Medicina. Cuore e polmone nell’esercizio fisico

“Cuore e polmone nell’esercizio fisico” è stato il tema di un convegno di medicina svoltosi il 13 e il 14 novembre 2020 da remoto in collaborazione con l’Università di Ferrara e con il patrocinio dell’Associazione Italiana Pneumologi Ospedalieri. Ne riferisce in questo report il dottor Giancelso Agazzi.

Il convegno, i relatori

Il convegno su cuore e polmone nell’esercizio fisico, trasmesso in videoconferenza, si è aperto il 13 novembre 2020 con le note introduttive di Annalisa Cogo, Gianni Mazzoni e Maurizio Contoli. Moderatori della prima sessione i professori Giovanni Grazzi e Fabio Manfredini dell’Università di Ferrara.

Il professor Grazzi, direttore del Dipartimento di Neuroscienze e Riabilitazione, ha affrontato il tema “II test da sforzo cardiopolmonare: perché?”. Molte informazioni possono essere ottenute con il test cardiopolmonare. L’ATP (adenosintrifosfato) è la molecola della vita, necessaria per l’attività muscolare, dotata di un elevato grado di energia chimica. L’organismo umano ne possiede in quantità limitate, tuttavia dispone di sistemi energetici che gli permettono di sintetizzarlo continuamente: re-sintesi aerobica e anaerobica dell’ATP. Uno sforzo massimale di pochi secondi è in grado di consumare l’intero ATP disponibile. L’energia contenuta nella molecola di ATP può essere usata dalla cellula per ogni forma di attività biologica. 

La funzione cardio-respiratoria è strettamente legata a quella metabolica. Durante l’attività fisica vengono bruciati grassi e carboidrati (combustibili), in presenza di ossigeno (comburente). Oltre una certa intensità dello sforzo il metabolismo non è in grado da solo di garantire l’ATP. Il meccanismo di compensazione che si instaura determina di conseguenza un’acidosi metabolica (cardiopalmo, dispnea). 

La soglia aerobica viene raggiunta quando la concentrazione di lattato nel sangue incomincia ad aumentare. Il livello di capacità aerobica individuale determina la frequenza cardiaca reale in base alla soglia aerobica. Una soglia aerobica alta permette di allenarsi intensamente senza accumulare lattato. Come la soglia aerobica, la soglia anaerobica può essere migliorata. Questo significa che ci si deve allenare leggermente al di sotto della soglia, superandola solo di tanto in tanto. Quando la soglia anaerobica aumenta, ci si può allenare a un’intensità maggiore senza che il lattato irrigidisca i muscoli. È utile, infatti, il test del lattato che costituisce una prova di valutazione funzionale.

Alcuni soggetti hanno una minore capacità di consumare ossigeno durante l’attività fisica. La cinetica del consumo di ossigeno è molto importante. Il test cardiopolmonare si basa sull’assunto che la misurazione dei gas nel boccaglio rispecchia ciò che avviene nelle cellule. Vengono effettuate una valutazione dei gas (ossigeno e CO2) e della frequenza polmonare. Il test serve per un’analisi funzionale utile a guidare l’attività motoria e l’allenamento. In assenza di strumentazioni si può usare la scala di Borg o la misurazione della frequenza cardiaca, entrambi sufficienti per valutare la soglia aerobica.

Nella maggior parte delle persone il massimo consumo di ossigeno (VO2 Max) si colloca tra 30 e 60 ml/Kg/minuto. Negli atleti di élite si colloca, invece, tra 80 e 90 ml/Kg/minuto. È un parametro molto predittivo, è un segno vitale negli sport aerobici, è importante nel determinare il grado di allenamento di un atleta. Più alto è, minore è il rischio di morte per qualsiasi causa e più alta la percentuale di sopravvivenza. Nel corso del test vanno applicati filtri monouso per difendersi dall’aerosol che può essere contaminato e vanno adottati anche altri sistemi di protezione.

Stay fit, stay safe…

Il professor Gianfranco Parati, ordinario di malattie dell’apparato cardiovascolare dell’Università di Milano-Bicocca e direttore scientifico dell’Istituto Auxologico Italiano di Milano è intervenuto per parlare di pressione arteriosa ed esercizio fisico. Nel 2018 sono state messe a punto le nuove indicazioni delle Linee-guida ESC/ESH per il trattamento dell’ipertensione arteriosa. La pressione arteriosa esercita una forza di spinta sulla parete delle arterie, cui consegue un certo contrasto da parte delle resistenze periferiche. Le linee-guida sono state pubblicate nel 2017. La vera ipertensione si colloca al di sopra di 140/90 mm. Hg. Non è una malattia, ma un fattore di rischio per quello che potrà procurare se non curata. Tre sono i livelli di ipertensione. Vanno considerati tutti i fattori di rischio associati come per esempio il diabete. 

L’attività fisica può portare a una modifica della regolazione del simpatico sulla pressione arteriosa. Un accurato controllo del peso corporeo costituisce un minor fattore di rischio. Ai fini della prevenzione dell’ipertensione viene consigliato un esercizio fisico di una certa intensità (60-70 % delle capacità massime) per 30-40 minuti di durata tre volte alla settimana. 

Importante l’automisurazione a domicilio o il monitoraggio dinamico per verificare i veri casi di ipertensione. L’”effetto camice bianco” può fornire valori pressori inattendibili. L’ipertensione mascherata (masked hypertension) è una condizione in cui la pressione misurata dal medico è normale (<140/90 mm. Hg), mentre la pressione misurata nelle 24 ore o a domicilio è superiore alla norma. La terapia va iniziata se si superano i 140/90 mm Hg.

Esiste un impatto dell’esercizio fisico in alta quota (al di sopra dei 3000 metri) sulla pressione arteriosa. Per concedere l’autorizzazione all’esercizio fisico in altitudine il medico deve valutare attentamente il tipo di ipertensione. L’iperteso molto severo va scoraggiato dal praticare attività fisica intensa. In caso contrario rischia l’aggravarsi della sua condizione a causa dell’attivazione del sistema simpatico dovuta all’ipossia. 

I soggetti ipertesi di grado 1 e 2 devono monitorare la pressione arteriosa quando vanno in quota. In ogni caso, la terapia va modificata quando si sale in quota. Fermo resta che, in generale, l’iperteso dovrà seguire uno stile di vita corretto (niente fumo, niente vita sedentaria e, se occorre, recupero del peso ideale). È ovvio che il curante deve individuare il farmaco migliore, valutando con attenzione il rapporto rischio/beneficio. Fondamentali la compliance e il follow-up dei pazienti ipertesi. Un buono aiuto è rappresentato dalla tecnologia digitale che favorisce il monitoraggio del paziente e, allo stesso tempo, può motivarlo.

L’ipertensione arteriosa è considerata un killer silenzioso. La diagnosi deve essere precoce: prima si fa più aumentano le probabilità che il paziente non vada incontro a un danno d’organo irreversibile. Più scende la pressione più si riducono gli eventi avversi, in particolare ictus, infarto del miocardio, scompenso cardiaco, danni renali. A mano a mano che la pressione diminuisce, grazie al farmaco, i pazienti tendono ad abbandonare la terapia. Il medico deve fare in modo che ciò non accada. Molte persone non sono consapevoli dei loro valori pressori, specie se ultra sessantenni. 

Problemi bronco-polmonari 

Il professor Marco Contoli, dell’Università di Ferrara, ha parlato del controllo terapeutico dell’asma brochiale e della BPCO (broncopatia cronico ostruttiva). L’asma crea nel tempo una certa fidelizzazione tra il paziente e il suo centro di riferimento. Importante è l’adesione al trattamento, ma il principale driver è il controllo, che quanto più è attento, tanto più contiene le riacutizzazioni della malattia. Una valutazione clinica aiuta a capire o a predire il rischio futuro di progressione della malattia. Tra i pazienti si individuano due grandi gruppi: pazienti non adeguatamente controllati (70-80%) e soggetti in buon controllo. Vi sono pazienti affetti da asma grave il cui controllo non viene mai raggiunto (20-30%). Altri pazienti sono controllabili solo al massimo del trattamento. 

Un paziente con asma lieve può essere non controllato, mentre un paziente con asma grave può essere ben controllato, con una buona prognosi. Il 40-50% (real life) dei pazienti risulta in pratica ben controllato. È il basso controllo che porta a morte. In genere non è il paziente con asma grave che muore, ma è quello affetto da asma non controllato che rischia di più. La BPCO ha un approccio simile a quello dell’asma. Non è una malattia statica, ma dinamica, eterogenea, irreversibile. È importante monitorare il paziente nel tempo, valutandone la clinica. Si può modificare il trattamento in base ai sintomi (dispnea) o ai peggioramenti acuti, mettendo in atto idonee strategie di controllo. Oggi ci troviamo nell’era della tripla terapia: tre formulazioni di broncodilatatori, con la riduzione delle riacutizzazioni, senza aumentare il rischio di polmonite.  Si riesce a coprire tutta la vasta gamma dei pazienti. 

Ex pazienti Covid

Moderatori della seconda parte del convegno sono stati il professor Marco Contoli dell’Università di Ferrara e il professor Maurizio Schiavon dell’Università di Padova. Il professor Andrea Aliberti del Dipartimento di Elettronica, Informazione e Bioingegneria del Politecnico di Milano è intervenuto per parlare della respirazione durante l’esercizio in fisiologia e patologia. L’esercizio fisico presenta una certa cinetica prima di raggiungere uno stato stazionario: posto questo, va perseguito, per non perdere l’abitudine e i vantaggi dell’allenamento. L’attività fisica è molto importante, mentre la sedentarietà è nociva e va evitata. Durante il movimento aumenta la richiesta di energia da parte dell’organismo. Vi sono diverse costanti di tempo. Esiste la capacità del sistema di fornire ossigeno in periferia, attraverso la cascata dell’ossigeno (Pathway for oxygen), che coinvolge la membrana di scambio a livello dei muscoli. 

A livello ventilatorio si registrano un aumento di produzione di CO2 e di consumo di ossigeno. Il primo livello di ventilazione coinvolge non solo gli aspetti meccanici, ma anche quelli di controllo. Tutti i parametri ventilatori aumentano. Volume corrente e frequenza respiratoria aumentano non in modo lineare. Si verifica un reclutamento dei muscoli respiratori. Il diagramma di Campell è utile per misurare il lavoro respiratorio e per il controllo dei muscoli coinvolti nella respirazione durante l’esercizio. Il diaframma è un generatore di flusso, mentre i muscoli respiratori di gabbia toracica e addome sono dei generatori di pressione. 

In presenza di patologia l’aumento del volume di espirazione determina una diminuzione del volume di fine espirazione in particolare dell’addome. Ciò accade nei pazienti con BPCO. Il polmone e il cuore si rapportano in modo negativo, con peggioramento degli scambi gassosi. Nella fibrosi polmonare i volumi sono ridotti e non aumenta la respirazione in particolare in termini di volume corrente. La fibrosi cistica costituisce una situazione intermedia. Ci si chiede come alcuni ex pazienti Covid-19 potranno riprendere l’attività sportiva.

In collaborazione con il professor Agostoni è in corso uno studio per trasferire sul campo misurazioni della meccanica polmonare e della funzione cardiaca.

Con l’utilizzo di magliette contenenti sensori di movimento è possibile monitorare respiro, saturazione ed altri parametri. Il monitoraggio serve per una valutazione del recupero a medio e lungo termine e degli effetti durante l’esercizio. È stato fatto uno studio durante l’allenamento nei muscoli respiratori della gabbia toracica e dell’addome. L’azione del diaframma durante l’esercizio è quasi di servizio rispetto alla pompa dei muscoli della gabbia toracica e dell’addome. Il diaframma sale e scende come un pistone. Questi meccanismi funzionano, ovviamente, anche in alta quota. Ciò che cambia è la disponibilità di ossigeno. 

La pressione diaframmatica nell’obeso è una forma di costrizione. Il diaframma, che è un generatore di flusso, viene contrastato dalla massa addominale che si oppone e scatena una serie di meccanismi che coinvolgono i muscoli respiratori, con conseguente aumento dell’attività respiratoria, che può comportare la comparsa di dispnea.

BPCO e attività fisica

La presentazione registrata del professor Emilio Clini, direttore del reparto di Malattie Respiratorie del Policlinico di Modena, ha per titolo “Attività fisica e prognosi della BPCO”. Illustra le modificazioni e il significato dell’attività fisica in questa patologia. Per attività fisica si intende ogni tipo di movimento che consuma energia. Il concetto di attività fisica è un insieme composito, in antitesi alla sedentarietà. È indicato effettuare almeno 150 minuti alla settimana di attività intensa. L’esercizio fisico può essere misurato in modo diretto (accelerometri, valutazione di una serie di parametri non solo metabolici, passi) o indiretto (questionari). A livello mondiale un terzo della popolazione non si trova tra i soggetti attivi, soprattutto con l’avanzare dell’età. In Emilia e Romagna iI 25% della popolazione tra i 18 e i 70 è fisicamente attivo. Il 43% della popolazione, invece, non pratica attività motoria. Nel 1950 uno studio effettuato a Londra sugli autisti dei bus ha evidenziato che questi ultimi si ammalavano di più rispetto ai controllori perché si movevano di meno.

L’inattività aumenta progressivamente il rischio di mortalità, in particolare nei malati di BPCO. Ci sono pazienti affetti da BPCO poco attivi o poco capaci di dedicarsi all’attività fisica. Nei soggetti anziani si registra una graduale riduzione nel tempo del movimento: annualmente si verifica una perdita di dieci minuti al giorno di attività fisica moderata equivalente a circa 400 passi, con conseguente progressiva riduzione della funzione respiratoria e dello stato di salute in generale. 

Esiste una strategia per favorire l’attività fisica a lungo termine. Uno studio ha dimostrato che, se la popolazione anziana segue un programma ben strutturato, in grado di facilitare l’esercizio, si ottiene il vantaggio di rallentare il declino rispetto ai soggetti meno attivi. Occorrono interventi complessi di riabilitazione dell’attività respiratoria, cui possono conseguire miglioramenti sostanziali. Il coaching è molto importante, utilizzando counseling e feedback (pedometro o accelerometro). Si tratta di un approccio che favorisce il miglioramento delle prestazioni, proponendo un tipo di attività fisica che risulti gradevole.

Il pedometro o l’accelerometro si rivelano efficaci strumenti per la riabilitazione oltre che per il feedback. Quindi occorre strutturare programmi che abbiano un risultato finale favorevole, adottando una serie di step e di interventi (stimoli e programmi personalizzati) con sistemi telemetrici e strumenti forniti al paziente su base settimanale o mensile. Al termine dello studio si è avuto modo di osservare che i soggetti a cui è stato proposto un programma adeguatamente strutturato hanno riportato più benefici rispetto a coloro che hanno seguito l’Urban Training. In particolare i pazienti affetti da BPCO hanno migliorato il loro atteggiamento nei confronti della loro malattia. L’inattività comporta una prognosi peggiore dei pazienti. I malati respiratori hanno un declino più rapido dell’attività fisica rispetto al resto della popolazione. Studi osservazionali suggeriscono che è importante misurare l’attività fisica, incoraggiandola in quanto strategia che assicura una migliore sopravvivenza dei pazienti. L’accettazione dell’esercizio fisico, specie se di gruppo, è uno dei punti fondamentali. È consigliata la pratica del Tai Chi che abitua a un miglior controllo della respirazione. È molto importante l’interazione tra vari i specialisti.

Quali test per l’asma

Ha aperto l’incontro del secondo giorno, nel ruolo di moderatore, il professor Gianni Mazzoni. Giuseppe Fiorenzano, presidente della Società Italiana di Pneumologia dello Sport, di Terni, ha presentato una comunicazione dal titolo “Asma e sport: News and Views: modifiche per l’atteggiamento terapeutico e diagnostico”. Il relatore ha voluto far notare come è cambiato il punto di vista rispetto alla patologia in oggetto, anche se è vero che Mark Spitz, celebre nuotatore olimpico americano del passato, pur essendo asmatico, è riuscito ad arrivare ai massimi livelli. 

Il test alla metacolina, ripetuto nel tempo, aiuta a valutare i pazienti. Esiste una certa variabilità individuale anche nella risposta alla terapia. Va attuato un monitoraggio dell’asma allo scopo di minimizzare il rischio futuro, valutando se la cura riesce ad assicurarne un adeguato controllo. Qualsiasi patologia delle alte vie aeree può influire sull’asma. Altre comorbilità come il reflusso gastro-esofageo o il fumo possono avere un effetto negativo.

Vale la pena distinguere l’asma da sforzo e il broncospasmo indotto dall’esercizio. Il secondo può verificarsi durante l’attività fisica in soggetti che non hanno altre manifestazioni di asma. Aria fresca e secca può indurre infiammazione delle vie aeree, eventualità relativamente frequente tra i fondisti. Altre condizioni ambientali favorenti sono umidità, allergeni e inquinanti. L’attività natatoria non sempre è consigliabile per un asmatico a causa della presenza del cloro nell’acqua. Tra i nuotatori si registra un’elevata percentuale di sintomi respiratori. Ci sono criteri diagnostici per confermare l’asma (diagnosi clinica e strumentale). 

Tra gli atleti di sport invernali e tra i nuotatori (sport di endurance) esiste una notevole percentuale di asmatici. Un asmatico ben controllato può fare tutti gli sport. Tra gli sportivi agonisti esiste il problema del doping con conseguenti limitazioni del dosaggio dei farmaci e l’astensione dall’attività agonistica nel periodo della terapia. I glucocorticoidi orali sono proibiti per gli atleti. Alcune situazioni particolari come l’alta quota vanno attentamente valutate nel soggetto asmatico. Anche gli sport di immersione presentano alcune problematiche. Sono, comunque, cambiati i punti di vista. 

L’atleta cubano professionista asmatico Pipin Ferreras ha praticato l’immersione con autorespiratore. Attualmente in varie casistiche molti sono i subacquei asmatici che si immergono. Servono attente valutazioni per prevenire il rischio, con una serie di raccomandazioni da seguire. La Società Italiana di Medicina dello Sport ha stabilito criteri dettagliati in proposito. Fiorenzano ha voluto, alla fine della sua presentazione, ricordare le figure di due grandi medici: Marcello Faina e Antonio Todaro.

Diego Della Riva, cardiologo dell’Ospedale Bellaria di Bologna, ha parlato, in videoregistrazione, di “esercizio fisico nello scompenso cardiaco: luci e ombre”. Chi pratica attività fisica, a ragionevole intensità, va incontro a una riduzione di demenza, depressione, cardiopatie, diabete, ipertensione e obesità. Per contro gli eccessi si rivelano dannosi. 

Famoso l’episodio di Fidippide che, nel settembre del 490 a.C., dopo la battaglia di Maratona, appena arrivato ad Atene di corsa per portare la notizia della vittoria, collassò a causa dell’intenso sforzo fisico. A mano a mano che aumenta l’intensità dell’esercizio, si incrementano i rischi mentre diminuiscono i benefici: questo tende a verificarsi oltre i 12 met. Il met è un’unità di equivalente metabolico e viene utilizzata per stimare il costo metabolico di una attività fisica secondo la relazione: 1 met=3.5 ml di ossigeno consumato per Kg di peso corporeo al minuto. Eppure l’asticella sale sempre più in alto, come dimostra il tempo impiegato per correre la maratona, che è sceso al di sotto delle due ore.

I soggetti affetti da scompenso cardiaco sono molti e tra gli scompensati della popolazione occidentale il 2% presenta una prognosi infausta (30-40% di rischio di morte dopo un anno dall’evento acuto). Si tratta di una patologia che richiede risorse economiche ingenti. Non esiste ancora una definizione universale della patologia, che, peraltro non sempre è ben riconoscibile. Quando riconosciuta talvolta è troppo tardi. Nel corso degli ultimi anni si sono fatti passi da gigante nella terapia dello scompenso cardiaco. Poco si è fatto per il training (esercizio fisico), un tempo ritenuto controindicato.

Il presidente americano Dwight D. Eisenhower fu costretto a starsene immobile su una sedia a rotelle a causa di uno scompenso cardiaco. Ora la situazione è completamente cambiata e in meglio. Il training offre molti effetti benefici (Circulation, 1988). Il past president americano Bill Clinton, in seguito all’intervento chirurgico per l’impianto di quattro by pass aorto-coronarici, è ritornato al lavoro 48 giorni dopo. Grazie al training si può ottenere una riduzione delle ospedalizzazioni e della morte fino al 15%. È raccomandato un regolare esercizio aerobico per ridurre il rischio di ospedalizzazione.

Ancora oggi una percentuale insufficiente di pazienti accede a un centro di riabilitazione cardiologica.  Bisogna tener conto di alcune situazioni come uno scompenso cardiaco acuto che costituiscono una controindicazione. Ai centri di riabilitazione possono accedere solo i pazienti stabili.

L’esercizio fisico è come un farmaco: gli effetti benefici cessano se lo si interrompe. La VO2Max è un grosso predittore di mortalità. Non dipende solo dalla performance cardiaca, ma anche da quella polmonare e da quella muscolare. La riserva cardiaca e quella polmonare sono ridotte negli stati di scompenso cardiaco. Altri fattori che incidono sulla capacità funzionale dei pazienti scompensati sono l’anemia da carenza marziale o l’obesità.

La riabilitazione cardiologica rappresenta il figlio negletto della comunità medica. Occorre aumentare la partecipazione ai programmi di training. Il test cardiopolmonare basale serve per stimare la VO2 Max. Occorrono strutture dedicate con attrezzature idonee. L’esercizio aerobico e di resistenza va praticato tre volte alla settimana, con sedute dai 20 ai 60 minuti ed è raccomandato in tutti i pazienti con scompenso stabile. Non ci sono più dubbi circa i benefici, con un’aumentata tolleranza allo sforzo e una ridotta mortalità. Serve un approccio combinato personalizzato, aumentando la compliance e cercando di raggiungere sempre più pazienti idonei.

Il professor Gianluca Campo dell’Università di Ferrara ha parlato di esercizio fisico nella cardiopatia ischemica. Nel post-infarto sono importanti la precocità dell’esercizio fisico e i cambiamenti dello lo stile di vita, di cui è parte fondamentale la partecipazione ai programmi di riabilitazione cardiaca. Il paziente infartuato o che ha subito un intervento sta in ospedale 5-6 giorni e, poi, viene affidato a una struttura che lo guida, affinché segua un programma di exercise training nel corso della post-rivascolarizzazione chirurgica. Nella sindrome coronarica cronica il percorso è lo stesso con un programma di esercizio che coopera con la rivascolarizzazione e la terapia. L’esercizio fisico porta a un miglioramento della vascolarizzazione e del consumo energetico, con un effetto antinfiammatorio e con uno stimolo per le cellule meno funzionali. Nel post-infarto la performance fisica è strettamente associata alla prognosi di mortalità a lungo termine. Se si fa un confronto tra i pazienti sedentari e quelli che fanno attività fisica il beneficio è molto evidente per questi ultimi.

Vi è una sorta di gradiente tra i vari livelli di attività fisica. È bene concentrarsi sui pazienti che si trovano nelle condizioni peggiori in quanto sono proprio questi a poter godere dei vantaggi maggiori. Anche ansia e depressione traggono grande beneficio dall’attività fisica. Il grosso problema è la compliance. La motivazione deve durare per tutta la vita del paziente. Va mantenuto il programma di esercizio fisico che è stato impostato e che va rispettato nel tempo, contrariamente a quanto accade, visto che il tasso di abbandono è del 65% (Clarify Programme). Il paziente deve essere recettivo all’implementazione dei programmi di esercizio fisico. È molto importante il timing: prima si inizia il processo di riabilitazione e più aumentano i vantaggi. Con un adeguato esercizio fisico si ottiene una riduzione delle recidive. Anche l’impatto economico ha un suo peso.

I soggetti che possono trarre più vantaggi sono gli anziani over 70, i pazienti con bassa scolarità e più debilitati.  Uno studio effettuato a Ferrara si è occupato di questo tipo di pazienti. Con un programma di educazione sanitaria e di attività fisica a domicilio e con un test del cammino. Sono state organizzate sessioni supervisionate, intervallate con programmi di esercizio fisico da fare a casa. Già dopo il primo mese si è registrato un incremento del tempo speso nell’attività fisica, con un miglioramento della qualità di vita, minore presenza di ansia e di depressione. Si tratta di un programma a basso costo, che si sta diffondendo in tutto il mondo. Si deve capire come veicolare l’esercizio fisico nel maggior numero di pazienti, che peraltro sono stati particolarmente penalizzati dal lockdown. L’approccio che si avvale dell’utilizzo della tecnologia può essere di aiuto e va sfruttato. 

Inquinamento senza frontiere

Paolo Bonasoni del CNR, Istituto di Scienze dell’Atmosfera e del Clima, di Bologna, ha parlato di “Inquinamento, un rischio condiviso: dalle valli himalayane alla pianura padana”. Una realtà estremamente importante di questi tempi è relativa alla qualità dell’aria e al clima. Due aspetti che legano la pianura padana e le valli himalayane, entrambe sovrastate e devastate da una grande nube di inquinanti. L’Organizzazione Meteorologica Mondiale (GAW) promuove una valutazione dello stato di salute dell’atmosfera e propone corrette abitudini ambientali. Le stazioni di ricerca poste in quota in aree remote forniscono un monitoraggio delle sostanze inquinanti presenti nell’atmosfera. In Italia esistono l’Osservatorio di Monte Cimone, di Modena, di Milano e di Aosta. L’ozono, composto clima-alterante a scala regionale e influenzante il clima in area urbana e in montagna, non è prodotto a livello antropico, ma è secondario all’inquinamento sostenuto dall’irraggiamento solare, ed è un potente broncocostrittore. Si registra un cocktail di inquinanti con concentrazioni particolarmente elevate in determinati periodi dell’anno. 

Nel 2003 si è verificata una terribile ondata di calore, specie in Francia, che ha decimato una bella fetta di popolazione anziana. Le brezze di valle trasportano in alto le concentrazioni di ozono. Negli ultimi anni si assiste ad una perdita dell’aspettativa di vita dovuta al cambiamento climatico. È previsto un continuo aumento delle temperature, con conseguente ripetersi di danni climatici. L’aumento dell’inquinamento (PM10, NO2 e ozono) causa un’irritazione delle vie respiratorie e un incremento del rischio di neoplasie. Il 9% della popolazione vive in aree dove almeno due dei tre composti (PM10, NO2 e ozono) supera il limite consentito come per esempio accade nella pianura padana. Si segnalano morti premature a causa dell’inquinamento. In 432 città, l’aumento dei costi sanitari causa una perdita del welfare di 1250 euro all’anno pro capite. 

Uno studio effettuato alla Piramide in Nepal nella valle del Khumbu ha evidenziato che la concentrazione di black carbon ha superato il 500%, compromettendo la salute delle popolazioni residenti e dei ghiacciai. Una sottile coperta di polveri inquinanti trasmette il calore al ghiaccio, facendolo fondere. Uno studio effettuato da Annalisa Cogo e Lorenza Pratali per valutare gli effetti dell’inquinamento sull’apparato respiratorio e cardiovascolare, misurando anche la concentrazione di black carbon (inquinamento indoor) in Nepal, ha dimostrato un’elevata concentrazione di PM soprattutto alla sera e all’alba. L’assenza nelle abitazioni di un adeguato camino ha causato un danno all’endotelio delle arterie e ai polmoni. Uno studio condotto dal 1980 al 2017 ha valutato l’evoluzione dell’inquinamento nel tempo. La situazione non è molto felice. Nei prossimi anni si prevedono ripercussioni nella pianura padana. Lo sport all’esterno nelle aree urbane dovrebbe essere consigliato e praticato nelle ore del mattino e non in quelle centrali della giornata.

Lo spostarsi delle persone in altre zone del pianeta, considerate più salubri, non ha più senso. Un grave inquinamento atmosferico è prodotto da vasti incendi globali. Riveste più utilità il cambiamento degli stili di vita con l’aiuto della green economy. Ognuno può portare, comunque, nel suo piccolo un contributo.

Ozono e pneumopatie

La professoressa Maria Rosaria Bonsignore dell’Università di Palermo ha affermato che pochi dati esistono in letteratura su esercizio fisico outdoor e inquinanti atmosferici. Gli effetti sul sistema cardiovascolare e respiratorio sono i più studiati, mentre il rischio all’esposizione agli inquinanti negli sport all’aperto è poco indagato. L’esposizione alle sostanze inquinanti, in particolare l’ozono, porta nel tempo ad una riduzione della funzione polmonare e ad una diminuita resistenza all’esercizio.

Il movimento in presenza di inquinanti da traffico pare modificare alcuni parametri. È stata effettuata una meta-analisi sulla popolazione generale e nell’esercizio in laboratorio, in particolare sui ciclisti. In letteratura sono presenti 125 lavori scientifici, di cui solo 45 sono stati presi in considerazione. L’attività fisica, se svolta all’aperto, ovviamente aumenta l’esposizione agli inquinanti, con una riduzione della broncodilatazione e un decremento degli indici spirometrici. Il maggiore responsabile è l’ozono, seguito dagli inquinanti prodotti dal traffico. L’ozono gioca un ruolo importante, causando sintomi respiratori che si accentuano nei soggetti affetti da pneumopatie. 

Anche l’inquinamento da traffico è un killer invisibile, apparentemente più spietato con le donne. Queste rilevazioni si possono effettuare sia in real life su inquinanti multipli, o in laboratorio in esposizione, mediante l’utilizzo di inquinanti singoli.

Lo studio dell’esposizione agli inquinanti nel tempo richiede modelli complessi. Ora l’utilizzo di wearable sensor funziona meglio delle centraline presenti nelle città. La salute dei professional riders è poco considerata, nonostante questi lavoratori siano particolarmente esposti agli inquinanti e per questo siano da studiare. Cinque ore di bicicletta al giorno nel traffico annullano i vantaggi derivanti dell’esercizio fisico a cui costringe la necessità di pedalare. È probabile, invece, che possa svolgere un effetto protettivo un’alimentazione sana. Si tratta di un’area di ricerca da affrontare in futuro. 

Patologie in altitudine

Moderatori della terza sessione sono stati Sergio Roi di Bologna e Andrea Ponchia di Padova. Lorenza Pratali, presidente della Società Italiana di Medicina di Montagna (S.I.Me.M.) e cardiologa dell’Istituto di Fisiologia Clinica del CNR di Pisa, ha parlato di altitudine e patologie cardiovascolari.

Andando in quota l’ossigeno diminuisce con conseguenti fenomeni adattativi che si verificano a carico di organi ed apparati. Vi sono risposte immediate (frequenze respiratoria e cardiaca) e risposte più tardive (aumento della concentrazione di emoglobina). L’esercizio fisico si può fare in quota rispettando alcune regole come salire piano ed acclimatarsi in modo adeguato e graduale. In caso contrario si possono verificare effetti negativi. 

Nel soggetto sano che si espone alla quota si segnala una graduale diminuzione della VO2 Max in funzione dell’altitudine raggiunta. Per esempio, sulla vetta del Monte Bianco si registra un calo del 30%, secondo gli studi del 1929 del fisiologo italiano Rodolfo Margaria sia in esposizione in acuto che in cronico. Si registrano pure degli adattamenti anche a livello muscolare. Reinhold Messner e Peter Habeler l’8 maggio del 1978 riuscirono ad arrivare alle altissime quote, in vetta all’Everest, senza l’impiego di ossigeno supplementare. Da studi di laboratorio Messner risultava avere una VO2 Max di 49. Studi di Cerretelli in tre step a 5020 metri di quota sulla diminuzione della VO2 Max in funzione dell’altitudine hanno evidenziato una riduzione del 20-25% della massa mitocondriale. 

In quota si verificano un accumulo di lipofuscina dovuto al danno ossidativo e un aumento importante della produzione dei ROS (radicali liberi prodotti dallo stress ossidativo). In un soggetto allenato in modo efficace sul livello del mare sembra essere tamponato lo stress ossidativo. Difficile valutare quali sono gli effetti benefici e quali gli effetti dannosi provocati dall’attività fisica. 

Sicuramente per fare sport di endurance in alta quota serve un programma di allenamento adeguato. È in corso la valutazione della funzione endoteliale durante l’esercizio fisico. Fattori che influenzano possono essere la temperatura e l’ambiente ostile che causa un aumento dell’attività simpatica. In alta quota il flusso coronarico aumenta, mentre si ha una riduzione della riserva coronarica nei soggetti affetti da cardiopatia coronarica. 

I cardiopatici stabili sono sicuri se si espongono ad una quota di 3500 metri. Mentre in passato sono stati effettuati studi con pochi soggetti, negli ultimi anni si sono reclutate più persone. Presso l’ambulatorio di medicina di montagna di Aosta è stato portato a termine uno studio su 70 soggetti. Il gruppo di cardiopatici ha evidenziato la stessa probabilità di avere alterazioni elettrocardiografiche rispetto al gruppo di controllo. Non vi sono particolari controindicazioni all’andare in quota fino a 4000 metri per i soggetti coronaropatici purché si trovino in condizioni di stabilità. Gli studi clinici e gli studi epidemiologici devono essere collegati, usando metodologie semplici e ripetibili, cercando di arruolare un gruppo significativo di soggetti. Per gli studi epidemiologici serve una raccolta di dati che siano sicuri. L’osservazione epidemiologica è molto importante. 

Effetti dell’ipossia

La professoressa Annalisa Cogo dell’Università di Ferrara, direttrice sanitaria del Centro Pio XII di Misurina, ha parlato del polmone in altitudine. In ambiente montano a 3000 metri la pressione di ossigeno è di 60 mmHg, uno stato di temporanea insufficienza respiratoria. Varie sono le risposte dell’organismo all’ipossia, ovvero la mancanza di ossigeno nell’aria atmosferica. Il polmone aumenta la ventilazione e va incontro ad alcalosi respiratoria. Si verifica una vasocostrizione ipossica dell’arteria polmonare, che porta all’ipertensione polmonare. L’ipocapnia potrebbe dare una broncocostrizione. L’iperventilazione avviene specie durante l’esercizio in presenza di aria fredda e secca. In alta quota sono presenti meno inquinanti e meno allergeni, condizione particolarmente favorevole per gli asmatici. Tre importanti fattori: incremento della ventilazione, pattern ventilatorio e coordinazione tra torace e addome. La cascata dell’ossigeno arriva fino ai mitocondri. L’iperventilazione consente l’arrivo di più ossigeno a livello periferico. 

Annalisa Cogo ha accennato agli studi effettuati da Samuel Vergés e dal suo gruppo di ricercatori di Grenoble su volume corrente e frequenza respiratoria. La risposta respiratoria degli alpinisti di élite è meno vivace. Essi dimostrano di saper meglio utilizzare l’ossigeno ad altitudini estreme. La relatrice ha parlato della ventilazione e del pattern respiratorio negli skyrunner, monitorati con saturimetro e GPS, valutando anche la coordinazione tra torace e addome su pendenze fino al 40%. Più aumenta la pendenza più aumenta l’angolo di fase. I due comparti si scoordinano. Si segnala una maggiore desaturazione. Si respira meno di volume corrente e più di frequenza. La risposta ventilatoria ipossica è fondamentale, ma anche gli altri due fattori sono importanti.

Salendo in quota si verifica la comparsa di un edema interstiziale a livello polmonare, che può essere studiato con l’utilizzo dell’ecografia polmonare. Nel corso di un lavoro effettuato con un ecografo, coordinato con il Lake Louise Score e la saturazione di ossigeno, durante la salita in Piramide in Nepal è stata evidenziata la comparsa di comete (strisce B) segnale della presenza di un edema dell’interstizio polmonare, situazione clinica da non confondere con l’edema polmonare acuto d’alta quota. Utile trovare un cut off per eventuali utilizzi futuri.

Il simulatore TerraXCube

Hermann Brugger, direttore dell’Istituto di Medicina di Emergenza in Montagna dell’EURAC di Bolzano, ha parlato del TerraXCube, una nuova infrastruttura di ricerca, da poco inaugurata. Brugger ha presentato il nuovo centro di ricerca, dotato di camera ipobarica e climatica, realizzato in un sito industriale alla periferia sud di Bolzano. Il laboratorio è stato creato perché la letteratura riguardante la medicina di montagna è aumentata in modo inaspettato negli ultimi anni, ma più della metà di questa, ha affermato Brugger, non è basata su dati originali, ma su dati vecchi come raccomandazioni prive di studi clinici randomizzati. Ci sono molte limitazioni: campioni piccoli con variabilità interindividuali e confounders, ovvero pressione barometrica, temperatura, umidità, fattori ambientali vari e imprevedibili. 

Gli arresti cardiaci urbani sono circa un centinaio all’anno, mentre quelli che avvengono in montagna in un anno sono molto pochi, quindi, per questi ultimi, è assai difficile fare statistiche affidabili. Eventi non riproducibili non hanno alcun significato scientifico. Anche riviste scientifiche come Nature e Science hanno messo in crisi la ricerca medica (reproducibility crisis), sottolineando che la metà delle indagini in campo medico non sono riproducibili. Nel caso si possa avere una buona riproducibilità di un esperimento si verifica un aumento dal 20% all’80% della sua significatività. Ecco perché creare un centro di ricerca, dotato di un ambiente artificiale del tutto simile a quello naturale, adatto ad effettuare studi nel campo della medicina di emergenza in montagna e della medicina d’alta quota.

Nel centro è possibile realizzare studi a lungo termine, fino a 45 giorni per un massimo acclimatamento (4-5-6 settimane), simulando temperature di meno 40° C o di più 60° C. Possono essere simulati ipossia normobarica, vento, neve e luce solare. Il centro ha effettuato uno studio su alcuni piloti di elicottero di emergenza in montagna fino a 5000 metri di quota. Un altro studio è stato effettuato in alta quota su volontari, nel campo della medicina del lavoro sulle funzioni cognitive, con persone provenienti da Italia, Svizzera, Austria e Germania. Un altro studio è stato fatto sulla mucosa sottolinguale in due alpinisti di élite (Simone Moro e Tamara Lunger) per valutare la neovascolarizzazione del letto capillare. Nel simulatore dell’EURAC possono essere riprodotte situazioni climatiche estreme combinate.

Anche l’industria è interessata al testing di medical device in alta quota. Si possono eseguire studi blind e double blind, confrontando ipossia normobarica e ipobarica, analizzando gli effetti benefici dell’ipossia. Uno dei grandi vantaggi della camera è rappresentato dalla sicurezza che garantisce a chi ci lavora. 

Il laboratorio di Bolzano, che effettua ricerca open space, si trova attualmente agli apici degli interessi scientifici mondiali. Molte le idee che possono essere elaborate con i tanti risultati che verranno.

Le conclusioni

Il convegno ha avuto termine con le conclusioni di Annalisa Cogo. Cuore e polmone marciano insieme anche nel contesto di una malattia. Gianni Mazzoni ha ringraziato i relatori e gli organizzatori. L’evento, che ha coinvolto molti sanitari da remoto, si è concluso con l’augurio da parte di tutti di rivedersi presto in presenza.

Giancelso Agazzi

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