Il metabolismo con il caldo

Il metabolismo è l’insieme delle reazioni chimiche che avvengono nel corpo per sostenere la vita. Vari fattori influenzano il metabolismo, fra i quali la temperatura dell’ambiente. Il corpo si adatta al caldo disperdendo calore e modificando il metabolismo.

Le conseguenze del caldo sul metabolismo

Metabolismo a riposo

In ambienti caldi, il metabolismo a riposo aumenta, perché:

il cuore lavora di più, in quanto la vasodilatazione cutanea (necessaria per disperdere calore) e la riduzione della pressione sanguigna stimolano il cuore attraverso il sistema nervoso simpatico, con possibile aumento di forza e velocità di contrazione del cuore;
i componenti cellulari hanno una maggiore energia cinetica quando sono più caldi, e questo accelera i processi biochimici, i quali richiedono più energia;
la sudorazione costante è un dispendio energetico;
i respiri diventano più profondi, di conseguenza si assume più ossigeno, che partecipa ai processi metabolici.

Questo significa che quando il corpo è costretto a convivere con il caldo, il consumo di energia aumenta, anche senza attività fisica.

Attività fisica in ambienti caldi

L’attività fisica in ambienti caldi richiede maggiore consumo di glicogeno, una forma di riserva energetica presente nei muscoli. Infatti, il caldo sembra incrementare l’attività di alcuni enzimi coinvolti nel metabolismo del glicogeno. Pertanto, si riduce la capacità di sostenere sforzi prolungati. Inoltre, aumenta il metabolismo anaerobico e anche la produzione di acido lattico, con possibile affaticamento muscolare.

Perdita di elettroliti

Con il caldo, la sudorazione spesso supera l’assunzione di acqua; oltre a una ridotta idratazione, vi è anche perdita di elettroliti (come potassio, magnesio, sodio, calcio), che regolano diversi processi fisiologici, tra i quali: pressione arteriosa, trasmissione degli impulsi nervosi, attività degli enzimi.

*Figura 1 – L’attività fisica al caldo aumenta il metabolismo del glicogeno [Fonte: PxHere].*

Metabolismo più stabile con l’acclimatazione

Cos’è l’acclimatazione

Una possibile strategia per mantenere il metabolismo stabile è l’acclimatazione, ovvero una esposizione intenzionale al caldo, in condizioni controllate, se le condizioni di salute lo permettono. Questo è importante soprattutto per gli atleti che competono in gare di resistenza, che hanno così meno probabilità di richiedere cure mediche per infortuni legati al caldo. L’acclimatazione può essere utile anche ai lavoratori esposti a calore e umidità per diverse ore. Infatti, l’allenamento di acclimatazione al caldo fu sviluppato per la prima volta negli anni ’40 per i minatori d’oro, che erano esposti a temperature superiori a 50 °C, con un’umidità prossima al 100%.

Oltre ad avvenire in modo intenzionale, l’acclimatazione al caldo può verificarsi naturalmente nelle persone esposte ad ambienti caldi e umidi per periodi prolungati. Tuttavia, il grado di adattamento al caldo dipende da diversi fattori, fra i quali la durata, l’intensità e la frequenza di esposizione al calore.

Benefici dell’acclimatazione

I benefici principali dell’acclimatazione sono:

riduzione della temperatura corporea a riposo;
aumento del tasso di sudorazione, quindi incrementa il potenziale di dispersione del calore per evaporazione;
aumento del volume plasmatico (la parte liquida del sangue), così diminuisce lo sforzo cardiovascolare imposto dal caldo;
metabolismo più stabile, in quanto si verificano: ridotto utilizzo di glicogeno muscolare, minore produzione di acido lattico, perdita limitata di elettroliti;
sistema cardiocircolatorio più resistente agli sforzi.

I benefici cambiano a seconda dell’età e delle condizioni di salute; ad esempio, gli anziani presentano sudorazione ridotta e quindi meno capacità di disperdere il calore.

Altre strategie per supportare il metabolismo con il caldo

In presenza di un ambiente caldo e umido, è opportuno supportare il metabolismo, sia a riposo che quando si pratica attività fisica.

Oltre all’acclimatazione, ulteriori strategie sono:

idratazione adeguata, al fine di contrastare la perdita di acqua ed elettroliti;
optare per pasti leggeri e frequenti, perché i pasti abbondanti stimolano la produzione di calore dovuto alla digestione;
evitare l’alcol, in quanto causa disidratazione;
scegliere alimenti ricchi di acqua ed elettroliti, come frutta e verdura;
se possibile, escludere lavori faticosi o attività sportive durante le ore più calde della giornata.

Seguendo queste strategie, l’organismo riesce di più a contenere l’aumento del metabolismo e del carico termico.

*Figura 2 – Scegliere pasti leggeri aiuta il metabolismo ad adattarsi al caldo [Fonte: PxHere].*

Metabolismo con il caldo e persone più a rischio

Lavoratori in ambienti caldi

I lavoratori in ambienti caldi si trovano in contesti come:

impianti di produzione di vetro e gomma;
centrali elettriche;
fonderie;
impianti di cottura di mattoni e ceramiche;
sale caldaie;
panetterie e cucine;
cantieri edili.

In questi ambienti, il metabolismo è messo a dura prova, poiché:

la sudorazione è limitata dall’abbigliamento e dall’umidità;
il calore corporeo aumenta a causa del ritmo di lavoro;
il corpo reagisce producendo più sudore, pertanto la disidratazione è maggiore;
la frequenza cardiaca aumenta, e anche il rischio di incorrere in colpi di calore.

Possibili accorgimenti per contrastare gli effetti del calore sono:

cambiare gli orari di lavoro, così si evitano le ore più calde della giornata;
se possibile, prevedere degli ambienti più freschi dove i lavoratori possano fare delle pause;
bere con frequenza sufficiente, anche quando non si percepisce lo stimolo della sete;
scegliere dispositivi di protezione individuale con tessuti traspiranti.

Questo permette di lavorare con maggiore sicurezza in ambienti caldi.

Anziani

Gli anziani di solito sono più vulnerabili al caldo, per una combinazione di fattori:

minore produzione di sudore;
diminuzione del flusso sanguigno cutaneo;
riduzione dello stimolo della sete;
minore capacità di adattarsi alla disidratazione;
variazioni del sistema cardiocircolatorio.

Tuttavia, anche gli anziani possono acclimatarsi al calore, se supportano il metabolismo con le strategie citate in precedenza.

Persone con patologie

Alcune malattie influiscono sulla capacità del metabolismo di adattarsi al caldo:

obesità: ridotta capacità di dissipare calore;
diabete: i vasi sanguigni della pelle si dilatano meno facilmente; questo potrebbe ridurre la quantità di sangue portata sulla superficie della pelle, quindi si libera meno calore;
ipertensione: i cambiamenti nella circolazione periferica, vicino alla pelle, aumentano la difficoltà nel regolare la temperatura corporea con il caldo;
malattie cardiovascolari (ad esempio: cardiomiopatie, insufficienza cardiaca): minore capacità di dissipare calore, dovuta a frequenza cardiaca più bassa e a modifiche nella vasodilatazione cutanea e nel flusso sanguigno cutaneo.

Conclusioni

Il metabolismo a riposto aumenta con il caldo, anche in assenza di esercizio.
Attività fisica in ambienti caldi: uso preferenziale di glicogeno.
L’acclimatazione è una modalità per stabilizzare il metabolismo con il caldo.
E’ bene scegliere delle strategie per supportare il metabolismo quando si è esposti al caldo per periodi prolungati;
Alcune persone sono più vulnerabili; occorre non sottovalutare le possibili conseguenze del caldo e adottare delle contromisure adeguate.

Fonti

Henderson MET, Halsey LG. The metabolic upper critical temperature of the human thermoneutral zone. J Therm Biol. 2022 Dec;110:103380. doi: 10.1016/j.jtherbio.2022.103380. Epub 2022 Nov 9. PMID: 36462873.
Périard JD, Eijsvogels TMH, Daanen HAM. Exercise under heat stress: thermoregulation, hydration, performance implications, and mitigation strategies. Physiol Rev. 2021 Oct 1;101(4):1873-1979
https://medlineplus.gov/fluidandelectrolytebalance.html
Henderson MET, Brayson D, Halsey LG. The cardio-respiratory effects of passive heating and the human thermoneutral zone. Physiol Rep. 2021 Aug;9(16):e14973
https://www.weforum.org/stories/2023/07/heat-acclimation-survive-hot-weather/
https://www.hse.gov.uk/temperature/employer/heat-stress.htm
Kenny GP, Yardley J, Brown C, Sigal RJ, Jay O. Heat stress in older individuals and patients with common chronic diseases. CMAJ. 2010 Jul 13;182(10):1053-60. doi: 10.1503/cmaj.081050. Epub 2009 Aug 24. PMID: 19703915; PMCID: PMC2900329