Organismi sotto pressione

Pressione verso l’alto

Come ultimo paragrafo di questo articolo, esaminiamo una condizione estrema per la quale nessun essere vivente ha finora avuto la possibilità di adattarsi biologicamente.
Parliamo della condizione di microgravità che si realizza durante il volo in orbita attorno al pianeta.
In questa peculiare condizione viene a mancare la distribuzione idrostatica delle pressioni.
Questo determina uno spostamento del sangue e di altri liquidi, dalle regioni podaliche a quelle cefaliche, definito come centralizzazione ematica.
Questa ridistribuzione dei liquidi provoca pressione nelle vie nasali, pesantezza e mal di testa e comporta il fenomeno denominato puffy face con turgore del volto e del collo, cute pastosa, palpebre ispessite, lieve protrusione dei bulbi oculari, vene giugulari, frontali e temporali turgide.
Nelle foto sotto vediamo due esempi di come possa variare il volto di due astronauti a terra e nello spazio.

Non è solo la distribuzione dei fluidi che varia durante la permanenza nello spazio.
Tutto l’apparato cardiovascolare, la forma, le dimensioni, la massa muscolare e la funzione del cuore si sono evoluti al fine di sostenere il flusso sanguigno contro l’effetto della gravità. Le guaine dei vasi degli arti inferiori sono spesse per sostenere il peso del sangue sottoposto al gradiente idrostatico esistente fra cuore e piedi. Infine le vene sono datate di valvole monodirezionali per impedire al sangue di refluire a causa del suo peso.
La microgravità altera questo equilibrio. In seguito a voli spaziali la massa cardiaca si riduce, il sangue e più in generale i fluidi dell’organismo subiscono una ri-distribuzione che i sistemi di controllo della funzionalità cardiovascolare (nervosa ed umorale) non sono adatti a riconoscere e interpretare. Per esempio, episodi di aritmia extrasistolica sono stati descritti nell’equipaggio dell’Apollo XV (polso bigemino, contrazioni atriali premature). La pressione arteriosa tende ad aumentare nei valori sistolici e a diminuire nei diastolici.
Sulla Terra, alzarsi in piedi da supino o seduto e viceversa comporta la ridistribuzione dei liquidi circolatori lungo l’asse corporeo.
Il sistema barocettivo si rende conto della variazione di pressione idrostatica e pilota il cuore e i vasi sanguigni ad adattare pressione e frequenza cardiaca in modo da garantire la corretta irrorazione del cervello.
In assenza di gravità, le modificazioni di postura nello spazio non sono seguite dalla ridistribuzione dei liquidi lungo l’asse corporeo.
Di conseguenza il sistema barocettivo si decondiziona e perde la capacità di rispondere a queste variazioni di pressione idrostatica.
Gli astronauti di ritorno da una lunga permanenza in assenza di peso possono risentire di un sistema di controllo circolatorio decondizionato e sperimentare delle sensazioni di di giramento di testa, calo pressorio, malessere e tachicardia. Specialmente quest’ultima è la strategia più efficace che il nostro organismo mette in atto per cercare di riportare l’irrorazione del cervello a livelli accettabili.
In alcuni casi di cosiddetto decondizionamento cardivascolare ortostatico grave, l’assunzione della posizione eretta può portare a sintomatologie così marcate da sfociare nella perdita di coscienza.
In un rientro di emergenza a terra, senza personale medico di assistenza, una condizione clinica del genere può rivelarsi fatale.

Al fine di limitare e mitigare questi rischi, sono stati messi a punto esami diagnostici che usano il letto basculante per identicare gli individui con predisposizione ad un decondizionamento cardiovascolare ortostatico significativo quando esposti a lunghi periodi di microgravità.
Viene condotto un esame in cui il oggetto, disteso sul letto basculante, viene portato a diverse inclinazioni. La pressione e la frequenza cardiaca vengono osservate e si interrompe il test se appaiono i segni del decondizionamento ortostatico grave.

Un’ulteriore applicazione del letto basculante, è quella di pre-condizionamento cardiovascolare in cui i cosmonauti sono sottoposti a improvvisi e conflittuali stimoli gravitazionali per simulare la situazione associata con il lancio e la prima fase di esposizione alla microgravità.
Anche in questo caso il soggetto è assicurato al letto basculante e completa un protocollo di 30 minuti che prevede ripetute inclinazioni di grado diverso della durata di uno-due minuti alternando testa in giù a testa in su, con angoli compresi tra +50 e -50 gradi.
Nell’immagine a sinistra vediamo l’astronauta Paolo Nespoli che si sottopone ad uno di questi test.