Validità dei protocolli di rampa di umidità per l'identificazione dei limiti di sopravvivenza nelle persone esposte al calore

La popolazione globale è a rischio crescente di malattie legate al caldo a causa dei cambiamenti climatici e dell'aumento dell'intensità e della regolarità delle temperature estremamente calde. Nelle persone esposte al calore, il guadagno di calore dall'ambiente e dal metabolismo supera inizialmente il tasso di dissipazione del calore dalla pelle. Il calore viene immagazzinato nel corpo, causando un aumento della temperatura interna e della pelle, che a sua volta innesca aumenti autonomici mediati del flusso sanguigno cutaneo e della sudorazione per facilitare la perdita di calore. Se le condizioni sono compensabili, la perdita di calore aumenta fino a bilanciare il guadagno di calore totale. A questo punto, il tasso di accumulo di calore scende a zero (cioè si raggiunge il bilancio termico) e la temperatura corporea si stabilizza, anche se a un livello elevato rispetto alle condizioni termoneutrali. Se, tuttavia, il tasso massimo raggiungibile di dissipazione del calore è insufficiente per compensare l'aumento di calore, le condizioni non sono compensabili e l'esposizione prolungata causerà un continuo aumento della temperatura interna che può compromettere la salute se non controllata. I limiti ambientali di compensabilità (cioè le temperature/umidità al di sopra delle quali il bilancio termico non può essere mantenuto) sono quindi un importante determinante della sopravvivenza durante l'esposizione prolungata al calore. Valutare questo limite e come può essere modificato (ad esempio, dal comportamento o da fattori individuali come l'età o il sesso) è un campo di studio sempre più importante e attivo.

Le valutazioni contemporanee dei limiti ambientali di compensazione utilizzano "protocolli di rampa" in cui i partecipanti sono esposti a livelli crescenti di temperatura o umidità (in fasi di 5-10 minuti) mentre viene monitorata la temperatura interna. Si osserva generalmente che la temperatura interna è relativamente stabile (o aumenta leggermente) nelle prime fasi dell'esposizione, ma subisce un brusco e rapido aumento quando lo stress da calore diventa più grave. Le condizioni (ad esempio, la temperatura di bulbo umido o la temperatura del globo di bulbo umido) in questo "punto di flesso" sono prese come limiti di compensabilità. Cioè, si presume che l'inflessione corrisponda al punto di demarcazione, al di sotto del quale la temperatura interna rimarrebbe stabile per periodi prolungati (teoricamente indefinitamente se viene mantenuta l'idratazione) ma al di sopra del quale la perdita di calore è insufficiente a compensare l'aumento di calore, provocando un continuo aumento della temperatura interna . Nonostante il crescente utilizzo di questi protocolli, nessuno studio ha chiaramente dimostrato la loro validità per l'individuazione dei limiti ambientali di risarcibilità. L'obiettivo di questo progetto è quindi valutare la validità dei protocolli di ramping per determinare le condizioni ambientali al di sopra delle quali la compensazione termica non è possibile.

I partecipanti iscritti completeranno quattro prove sperimentali in una camera climatica controllata: un protocollo ramping seguito da tre esposizioni a condizioni fisse randomizzate. Nel protocollo di rampa, i partecipanti riposeranno a 42°C con il 28% di umidità relativa (RH) per 70 minuti, dopodiché l'umidità relativa verrà aumentata del 3% ogni 10 minuti fino al raggiungimento del 70% di umidità relativa. Verrà determinato il punto di inflessione della temperatura interna (esofagea). Per le esposizioni a condizioni fisse, i partecipanti riposeranno a i) 42°C con RH ~5% al ​​di sotto del loro punto di flesso individuale (sotto la condizione di flesso), ii) 42°C con RH ~5% al ​​di sopra del loro punto di flesso individuale (sopra -condizione di flessione), e iii) 26°C con 45% RH (condizione di controllo). Il confronto del tasso di variazione della temperatura esofagea tra ciascuna esposizione a condizioni fisse fornirà importanti informazioni sulla validità dei protocolli di rampa per identificare i limiti di compensabilità.