Induzione farmacologica della tolleranza all'ipossia e all'ipotermia (PhITHy-Ho)

L'ottimizzazione delle prestazioni dei combattenti in ambienti estremi rimane un'area di indagine importante e intensa, con i seguenti obiettivi: (1) ottimizzare, sostenere e aumentare la prontezza medica e le prestazioni fisiologiche/psicologiche in ambienti operativi militari estremi e pericolosi e (2) sviluppare contromisure congiunte DoD e linee guida per sostenere le prestazioni, valutare lo stato fisiologico e ridurre il rischio di infortuni in ambienti operativi estremi e pericolosi. Risultati positivi e sicuri in ambienti operativi estremi e pericolosi richiedono che i combattenti mantengano prestazioni cognitive ed fisiche ottimali durante lo stress fisiologico. Le condizioni ambientali estreme incontrate in tali ambienti includono l'esposizione dei guerrieri all'ipossia e all'ipotermia, da sole o in combinazione. Sia l’ipossia che l’ipotermia minano l’omeostasi del sistema di erogazione dell’O2, imponendo pericolosi limiti alla capacità cognitiva e di esercizio dei combattenti.

Sebbene i globuli rossi (RBC) siano comunemente riconosciuti come agenti di trasporto dell'O2, la loro funzione come nodo chiave di segnalazione e controllo nell'omeostasi del rilascio di O2 nel sistema è stata recentemente apprezzata. Attraverso la modulazione reattiva al contenuto di O2 dell'energia dei globuli rossi, della biomeccanica, dell'affinità dell'O2 e del controllo degli effettori vasoattivi nel plasma, i globuli rossi coordinano le risposte stabilizzanti del polmone, del cuore, dell'albero vascolare e del sistema nervoso autonomo - in modo da mantenere l'omeostasi del sistema di rilascio di O2 nel impostazione di una ridotta disponibilità di O2 (ipossia ipobarica) o di una maggiore richiesta di O2 (ipotermia). I globuli rossi umani dimostrano risposte adattive all'esercizio fisico, all'ipossia e all'ipotermia: questi cambiamenti sono comunemente apprezzati come un elemento chiave che consente l'adattamento all'alta quota. Tuttavia, in condizioni di ipossia e ipotermia, senza previo adattamento, le prestazioni dei globuli rossi vengono influenzate negativamente e limitano la gamma dinamica di adattamento allo stress per l’omeostasi del rilascio di O2, limitando quindi la capacità di esercizio dei combattenti e le prestazioni cognitive in ambienti estremi, come durante il mal di montagna acuto.