Diabete di tipo 2, comorbilità cardiovascolare e temperatura ambientale (DiabColdHeat)

Significato del progetto rispetto alle conoscenze attuali Temperatura, salute e cambiamenti climatici. Sia le alte che le basse temperature ambientali causano disagio e degrado delle prestazioni fisiche. Queste normali risposte fisiologiche suscitate per perdere o conservare il calore corporeo possono aggravare il decorso delle malattie croniche e portare a un numero maggiore di visite sanitarie, ricoveri o decessi. A livello globale, la maggior parte degli effetti negativi sulla salute sono causati dal freddo, piuttosto che dal caldo, e si verificano già a temperature miti non ottimali.

Le temperature ambientali riflettono gli effetti primari del cambiamento climatico (CC), la più grande minaccia per la salute del 21° secolo. Il CC comporta principalmente un aumento globale delle temperature, e in particolare della frequenza, dell'intensità e della durata degli estremi di calore. In relazione alla variabilità del tempo, sono previste anche maggiori quantità di precipitazioni, nuvolosità e venti. I climi settentrionali, come la Finlandia, sono soggetti a enormi variazioni annuali di temperatura (da ca. +30°C a -30°C) unitamente al periodico prolungamento delle temperature estreme (caldo e freddo). Le proiezioni globali prevedono che gli effetti sulla salute del freddo continuino a superare quelli del caldo in Finlandia, ma l'esposizione al caldo diventa sempre più importante, anche a causa della mancanza di adattamento alle alte temperature dei residenti del nord.

T2D e temperatura. L'incidenza globale del diabete è di 425 milioni di persone, di cui il 77% lavora in età avanzata e si stima che aumenterà fino a 629 milioni di persone entro il 2045. Il diabete di tipo 2 (T2D) rappresenta il 90% dei pazienti diabetici. In Finlandia, l'incidenza del T2D è aumentata notevolmente negli uomini negli ultimi 35 anni. Il diabete di tutti i tipi può portare a complicazioni micro (retino-, nefro- e neuropatie) e macrovascolari (malattie cerebrali, coronariche e arteriose periferiche) e provocare una maggiore morbilità e morti premature. L'onere economico dei costi diretti e indiretti del diabete è enorme e ha rappresentato l'1,8% del PIL nel 2015.

Studi epidemiologici suggeriscono che le temperature ambientali non ottimali e il diabete sono associati a maggiore morbilità e mortalità. Uno studio su 4,5 milioni di visite mediche ha mostrato che le persone affette da T2D hanno cercato assistenza medica più spesso con temperature sia basse che alte. Inoltre, le temperature fredde e calde sono state associate a un aumento del 12% e del 30% dei ricoveri per diabete.

L'esposizione al calore può comportare una minore capacità di disperdere ulteriore calore corporeo (maggiore carico di calore) nell'ambiente e un maggiore sforzo cardiovascolare.

A nostra conoscenza, ci sono solo tre studi controllati che hanno valutato l'esposizione al calore di tutto il corpo tra le persone con T2D. Nelle persone sane le alte temperature dilatano i vasi sanguigni superficiali permettendo di veicolare ulteriore calore corporeo nell'ambiente. Di conseguenza, il flusso sanguigno viene diretto verso la superficie corporea aumentando la frequenza cardiaca e il carico di lavoro cardiaco. Nelle persone con T2D la dilatazione dei vasi sanguigni può essere ritardata e portare a una ridotta capacità di disperdere calore attraverso la circolazione cutanea. Inoltre, la funzione endoteliale interrotta e l'irrigidimento dei vasi sanguigni possono portare a una riduzione attenuata della pressione sanguigna. Fattori, come la ridotta capacità di sudorazione, così come le neuropatie autonomiche e periferiche possono ulteriormente compromettere la capacità di disperdere il calore corporeo nell'ambiente. In effetti, uno studio che ha coinvolto adulti più anziani con T2D ha rilevato una ridotta capacità di perdere ulteriore calore corporeo durante l'esercizio, con conseguente maggiore sforzo termico. Inoltre, la regolazione cardiaca e la capacità di aumentare il carico di lavoro cardiaco potrebbero essere compromesse nel diabete di tipo 2 sotto l'esposizione al calore. A sostegno di ciò, più vecchio (ca. 60 anni) le persone con T2D hanno mostrato una ridotta variabilità della frequenza cardiaca e una ridotta risposta al calore. Infine, l'ipercoagulazione delle persone con T2D potrebbe essere ulteriormente aumentata durante l'esposizione al calore, ma non ci sono studi sull'argomento.

L'esposizione al freddo può comportare un maggiore sforzo cardiovascolare e una ridotta capacità di produrre o conservare (aumento della perdita di calore) il calore corporeo quando fa freddo nelle persone con T2D.

Non ci sono studi controllati precedenti che valutino gli effetti dell'esposizione al freddo di tutto il corpo tra le persone con T2D. Nelle persone sane l'esposizione a basse temperature aumenta l'attività simpatica che restringe i vasi sanguigni superficiali, provoca un aumento della pressione sanguigna e del carico di lavoro cardiaco. L'aumento aggravato della pressione sanguigna nelle persone con T2D può essere dovuto a iperattività simpatica, funzione endoteliale interrotta e arterie più rigide. La regolazione neurale alterata nel T2D può compromettere la reattività cardiaca al carico di lavoro cardiaco più elevato e alla richiesta di ossigeno a freddo. L'esposizione al freddo aumenta anche il potenziale di coagulazione del sangue, che insieme all'ipercoagulabilità correlata al T2D, potrebbe favorire la produzione di trombosi ed eventi cardiaci avversi. La disfunzione microvascolare associata alla neuropatia autonomica può anche compromettere la risposta vascolare durante il raffreddamento locale e possibilmente aumentare la suscettibilità alle basse temperature. L'esposizione al freddo può anche essere correlata alla ridotta produzione di calore (termogenesi da brividi o riduzione dell'attività e della massa del tessuto adiposo bruno).

Fattori modificanti che possono influenzare la vulnerabilità alla temperatura alta o bassa del diabete di tipo 2 L'ipertensione arteriosa è riportata in oltre due terzi dei pazienti con diabete di tipo 2 e l'incidenza di diabete e ipertensione (HTN) si predice a vicenda nel tempo. Le due malattie condividono anomalie metaboliche comuni e l'insulino-resistenza è una caratteristica sia del prediabete che della preipertensione. Come il diabete, anche le malattie cardiovascolari sono sensibili alla temperatura. Il controllo glicemico può essere importante per far fronte allo stress termico, ma le prove disponibili sono scarse. L'esposizione al calore, specialmente se combinata con l'esercizio, può indurre ipoglicemia. D'altra parte, un breve periodo di acclimatazione a ripetute e lievi esposizioni al freddo può migliorare la sensibilità all'insulina e lo stato glicemico. I farmaci associati sia al trattamento del T2D stesso (metformina, gliptine, gliflotsine) o HTN (beta-bloccanti, diuretici, calcio-antagonisti, ACE-inibitori), potrebbero influenzare significativamente le risposte cardiovascolari e termiche, ma la loro associazione con gli esiti di salute non è conosciuto. La stessa attività fisica regolare riduce l'HbA1c, ma può anche migliorare la capacità di dissipazione del calore, ma i meccanismi non sono chiari.

I nostri obiettivi sono: 1) Valutare in che modo il diabete di tipo 2 avanzato, in combinazione con l'ipertensione, influenza la funzione cardiovascolare e le risposte neurali e metaboliche associate durante l'esposizione passiva di tutto il corpo al calore (attivando la perdita di calore attraverso una maggiore circolazione superficiale e sudorazione) e al freddo (causando un aumento della produzione di calore e riduzione della circolazione superficiale) e rispetto a persone sane. 2) Esaminiamo come le diverse complicanze micro e macrovascolari diabetiche che coinvolgono vari gradi di gravità, influenzano le funzioni cardiovascolari, neurali e metaboliche osservate durante l'esposizione al freddo o al caldo. 3) Valutare in che modo il T2D (diagnosticato o rilevato durante l'esame clinico) da solo e in combinazione con l'ipertensione (diagnosticata o misurata durante l'esame clinico) influenza i sintomi cardiorespiratori riferiti al freddo o al caldo e di conseguenza, da una prospettiva longitudinale, i ricoveri e la mortalità. Miriamo anche a identificare l'influenza di potenziali determinanti, come l'uso di farmaci, l'attività fisica e altri fattori demografici, socioeconomici e di stile di vita.

Ipotesi di ricerca: 1) L'esposizione di persone con T2D può portare a uno stress termico precoce a causa della ridotta capacità di perdere (ridotta sudorazione e circolazione) calore corporeo ad alte temperature. 2) L'esposizione al freddo può portare a una sollecitazione da freddo precoce a causa dell'indebolimento della capacità di conservare (circolazione compromessa) o di produrre calore corporeo (brividi) a basse temperature. 3) Avere più complicazioni aumenta la vulnerabilità a questi ambienti. 4) A livello di popolazione, le persone con T2D riportano più sintomi cardiorespiratori correlati al caldo e al freddo e sperimentano più ricoveri e decessi. Questi effetti dipendono dal controllo glicemico e della pressione arteriosa, dall'uso di farmaci e da altri fattori legati allo stile di vita. 5) Le visite sanitarie e la mortalità sono precedute da temperature superiori o inferiori alla media.