di tipo diarroico. Ad esempio, la razione per il freddo (RCW) dell'esercito degli Stati Uniti è composta da 4,568 kcal (1.9 x 10⁴ J), in forma disidratata, per giorno e per persona, ed è così suddiviso qualitativamente: 58% di carboidrati, 11% di proteine ​​e 31% di grassi (Edwards, Roberts e Mutter 1992). Gli alimenti disidratati hanno il vantaggio di essere leggeri e facili da preparare, ma devono essere reidratati prima del consumo.

Per quanto possibile, i pasti devono essere consumati caldi e suddivisi in colazione e pranzo in quantità normali. Un'integrazione è fornita da minestre calde, biscotti secchi e barrette di cereali sgranocchiate durante la giornata, e aumentando l'apporto calorico a cena. Quest'ultimo accorgimento aumenta la termogenesi indotta dalla dieta e aiuta il soggetto ad addormentarsi. Il consumo di alcol è estremamente sconsigliato in un clima freddo perché l'alcol induce vasodilatazione cutanea (fonte di perdita di calore) e aumenta la diuresi (fonte di perdita di acqua), modificando la sensibilità della pelle e compromettendo il giudizio (che sono fattori fondamentali coinvolti nel riconoscere i primi segni di lesioni da freddo). Anche il consumo eccessivo di bevande contenenti caffeina è dannoso perché questa sostanza ha un effetto vasocostrittore periferico (aumento del rischio di congelamento) e un effetto diuretico.

Oltre a un'alimentazione adeguata, lo sviluppo di meccanismi di adattamento sia generali che locali può ridurre l'incidenza delle lesioni da freddo e migliorare le prestazioni psicologiche e fisiche riducendo lo stress causato da un ambiente freddo. Tuttavia, è necessario definire i concetti di adattamento, acclimatamento che a assuefazione a freddo, i tre termini variando nelle loro implicazioni secondo l'uso di diversi teorici.

Secondo Eagan (1963), il termine adattamento al freddo è un termine generico. Raggruppa sotto il concetto di adattamento i concetti di adattamento genetico, acclimatazione e assuefazione. L'adattamento genetico si riferisce a cambiamenti fisiologici trasmessi geneticamente che favoriscono la sopravvivenza in un ambiente ostile. Bligh e Johnson (1973) distinguono tra adattamento genetico e adattamento fenotipico, definendo il concetto di adattamento come “cambiamenti che riducono lo sforzo fisiologico prodotto da una componente stressante dell'ambiente totale”.

Acclimazione può essere definita come compensazione funzionale stabilita su un periodo da diversi giorni a diverse settimane in risposta a fattori complessi dell'ambiente circostante come le variazioni climatiche in un ambiente naturale, o a un fattore unico nell'ambiente circostante, come in laboratorio (l '"acclimatazione artificiale" o "acclimatazione" di quegli scrittori) (Eagan 1963).

assuefazione è il risultato di un cambiamento nelle risposte fisiologiche risultante da una diminuzione delle risposte del sistema nervoso centrale a determinati stimoli (Eagan 1963). Questa assuefazione può essere specifica o generale. L'abituazione specifica è il processo coinvolto quando una certa parte del corpo si abitua a uno stimolo ripetuto, mentre l'abituazione generale è quella mediante la quale l'intero corpo si abitua a uno stimolo ripetuto. L'adattamento locale o generale al freddo è generalmente acquisito attraverso l'assuefazione.

Sia in laboratorio che in ambiente naturale sono stati osservati diversi tipi di adattamento generale al freddo. Hammel (1963) ha stabilito una classificazione di questi diversi tipi di adattamento. Il tipo di adattamento metabolico si manifesta con il mantenimento della temperatura interna unito ad una maggiore produzione di calore metabolico, come negli Alacaluf della Terra del Fuoco o negli Indiani dell'Artico. L'adattamento di tipo isolante si manifesta anche con il mantenimento della temperatura interna ma con una diminuzione della temperatura media cutanea (aborigeni della costa tropicale dell'Australia). L'adattamento di tipo ipotermico si manifesta con un abbassamento più o meno considerevole della temperatura interna (tribù del deserto del Kalahari, indiani Quechua del Perù). Infine, c'è un adattamento di tipo misto isolante e ipotermico (aborigeni dell'Australia centrale, lapponi, subacquei coreani Amas).

In realtà questa classificazione è di carattere meramente qualitativo e non tiene conto di tutte le componenti del bilancio termico. Abbiamo quindi recentemente proposto una classificazione non solo qualitativa ma anche quantitativa (vedi Tabella 1). La sola modifica della temperatura corporea non indica necessariamente l'esistenza di un adattamento generale al freddo. In effetti, un cambiamento nel ritardo nell'inizio dei brividi è una buona indicazione della sensibilità del sistema di termoregolazione. Anche Bittel (1987) ha proposto la riduzione del debito termico come indicatore di adattamento al freddo. Inoltre, questo autore ha dimostrato l'importanza dell'apporto calorico nello sviluppo dei meccanismi adattativi. Abbiamo confermato questa osservazione nel nostro laboratorio: soggetti acclimatati al freddo in laboratorio a 1 °C per 1 mese in modo discontinuo hanno sviluppato un adattamento di tipo ipotermico (Savourey et al. 1994, 1996). L'ipotermia è direttamente correlata alla riduzione della percentuale di massa grassa del corpo. Il livello di attitudine fisica aerobica (VO_2max) non sembra essere coinvolta nello sviluppo di questo tipo di adattamento al freddo (Bittel et al. 1988; Savourey, Vallerand e Bittel 1992). L'adattamento di tipo ipotermico sembra essere il più vantaggioso perché mantiene le riserve energetiche ritardando l'insorgenza dei brividi ma senza che l'ipotermia sia pericolosa (Bittel et al. 1989). Recenti lavori in laboratorio hanno dimostrato che è possibile indurre questo tipo di adattamento sottoponendo le persone ad immersione intermittente localizzata degli arti inferiori in acqua ghiacciata. Inoltre, questo tipo di acclimatazione ha sviluppato una “sindrome da triiodotironina polare” descritta da Reed e collaboratori nel 1990 in soggetti che avevano trascorso lunghi periodi nella regione polare. Questa complessa sindrome rimane imperfettamente compresa ed è evidenziata principalmente da una diminuzione del pool di triiodotironina totale sia quando l'ambiente è termicamente neutro sia durante l'esposizione acuta al freddo. La relazione tra questa sindrome e l'adattamento di tipo ipotermico è però ancora da definire (Savourey et al. 1996).

Tabella 1. Meccanismi generali di adattamento al freddo studiati durante un normale test del freddo effettuato prima e dopo un periodo di acclimatazione.

L'adattamento locale delle estremità è ben documentato (LeBlanc 1975). È stato studiato sia in tribù indigene o gruppi professionali naturalmente esposti al freddo alle estremità (Eschimesi, Lapponi, pescatori dell'isola di Gaspé, intagliatori di pesci inglesi, portalettere in Quebec) sia in soggetti adattati artificialmente in laboratorio. Tutti questi studi hanno dimostrato che questo adattamento è evidenziato da temperature cutanee più elevate, meno dolore e vasodilatazione paradossale precoce che si verifica a temperature cutanee più elevate, consentendo così la prevenzione del congelamento. Questi cambiamenti sono fondamentalmente legati ad un aumento del flusso sanguigno cutaneo periferico e non a una produzione locale di calore a livello muscolare, come abbiamo recentemente dimostrato (Savourey, Vallerand e Bittel 1992). L'immersione delle estremità più volte al giorno in acqua fredda (5ºC) per diverse settimane è sufficiente per indurre l'instaurarsi di questi meccanismi di adattamento locali. D'altra parte, ci sono pochi dati scientifici sulla persistenza di questi diversi tipi di adattamento.

Metodi farmacologici per prevenire lesioni da freddo

L'uso di farmaci per migliorare la tolleranza al freddo è stato oggetto di numerosi studi. La tolleranza generale al freddo può essere aumentata favorendo la termogenesi con i farmaci. Infatti, è stato dimostrato nei soggetti umani che l'attività del brivido è accompagnata in particolare da un aumento dell'ossidazione dei carboidrati, combinato con un aumento del consumo di glicogeno muscolare (Martineau e Jacob 1988). I composti metilxantinici esercitano i loro effetti stimolando il sistema simpatico, esattamente come il freddo, aumentando così l'ossidazione dei carboidrati. Tuttavia, Wang, Man e Bel Castro (1987) hanno dimostrato che la teofillina era inefficace nel prevenire l'abbassamento della temperatura corporea in soggetti umani a riposo al freddo. D'altra parte, la combinazione di caffeina con efedrina consente un miglior mantenimento della temperatura corporea nelle stesse condizioni (Vallerand, Jacob e Kavanagh 1989), mentre l'ingestione di caffeina da sola non modifica né la temperatura corporea né la risposta metabolica (Kenneth et al. 1990). La prevenzione farmacologica degli effetti del freddo a livello generale è ancora oggetto di ricerca. A livello locale sono stati condotti pochi studi sulla prevenzione farmacologica del congelamento. Utilizzando un modello animale per il congelamento, è stato testato un certo numero di farmaci. Antiaggreganti piastrinici, corticoidi e anche varie altre sostanze avevano un effetto protettivo purché somministrati prima del periodo di riscaldamento. A nostra conoscenza, nessuno studio è stato condotto sugli esseri umani su questo argomento.

Metodi tecnici per prevenire le lesioni da freddo

Questi metodi sono un elemento fondamentale nella prevenzione delle lesioni da freddo e senza il loro uso gli esseri umani non sarebbero in grado di vivere in zone climatiche fredde. La costruzione di rifugi, l'utilizzo di una fonte di calore e anche l'uso di indumenti permettono di vivere in regioni molto fredde creando un microclima ambientale favorevole. Tuttavia, i vantaggi forniti dalla civiltà a volte non sono disponibili (nel caso di spedizioni civili e militari, naufraghi, feriti, vagabondi, vittime di valanghe, ecc.). Questi gruppi sono quindi particolarmente soggetti a lesioni da freddo.

Precauzioni per il lavoro al freddo

Il problema del condizionamento per il lavoro al freddo riguarda soprattutto le persone non abituate a lavorare al freddo e/o che provengono da zone climatiche temperate. Le informazioni sugli infortuni che possono essere causati dal freddo sono di fondamentale importanza, ma è necessario acquisire informazioni anche su un certo numero di comportamenti. Ogni lavoratore in una zona fredda deve avere familiarità con i primi segni di lesioni, in particolare lesioni locali (colore della pelle, dolore). Il comportamento nei confronti dell'abbigliamento è fondamentale: diversi strati di abbigliamento consentono a chi lo indossa di adattare l'isolamento dato dall'abbigliamento ai livelli attuali di dispendio energetico e stress esterno. Gli indumenti bagnati (pioggia, sudore) devono essere asciugati. Ogni attenzione va prestata alla protezione delle mani e dei piedi (niente bende strette, attenzione a un'adeguata copertura, cambio tempestivo delle calze - diciamo due o tre volte al giorno - a causa della sudorazione). Evitare il contatto diretto con tutti gli oggetti metallici freddi (rischio di congelamento immediato). L'abbigliamento deve essere garantito contro il freddo e testato prima di qualsiasi esposizione al freddo. Vanno ricordate le regole di alimentazione (con attenzione all'apporto calorico e al fabbisogno di idratazione). L'abuso di alcol, caffeina e nicotina deve essere vietato. Le attrezzature accessorie (riparo, tende, sacchi a pelo) devono essere verificate. La condensa nelle tende e nei sacchi a pelo deve essere rimossa per evitare la formazione di ghiaccio. I lavoratori non devono soffiare nei guanti per riscaldarli o anche questo provocherà la formazione di ghiaccio. Infine, dovrebbero essere formulate raccomandazioni per migliorare la forma fisica. Infatti, un buon livello di fitness aerobico consente una maggiore termogenesi in condizioni di freddo intenso (Bittel et al. 1988) ma assicura anche una migliore resistenza fisica, un fattore favorevole a causa della perdita extra di energia dall'attività fisica al freddo.

Le persone di mezza età devono essere tenute sotto attenta sorveglianza perché sono più suscettibili alle lesioni da freddo rispetto alle persone più giovani a causa della loro risposta vascolare più limitata. L'eccessiva stanchezza e un'occupazione sedentaria aumentano il rischio di lesioni. Le persone con determinate condizioni mediche (orticaria da freddo, sindrome di Raynaud, angina pectoris, precedente congelamento) devono evitare l'esposizione al freddo intenso. Alcuni consigli aggiuntivi possono essere utili: proteggere la pelle esposta dalle radiazioni solari, proteggere le labbra con apposite creme e proteggere gli occhi con occhiali da sole dalle radiazioni ultraviolette.

Quando si verifica un problema, i lavoratori in una zona fredda devono mantenere la calma, non devono separarsi dal gruppo e devono mantenere il calore corporeo scavando buche e rannicchiandosi insieme. Particolare attenzione deve essere prestata alla fornitura di cibo e mezzi per chiamare i soccorsi (radio, razzi di soccorso, specchi di segnalazione, ecc.). Dove c'è il rischio di immersione in acque fredde, devono essere fornite scialuppe di salvataggio e attrezzature che siano a tenuta stagna e diano un buon isolamento termico. In caso di naufragio senza scialuppa di salvataggio, l'individuo deve cercare di limitare al massimo la perdita di calore aggrappandosi a materiali galleggianti, rannicchiandosi e nuotando con moderazione con il petto fuori dall'acqua se possibile, perché la convezione creata dal nuoto aumenta notevolmente perdita di calore. Bere acqua di mare è dannoso a causa del suo alto livello di sale.

Modifica dei compiti al freddo

In una zona fredda, le mansioni lavorative vengono notevolmente modificate. Il peso degli indumenti, il trasporto di carichi (tende, viveri, ecc.) e la necessità di attraversare terreni impervi aumentano il dispendio energetico dell'attività fisica. Inoltre, il movimento, la coordinazione e la destrezza manuale sono ostacolate dall'abbigliamento. Il campo visivo è spesso ridotto dall'uso di occhiali da sole. Inoltre, la percezione dello sfondo è alterata e ridotta a 6 m quando la temperatura dell'aria secca è inferiore a –18ºC o quando c'è vento. La visibilità può essere nulla in caso di nevicata o nebbia. La presenza dei guanti rende difficili alcuni compiti che richiedono un buon lavoro. A causa della condensa, gli strumenti sono spesso ricoperti di ghiaccio e afferrarli a mani nude comporta un certo rischio di congelamento. La struttura fisica dell'abbigliamento viene alterata in condizioni di freddo estremo e il ghiaccio che può formarsi a causa del congelamento combinato con la condensa spesso blocca le chiusure lampo. Infine, i carburanti devono essere protetti dal gelo mediante l'uso di antigelo.

Pertanto, per l'esecuzione ottimale dei compiti in un clima freddo, devono essere presenti diversi strati di abbigliamento; adeguata protezione delle estremità; misure contro la condensa negli indumenti, sugli attrezzi e nelle tende; e riscaldamento regolare in un rifugio riscaldato. Le mansioni lavorative devono essere intraprese come una sequenza di compiti semplici, se possibile svolti da due gruppi di lavoro, uno che lavora mentre l'altro si riscalda. Va evitata l'inattività al freddo, così come il lavoro solitario, lontano dai percorsi frequentati. Una persona competente può essere designata come responsabile della protezione e della prevenzione degli infortuni.

In conclusione, sembra che una buona conoscenza delle lesioni da freddo, una conoscenza dell'ambiente circostante, una buona preparazione (idoneità fisica, alimentazione, induzione di meccanismi adattativi), un abbigliamento adeguato e un'adeguata distribuzione dei compiti possano prevenire le lesioni da freddo. In caso di lesioni, il peggio può essere evitato mediante un'assistenza rapida e un trattamento immediato.

Indumenti protettivi: indumenti impermeabili

L'uso di indumenti impermeabili ha lo scopo di proteggere dalle conseguenze di un'immersione accidentale e riguarda quindi non solo tutti i lavoratori suscettibili di tali incidenti (marinai, piloti di volo) ma anche coloro che lavorano in acque fredde (subacquei professionisti). Tabella 2, estratta dal Atlante oceanografico dell'Oceano Nordamericano, mostra che anche nel Mediterraneo occidentale la temperatura dell'acqua raramente supera i 15ºC. In condizioni di immersione, il tempo di sopravvivenza di un individuo vestito con salvagente ma senza dispositivi anti-immersione è stato stimato in 1.5 ore nel Baltico e 6 ore nel Mediterraneo a gennaio, mentre ad agosto è di 12 ore nel Baltico e è limitata solo dall'esaurimento nel Mediterraneo. Indossare dispositivi di protezione è quindi una necessità per i lavoratori in mare, in particolare quelli che rischiano di essere immersi senza assistenza immediata.

Tabella 2. Media mensile e annuale del numero di giorni in cui la temperatura dell'acqua è inferiore a 15 °C.

Le difficoltà di produzione di tali apparecchiature sono complesse, poiché è necessario tenere conto di molteplici requisiti, spesso contrastanti. Questi vincoli includono: (1) il fatto che la protezione termica deve essere efficace sia in aria che in acqua senza impedire l'evaporazione del sudore (2) la necessità di mantenere il soggetto sulla superficie dell'acqua e (3) i compiti da svolgere fuori. L'attrezzatura deve inoltre essere progettata in funzione del rischio connesso. Ciò richiede l'esatta definizione dei bisogni previsti: ambiente termico (temperatura dell'acqua, dell'aria, del vento), tempo prima dell'arrivo dei soccorsi e presenza o assenza di una scialuppa di salvataggio, per esempio. Le caratteristiche isolanti dell'indumento dipendono dai materiali utilizzati, dalle forme del corpo, dalla comprimibilità del tessuto protettivo (che determina lo spessore dello strato d'aria imprigionato nell'indumento a causa della pressione esercitata dall'acqua), e l'umidità che può essere presente negli indumenti. La presenza di umidità in questo tipo di abbigliamento dipende principalmente dalla sua tenuta stagna. La valutazione di tali apparecchiature deve tenere conto dell'efficacia della protezione termica fornita non solo in acqua ma anche in aria fredda, e comportare stime sia del tempo di sopravvivenza probabile in termini di temperatura dell'acqua e dell'aria, sia dello stress termico previsto e del possibile impedimento meccanico dell'abbigliamento (Boutelier 1979). Infine, prove di tenuta stagna effettuate su un soggetto in movimento consentiranno di rilevare eventuali carenze in tal senso. In definitiva, le apparecchiature anti-immersione devono soddisfare tre requisiti:

• Deve fornire un'efficace protezione termica sia in acqua che in aria.
• Deve essere comodo.
• Non deve essere né troppo restrittivo né troppo pesante.

Per soddisfare queste esigenze sono stati adottati due principi: o utilizzare un materiale che non sia impermeabile ma mantenga le sue proprietà isolanti in acqua (come nel caso della cosiddetta “wet suiting”) oppure garantire la totale tenuta stagna con materiali che sono inoltre isolanti (adatti “asciutti”). Attualmente, il principio dell'indumento bagnato viene applicato sempre meno, soprattutto nell'aviazione. Nell'ultimo decennio, l'Organizzazione marittima internazionale ha raccomandato l'uso di una tuta anti-immersione o di sopravvivenza che soddisfi i criteri della Convenzione internazionale per la salvaguardia della vita umana in mare (SOLAS) adottata nel 1974. Tali criteri riguardano in particolare l'isolamento, minima infiltrazione d'acqua nella muta, taglia della muta, ergonomia, compatibilità con ausili per il galleggiamento e procedure di collaudo. Tuttavia, l'applicazione di questi criteri pone un certo numero di problemi (in particolare, quelli relativi alla definizione dei test da applicare).

Nonostante siano note da moltissimo tempo, poiché gli eschimesi utilizzavano pelli di foca o intestini di foca cuciti insieme, le tute anti-immersione sono difficili da perfezionare ei criteri di standardizzazione saranno probabilmente rivisti negli anni futuri.

Di ritorno