6. Termoregolazione

Fisiopatologia della termoregolazione

Introduzione

Oltre alla produzione di proteine di fase acuta, un classico del processo infiammatorio è il processo febbrile. La febbre, o ipertermia o piressia, è un aumento della temperatura corporea. La febbre è uno dei motivi principali che induce il paziente ad andare dal medico, poiché la febbre dà un segnale di allerta. Il paziente ha in genere paura della febbre perché viene associata a un senso di malessere, sonnolenza, sudorazione, anoressia, astenia, brividi, tachicardia, polipnea e in casi gravi può dare convulsioni, danni cerebrali, delirio, malattie gravi, coma, morte.

Le cause più comuni del processo febbrile sono:

• Processi infettivi;
• Infarti;
• Trombosi venosa, di cui spesso è l'unico sintomo;
• Tumori;
• Infiammazione asettica come la gotta;
• Emorragie;
• Danni cerebrali, specie se a carico dei sistemi della termoregolazione;
• Malattie autoimmunitarie come l'artrite reumatoide;
• Ferita - trauma, in particolari ferite e traumi molto grandi come quelle dovute a incidenti stradali;
• Anemie gravi;
• Collageno-patie.

Si può anche avere la cosiddetta febbre da inganno, che non è una febbre reale, dato che il paziente riferisce di avere la febbre nonostante non si presentino i segni e sintomi caratteristici. Può essere legata a una condizione psichiatrica. La maggior parte delle persone ritiene che la febbre sia una malattia, in realtà la febbre è un sintomo del male che l'ha prodotta.

Termoregolazione

Durante un processo febbrile si riscontra un'incapacità di mantenere la temperatura in un range normale. L'uomo è un organismo endotermo, che quindi produce energia e calore da fonti endogene, e omeotermo, poiché riesce a mantenere costante la temperatura all'interno di un certo range. Questo conferisce un grande vantaggio perché, il mantenere costante la temperatura, è necessario per garantire un corretto funzionamento delle reazioni enzimatiche che avvengono nell'organismo.

Le reazioni che ci permettono di controllare la temperatura hanno però un costo, dato che comportano un metabolismo energetico cinque volte superiore rispetto a organismi ectotermi. Il corpo mette anche in moto dei meccanismi di risparmio come l'isolamento dato dal pannicolo adiposo e dallo strato corneo. La temperatura corporea è mantenuta costante da due processi: la termogenesi e la termo-dispersione. La temperatura media è di circa 36,8 ± 0,4°C e ha un minimo alle 4 del mattino e un massimo alle 16 del pomeriggio.

I sensori della temperatura sono il sangue arterioso e i termocettori cutanei e periferici e trasmettono ai centri termosensibili situati a livello cerebrale. In base alle necessità dell'organismo si attivano i meccanismi di riscaldamento o i meccanismi di raffreddamento.

In maniera schematica i meccanismi di riscaldamento sono:

• La vasocostrizione cutanea, che toglie dalla circolazione periferica il sangue arterioso, riducendo la dispersione del calore;
• L’aumento di metabolismo che comporta una maggiore produzione di ATP e calore;
• L’aumento di secrezione di adrenalina e noradrenalina e degli ormoni tiroidei che agiscono sia sul metabolismo sia sul muscolo e questo porta a un aumento del tono muscolare. I muscoli sono dei grandi generatori di calore nel corpo umano e alcune ipotermie possono essere collegate a una mancanza di massa muscolare;
• Il brivido, una contrazione asincrona dei muscoli che ha come scopo la sola formazione di calore senza un effettivo lavoro;
• L’orripilazione, contrazione dei muscoli erettori dei peli che fa sì che uno strato d’aria sia intrappolato tra i peli e protegga dalla dissipazione del calore;

I meccanismi di raffreddamento sono:

• La vasodilatazione cutanea, responsabile del 90% del raffreddamento e consiste nell’immissione di molto sangue arterioso verso la periferia con dissipazione del calore; è un processo la cui efficienza dipende dall’ambiente esterno;
• La sudorazione, mediante l’evaporazione sottrae grandi quantità di calore al corpo;
• L’incremento della frequenza respiratoria, che mediante la ventilazione porta all’esterno calore.

Quindi abbiamo detto che la temperatura viene mantenuta costante tramite i sensori di temperatura e il sistema che elabora i dati. Il problema principale è come si può mantenere elevata la temperatura quando qualcosa nel nostro organismo non funziona. Nel nostro organismo abbiamo delle reazioni esoergoniche con le quali mentre noi catabolizziamo i vari substrati, in parte produciamo energia chimica sotto forma di ATP e in parte produciamo energia termica, più o meno 50-60%, dipende dai casi. Quindi questo ci fornisce un calore di base che ci permette di mantenere costante la nostra temperatura.

Associato a questo c’è sicuramente, quando dobbiamo risparmiare la temperatura, la vasocostrizione che determina il passaggio di sangue dalle zone periferiche alla zona centrale e quindi viene mantenuto in una zona dove è possibile non disperdere calore.

L’altro meccanismo che viene introdotto, in parte anche ad opera di citochine, è attivare la neo-termogenesi. Quindi una termogenesi più appropriata per mantenere alta la nostra temperatura.

Chi interviene? Vengono stimolati gli ormoni TSH con la produzione degli ormoni tiroidei T3 e T4 che interagendo con i loro recettori e sono in grado di dare sia effetti immediati determinati perché scindono dei substrati, forniscono substrati come quelli lipidici e glucidici, per fornire più calore: più materiale da ossidare e di conseguenza una produzione maggiore di calore.

Che cosa fanno? Ci sono degli stimolatori che vanno al livello genico a determinare tutta una serie di proteine che sono in grado di collaborare con il mantenimento di questa termogenesi più elevata. Queste sono: proteine disaccoppianti, tipo la termogenina che è più tipica del tessuto bruno (noi ce ne abbiamo poca di termogenina) e poi durante questi meccanismi abbiamo un altro processo importante che è l’aumento del flusso ionico: se c’è una alterazione della permeabilità di membrana si consuma una enorme quantità di ATP, per mantenere costante la concentrazione ionica.

L’altro è incrementare le ATPasi: infatti una delle caratteristiche dell’ipertiroidismo è proprio una eccessiva produzione di ATPasi; queste ATPasi funzionando di più determinano un aumento di temperatura tipica dell’ipertiroidismo.

Perché tutto funzioni però che cosa ci vuole perché si abbia energia termica? È vero che bisogna che si produca ATP, questo però è condizionato dalla quantità di ATP che si consuma perché se l’ATP non viene scisso il mitocondrio non è in grado di determinare sintesi di ATP. Quindi bisogna fare scissione ad opera delle ATPasi e questo determina un aumento di attività nel mitocondrio.

Ecco perché è fondamentale quell’aumento di permeabilità di membrana che dicevamo precedentemente perché questo aumento di permeabilità di membrana fa uscire e entrare gli ioni e la cellula a questo punto è predisposta a fornire una quantità maggiore di ATP. Questo è uno schema molto semplice di come viene mantenuta la temperatura costante e di come poi viene alterata.

Possiamo dire che ci sono dei recettori periferici a livello del nucleo preottico anteriore dell'ipotalamo, dove abbiamo dei neuroni recettivi che captano la temperatura del nostro organismo. La temperatura del nostro organismo viene confrontata con quello che viene chiamato set-point ipotalamico che è geneticamente determinato a 37 gradi. Quindi questi captano, confrontano la propria temperatura con il set-point ipotalamico e poi mediante i neuroni di integrazione temperatura insensibili trasmettono a quelli che sono i neuroni effettori C e V uno stimolo e a seconda se la temperatura è più alta o più bassa del set-point ipotalamico darà origine se è più alta alla termo-dispersione, se è più bassa attiverà tramite i neuroni C la termogenesi e quindi si tornerà a riequilibrare il nostro sistema. Il punto sta tutto qua: nel mantenere questo set-point a questo punto.

Questa è la giostra centrale: un termostato che si attacca e si stacca a seconda del sistema. Perché dobbiamo tenere costante la temperatura? Perché se si va al di sopra o al di sotto le conseguenze che noi abbiamo sono piuttosto terribili. Al di sopra diciamo di 41°C entriamo in uno stato confusionale con convulsioni, a 42°C abbiamo la morte cerebrale, quindi chiaramente bisogna che questa termoregolazione sia ben controllata per non arrivare a questa situazione.

Ed anche in basso abbiamo la stessa situazione, perché (c’è un range più ampio nelle basse temperature) circa a 32°C abbiamo perdita di coscienza, a 30°C lenta fibrillazione atriale, a 28°C, fibrillazione ventricolare, quindi morte. Quindi si comprende bene come questo sistema deve rimanere in equilibrio.