• 16/05/2022
Acqua e vita
Capitolo 4. Acqua nella vita
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5. Temperatura e fisiologia - Come rinascere per vivere - Ibernazione
· Limiti inferiore e superiore della temperatura corporea
Durante la seconda guerra mondiale, le truppe tedesche tentarono la sperimentazione umana sulla morte con congelamento utilizzando 35 detenuti del campo di concentramento di Dachau POW. 12 di loro sono morti dopo essere stati immersi in uno stagno con una temperatura dell'acqua di 2-8 gradi Celsius per 30-90 minuti. In questo esperimento, quando la temperatura corporea (temperatura rettale) è scesa a 30 gradi, la situazione è improvvisamente peggiorata e si è scoperto che la coscienza si è offuscata e la circolazione sanguigna è stata compromessa e il paziente è morto entro una decina di minuti. In altre parole, questa temperatura corporea di 30 gradi Celsius è una delle temperature critiche nella termoregolazione.
Tuttavia, questo esempio è in condizioni fisiologiche, la situazione è diversa dalla cosiddetta anestesia a bassa temperatura durante un intervento chirurgico al cervello e al cuore. Sotto anestesia, la sensazione di freddo e la funzione autonomica vengono bloccate per perdere la risposta biologica al freddo. Quindi, il corpo vivente può essere rianimato anche in condizioni di temperatura bassissima intorno a 0 grado.
Gli esseri umani sono fisiologicamente più vulnerabili al caldo che al freddo. 30-40 anni fa, la terapia della febbre alta era popolare come trattamento per le malattie veneree nel continente. L'agente patogeno venereo muore a 41 gradi Celsius, quindi il paziente è stato posto in una scatola come un bagno turco e riscaldato a 41 gradi Celsius. Anche nelle malattie che causano febbre alta come il tifo e la malaria, la temperatura non supera i 41 gradi. In realtà, questi 41 gradi sono il limite superiore della temperatura corporea fisiologica. Per quanto tempo viene mantenuta la temperatura corporea di 41 gradi dipende dalla traspirazione dalla pelle, cioè dall'effetto rinfrescante della sudorazione. Finché la temperatura è bassa e l'atmosfera è secca e questa evaporazione è efficace, la temperatura corporea può continuare a mantenersi a 41 gradi Celsius, anche se la temperatura del mondo esterno raggiunge i 50-60 gradi Celsius.
Quando anestetizziamo il nostro corpo, possiamo bloccare la reazione biologica al freddo, ma non è così semplice con il caldo. Il corpo umano suda anche se dorme profondamente, quando fa caldo, suda anche se è stato anestetizzato. in questo modo, si può dedurre che la reazione biologica al calore è più complicata di quella al freddo perché comporta l'evaporazione dalla pelle, cioè la sudorazione.
· I microrganismi che fanno letargo
C'è una temperatura che è conveniente per le attività viventi negli esseri viventi. Come regola generale, le basse temperature sopprimono le reazioni biochimiche in vivo e le alte temperature promuovono il progresso di queste reazioni biochimiche. Detto questo, è anche una questione di gradi, con alte temperature, il protoplasma delle cellule che causano la coagulazione delle proteine, interrompono le attività viventi; stesso processo a temperature estremamente basse. Se la temperatura aumenta di 10 gradi alla ben nota temperatura normale, la velocità di reazione chimica raddoppia. La dottrina di Van To Hop sembra essere praticata in una certa misura negli organismi viventi, tra questo limite superiore e inferiore.
Le attività degli organismi viventi sono più resistenti alle basse temperature che alle alte temperature. Più le creature sono piccole e più ampio è il limite inferiore della temperatura vitale. Ad esempio, è stato riferito che la Salmonella typhi può tollerare meno 170 gradi di aria liquida per 6 mesi e che altri microrganismi se lasciati nell'idrogeno liquido a meno 260 gradi per diversi giorni non muoiono. Si può considerare che anche i semi e le spore delle piante abbiano quasi la stessa vitalità. Questi organismi posti in condizioni di temperatura estremamente bassa cessano l'attività vitale durante quel periodo, ma ciò non significa morte. Quando le condizioni di temperatura vengono ripristinate, le loro vite vengono rianimate splendidamente, quindi lo stato di sospensione vitale è chiamato inanimato (anabios). In altre parole, è un tipo di letargo (dormono nel congelato).
· Animali di ghiaccio che sono rianimati
Insetti e pesci sono anche molto resistenti alle basse temperature. Ci sono anche esperimenti in cui la temperatura corporea delle farfalle è stata abbassata a 9 gradi sotto lo zero, e ci sono anche esperimenti in cui vengono fatti rivivere pesci rossi che sono stati ibernati in un blocco di ghiaccio per un mese e quindi scongelati. Ma negli animali a sangue caldo superiore, non è così facile. Poiché hanno un meccanismo di termoregolazione ad alta dimensione, si verificano vari problemi. Gli animali omeotermici (a sangue caldo) superiori non sono diversi da batteri, farfalle e pesci rossi se le loro funzioni viventi sono ridotte alla dimensione delle cellule. Ma negli animali superiori sono stati sviluppati meccanismi regolatori che controllano il lavoro di questi tessuti e un'ampia varietà di funzioni regolatorie sono intimamente intrecciate a un livello superiore. Il meccanismo di termoregolazione è uno dei principali.
Quando l'animale a sangue caldo viene esposto all'ambiente freddo del mondo esterno, il meccanismo di termoregolazione dell'animale viene fortemente stimolato e previene l'abbassamento della temperatura corporea aumentando notevolmente la produzione di calore nel corpo. Ad esempio, se un topo viene lasciato a bagnomaria a una temperatura compresa tra 2 e 5 gradi Celsius, il corpo di questo animale genera quasi quattro volte più calore del normale e la temperatura corporea viene mantenuta quasi costante per un certo periodo di tempo. Esperimenti simili sono stati condotti sul corpo umano. Secondo Lefebvre, in un bagno a 5 gradi Celsius, si dice che lo scambio di calore con il mondo esterno avviene circa 10 volte di più che nel caso di temperatura normale; inoltre la temperatura corporea non diminuisce per 10 minuti. Inutile dire che la generazione di questa quantità di calore è il risultato della rotazione completa dell'ingranaggio del metabolismo della sostanza nel corpo nella direzione della decomposizione ossidativa. Tuttavia, naturalmente ci sono i limiti alle fonti di energia nel corpo. Per questo motivo, il bagno da in acqua fredda consuma molta energia e la morte gelida, causata da una condizione di emergenza invernale in montagna, arriva quando hai esaurito l'energia per mantenere la temperatura corporea.
· Fisiologia dell'ipotermia
Qui, parliamo di cambiamenti nelle funzioni fisiologiche quando la temperatura corporea scende. Nel 1862, Warser dichiarò che il raffreddamento della temperatura corporea di un coniglio a 25 gradi Celsius avrebbe portato all'anestesia. Da allora è iniziata la ricerca sull'ibernazione artificiale mediante raffreddamento. Nel 1905 Simpson e Herring et al raffreddarono il gatto con i seguenti risultati; l'esperimento ci dice che quando la temperatura corporea scende al di sotto di 25 gradi Celsius, l'animale viene anestetizzato e quando scende al di sotto di 24 gradi Celsius, l'effetto termoregolatore viene completamente perso e quando scende ulteriormente al di sotto di 16 gradi Celsius, muore. Generalmente, quando il centro respiratorio del midollo allungato inizia ad essere colpito con un calo della temperatura corporea, la frequenza respiratoria diminuisce gradualmente e si ferma a 28 gradi Celsius. Di conseguenza, l'anidride carbonica nel sangue aumenta e il pH diminuisce. Come accennato all'inizio, come nella legge di van, to, hop, la reazione chimica raddoppia quando la temperatura sale di 10 gradi, quindi la diminuzione della temperatura corporea provoca una diminuzione del metabolismo della sostanza.
Di seguito, si afferma che il consumo di ossigeno si avvicina allo zero quando viene portato a 25 gradi Celsius al 39%, a 20 gradi Celsius al 18% e quando la temperatura rettale scende a 10-20 gradi Celsius. Anche i rapporti di altri ricercatori sono vicini a questo risultato.
· Ibernazione artificiale
A proposito, i metodi specifici di ipotermia che determinano l'ibernazione artificiale includono il raffreddamento della superficie corporea, il raffreddamento del sangue e il raffreddamento del cervello.
Il raffreddamento della superficie corporea è un metodo per raffreddare il corpo dalla sua superficie esterna. Si avvolge tutto il corpo in una coperta speciale o lo si immerge in acqua per raffreddarlo. A tale scopo, è necessario eseguire in anticipo l'anestesia generale con farmaci scientifici per escludere reazioni biologiche agli stimoli del freddo. Se la funzione di difesa del corpo vivente è solida, il raffreddamento rapido provoca brividi fisiologici e il consumo di ossigeno è piuttosto rinnovato, quindi non diventa ipotermia. Inoltre, in questo metodo, anche se la superficie corporea viene notevolmente raffreddata, il tessuto profondo non viene facilmente raffreddato.
Il metodo di raffreddamento del sangue è efficace per raffreddare i tessuti profondi del corpo. Si può guidare il sangue arterioso alla periferia del corpo, raffreddarlo e quindi inviarlo nuovamente nel corpo ma, questo metodo ha lo svantaggio che il cuore stesso si raffredda rapidamente ed è soggetto ad aritmia e blocco atriale.
Non solo il metabolismo e la frequenza respiratoria, ma anche la funzione cardiaca, il polso e la pressione sanguigna diminuiscono con l'abbassamento della temperatura corporea e aumentano le resistenze vascolari periferiche e il tempo di circolazione sanguigna. Nei cani la cui temperatura corporea è scesa a 20 gradi, la funzione cardiaca è del 10% o in meno del normale, il polso è 15-30 e la pressione sanguigna è 16-46 mmHg. Tuttavia, la pressione venosa aumenta di circa 1-3 cmH2O. In questo metodo di ipotermia mediante il metodo del raffreddamento del sangue, la funzione circolatoria è significativamente compromessa e la fibrillazione ventricolare come incidente rende spesso il corpo vivente irreversibile.
Per raffreddare selettivamente il centro del cervello, è stato preso in considerazione questo metodo, dove il sangue arterioso viene, una volta raffreddato all'esterno del corpo, inviato nel cranio. Questo è il metodo di raffreddamento del cervello. Di conseguenza, viene tentato un intervento chirurgico al cuore sotto visione diretta con la temperatura del cervello impostata su 20 gradi Celsius e la temperatura rettale impostata sugli stessi 30 gradi Celsius.
· L'attività vitale è una funzione della temperatura
Procede così la ricerca sul letargo artificiale in ambito chirurgico. Cerca di far addormentare completamente il paziente durante l'intervento chirurgico per evitare sprechi di energia. Questo è lo scopo. In questo caso, il primo problema è come distruggere il meccanismo di termoregolazione. Finché questo meccanismo esiste, il corpo vivente agisce autonomamente per mantenere la temperatura corporea. Pertanto, dobbiamo prima paralizzare il centro termoregolatore e trascinare il meccanismo verso il basso come un animale a sangue freddo (sangue). In questo modo, il sangue e i tessuti del corpo possono essere raffreddati nello stesso modo in cui i pesci possono essere congelati e ibernati. Dopotutto, l'attività vitale può essere considerata è, come disse una volta C,E, Guyer, una funzione della temperatura di un organismo, purché sia associata a un cambiamento chimico nel corpo.

(traduzione con la collaborazione dell'Ing. Carlo Becchetti.)