IPOTERMIA/IPERTERMIA Galli Simone DEA Azienda Ospedaliera Careggi – Firenze CNSAS Corpo Nazionale Soccorso Alpino e Speleologico

IPOTERMIA Diminuzione della temperatura corporea centrale al di sotto dei 35°C. Omeostasi della temperatura: equilibrio tra produzione e dispersione di calore al fine di mantenere costante la temperatura corporea centrale. Temperatura centrale: è la temperatura del nucleo corporeo (tronco e cervello).

Temperatura timpanica sovrapponibile a quella centrale. Misura la temperatura del sangue che fluisce, in prossimità della membrana del timpano, dalla carotide esterna. I valori riportati dal monitoraggio timpanico della temperatura, quando la sonda sia ben posizionata, sono accurati come quelli ottenuti da sonde poste in arteria polmonare o in esofago.

OMEOSTASI TERMICA in condizione di freddo MALATTIE e/o CONDIZIONI PREDISPONENTI OMEOSTASI TERMICA in condizione di freddo OMEOSTASI TERMICA in condizioni di freddo TERMODISPERSIONE: TERMOGENESI: Scambio “secco”: dipendente da gradiente termico cute/ambiente: irradiazione 65%convezione 10-15% conduzione 2%  metabolismo  attività muscolare - Nota. La conduttività dell’acqua risulta 25 volte maggiore rispetto all’aria.  brivido Scambio “umido”: dipendente da umidità ambiente: evaporazione cute e vie respiratorie

TERMOREGOLAZIONE in condizione di freddo Termometro ipotalamico Sistema nervoso centrale Risposte e adattamenti volontari Recettori centrali Termometro ipotalamico Recettori periferici Risposta del sistema nervoso autonomo Risposta endocrina Vasocostrizione cutanea Catecolamine Aumento del tono muscolare e brivido Ormoni tiroidei

… molti scenari possibili IPOTERMIA PRIMITIVA o da esposizione accidentale IPOTERMIA SECONDARIA o ipotermia “in contesto urbano” L’ipotermia costituisce una complicazione di stati patologici cronici o acuti (trauma, intossicazione...) che rendono il paziente più suscettibile al freddo. Spesso misconosciuta all’arrivo del paziente in ospedale. Soggetti sani in condizioni particolari di freddo, con protezioni inadeguate, spesso sfinimento

CAUSE DI IPOTERMIA Accidentale o primitiva - alcool Esposizione prolungata a basse temperature - alcool - sedativi ipnotici - fenotiazine - insulina - ipotiroidismo - iposurrenalismo Farmaco-indotta Metaboliche - trauma cranico - tumore - stroke - Wernicke - intossicazione CO Disfunzione SNC e/o ipotalamica Iatrogena del traumatizzato - infezioni severe chetoacidosi diabetica - tetraplegia M. debilitanti o immobilizzanti Alterazione del “set point” termico ipotalamico Sepsi Età estreme - neonato, vecchio

ELEVATA POSSIBILITA’ DI IPOTERMIA ESEMPIO: Soggetto senza fissa dimora (dorme senza protezioni) Giornata piovosa (= vestiti bagnati) con temperatura esterna di 15 °C Abuso alcolico (vasodilatazione, compromissione della reattività, malnutrizione) ELEVATA POSSIBILITA’ DI IPOTERMIA Non è necessaria un’esposizione al forte freddo per determinare una ipotermia grave. La diagnosi di ipotermia non è spesso ovvia. Va ricercata in presenza delle condizioni predisponenti.

EFFETTI FISIOLOGICI DELL’IPOTERMIA T < 35 > 32°C IPOTERMIA LIEVE “fase della reazione” 37°C 36°C 35°C 34°C 33°C Temperatura normale Aumento del metabolismo basale Massimi tremori Amnesia, PA normale Frequenza card. Gettata card. T < 32°C IPOTERMIA GRAVE “fase della progressiva depressione delle funzioni vitali” 32°C 31°C 30°C 29°C 28°C 27°C Si arrestano i tremori Fibrillazione atriale ed altre aritmie Gittata cardiaca 66% del normale Riduzione atti respiratori, polso, 50% consumo di O2 Assenza di riflessi e motilità volontaria Danzi, DF: Accidental Hypothermia; Emergency Medicine: Current Concepts in Clinical Practice, CV Mosby

“fase della morte apparente” 26°C 25°C 24°C 23°C 22°C 19°C 18°C Assenza di riflessi o risposte al dolore Perfusione cerebrale 33% del normale Gittata cardiaca 45% del normale Ipotensione significativa Nessun riflesso corneale 75% di diminuzione del consumo di O2 Rischio massimo di FV EEG piatto Asistolia Danzi, DF: Accidental Hypothermia; Emergency Medicine: Current Concepts in Clinical Practice, CV Mosby

“On site treatment of Hypothermia” International Commission for Mountain Emergency Medicine HT 1 Soggetto sveglio con brivido T core 35 - 32 HT 2 Soggetto con sensorio alterato senza brivido T core 32 - 28 HT 3 Soggetto incosciente (con respiro) T core 28 - 24 HT 4 Morte apparente (paziente apnoico) T core 24 - 15 ? HT 5 Morte da ipotermia irreversibile T core < 13,7

Resuscitation from accidental hypothermia of 13.7°C with circulatory arrest Mads Gilbert, Rolf Busund, Arne Skagseth, Paul Åge Nilsen, Jan P Solbø In a victim of very deep accidental hypothermia, 9 hours of resuscitation and stabilisation led to good physical and mental recovery. This potential outcome should be borne in mind for all such victims. Victims of very deep accidental hypothermia with circulatory arrest should be seen as potentially resuscitable with a prospect of full recovery. Reliable prognostic markers are unclear after cold-water immersion. An optimum mechanism of cooling (whole-body cooling with subsequent circulatory arrest instead of warm hypoxic arrest followed by cooling), rapid prehospital response, continuous CPR, and rapid extracorporeal blood rewarming may improve outlook. THE LANCET • Vol 355 • January 29, 2000

“Nessuno è morto sino a quando non è caldo e morto” Chi è veramente morto? “Nessuno è morto sino a quando non è caldo e morto” “ No one is dead until warm and dead” Gregory R.T.

Qual è la temperatura centrale ? Qual è la temperatura centrale ? ALGORITMO IPOTERMIA © American Heart Association • Rimuovere gli abiti umidi • Proteggere dalla perdita di calore • Mantenere la posizione orizzontale • Evitare movimenti bruschi • Monitorare la temperatura centrale • Monitorare il ritmo cardiaco Polso/respiro presenti Polso/respiro assenti Valutare lo stato di coscienza, respirazione, polso Qual è la temperatura centrale ? • Iniziare CPR • Defibrillare FV/TV max 3 volte (200-300-360J) • Intubare • Ventilare con O2 caldo (42-46°C) e umidificato † • Via venosa • Infondere SF calda (43°C) † 34-36°C (ipotermia lieve) • Riscaldamento passivo • Riscaldamento attivo esterno † 30-34°C (ipotermia moderata) • Riscaldamento passivo • Riscaldamento attivo esterno solo al tronco < 30°C Qual è la temperatura centrale ? > 30°C • Continuare CPR • Evitare farmaci EV • Limitare DC shock max 3 • Continuare CPR • Farmaci EV (ad intervalli più lunghi di quelli standard) • Defibrillare se aumenta T < 30°C (ipotermia severa) • Protocollo riscaldamento attivo interno (sotto) RISCALDAMENTO ATTIVO INTERNO † † Secondo molti esperti applicabili solo in ospedale

continua ALGORITMO IPOTERMIA © American Heart Association Riscaldamento attivo interno : • Liquidi caldi EV • O2 riscaldato (42-46°C) e umidificato • Lavaggio peritoneale (liquidi K-free) • Riscaldamento extracorporeo Continuare il riscaldamento attivo interno sino a quando: la temperatura del core è  35°C o • ricomparsa di circolo o • cessazione delle manovre di rianimazione

bagnati, proteggere da ambiente freddo e vento, PECULIARITA’ BLS Prevenire ulteriori perdite di calore (togliere indumenti bagnati, proteggere da ambiente freddo e vento, isolare dal suolo, coprire la testa) Valutare respirazione e polso per almeno 60 secondi. Evitare movimenti bruschi e attività fisica, mantenere in posizione orizzontale (previene ipotensione ortostatica e after-drop). In caso di arresto cardiaco non interrompere BLS fino al riscaldamento. Non eseguire rianimazione se il paziente è ipotermico secondariamente ad arresto cardiocircolatorio.

(T costituisce un segno vitale), saturazione O2 (se possibile). PECULIARITA’ ALS Monitorizzare ritmo cardiaco, temperatura del core (T costituisce un segno vitale), saturazione O2 (se possibile). Intubare se necessario (nel soggetto con attività respiratoria residua solo se assenti riflessi di protezione). Accesso venoso centrale (spesso necessario per il “core rewarming”, tenendo conto della possibilità di induzione di aritmie). Se la temperatura è inferiore a 30°C, somministrare un massimo di 3 DC shock per TV/FV, evitare ulteriori DC shock fino al raggiungimento di una temperatura centrale di almeno 30°C.

PECULIARITA’ ECG prolungamento PR, QRS, QT onda J di Osborn aritmie: inversioni onda T prolungamento PR, QRS, QT onda J di Osborn aritmie: - bradicardia sinusale - fibrillazione o flutter atriale - ritmo giunzionale - blocco AV - fibrillazione ventricolare - asistolia

regrediscono spontaneamente col riscaldamento non richiedono terapia. Il brivido importante può mimare una fibrillazione ventricolare ! Molti disturbi del ritmo (bradicardia sinusale, fibrillazione atriale o flutter) regrediscono spontaneamente col riscaldamento non richiedono terapia. Pacing cardiaco: solo se persiste bradicardia sopra ai 30°C. Nel paziente ipotermico l’effetto degli antiaritmici e dei farmaci cardio-attivi è spesso imprevedibile (il cuore ipotermico può essere non-responsivo ai farmaci cardioattivi, il metabolismo dei farmaci è ridotto, adrenalina e lidocaina possono facilmente determinare effetti tossici).

RISCALDAMENTO ATTIVO ESTERNO Inefficace con scarsa perfusione periferica. Può indurre vasodilatazione periferica, pooling venoso e determinare ipovolemia ed ipotensione (rewarming shock). Il “washout dell’acido lattico” dai tessuti periferici può determinare acidosi. Alla vasodilatazione periferica segue un ritorno di sangue freddo al core con conseguente “core temperature afterdrop”.

RISCALDAMENTO ATTIVO INTERNO • Ventilazione con O2 riscaldato e umidificato (40-43°C) • Somministrazione di liquidi e.v. riscaldati (43°C) 150-200 ml/h (preferibilmente via CVC) • Perfusione di cavità corporee con liquidi riscaldati: • lavaggio peritoneale (2 lt di soluzione priva di potassio 43°C) • lavaggio pleurico (cavo DX) lavaggio vescicale irrigazione gastrointestinale • Emodialisi

CIRCOLAZIONE EXTRACORPOREA E’ il metodo più efficace e veloce di riscaldamento (fino a 15°C/h) Fornisce immediato supporto circolatorio: utile nei pazienti con instabilità cardiovascolare, ipotensione persistente ed aritmie pericolose Promuove la perfusione tessutale attraverso l’ emodiluizione Permette la correzione delle alterazioni metaboliche e tossiche Permette il riscaldamento preferenziale del core prevenendo lo shock da vasodilatazione periferica (rewarming shock) Eseguibile solo in ospedali con cardiochirurgia

RISCALDAMENTO CON CIRCOLAZIONE EXTRACORPOREA (QUANDO?) Elementi prognostici positivi : ipotermia profonda e a rapida insorgenza assenza di asfissia o danno ipossico cerebrale precedente l’ipotermia soggetti giovani e precedentemente in buona salute rewarming dopo inizio del bypass Elementi prognostici negativi: asfissia (valanga, annegamento) lesione traumatica severa ACR con modesta ipotermia potassio sierico a livelli elevati

Ricerca malattie e/ o condizioni predisponenti PAZIENTE CON ATTIVITA’ CARDIORESPIRATORIA SPONTANEA (polso e respirazione presenti) Valutazione ABCDE - ventilare con O2 umidificato e a 40° C accesso venoso periferico > 16 G o centrale e infusione di liquidi riscaldati - monitoraggio ECG e pressione arteriosa - monitoraggio temperatura sondino NG e catetere vescicale esami ematici (emocromo, elettroliti, coagulazione, enzimi, mioglobina, creatinina, screening tossicologico) - EGA (valutare CO) Considera anamnesi Ricerca malattie e/ o condizioni predisponenti

34-36°C: riscaldamento passivo o attivo esterno 30-34°C: riscaldamento attivo esterno solo al tronco Riscaldamento < 30°C: riscaldamento attivo interno

- Casa… dolce casa...

IPERTERMIA ipertermia maligna sindrome maligna da neurolettici Innalzamento della temperatura corporea al di sopra del punto termoregolatore ipotalamico. Si parla di ipertermia clinicamente rilevante quando la T centrale supera i 40°C. Disturbo dei meccanismi della termoregolazione in cui la produzione eccede la dissipazione di calore: diversamente dalla febbre, non si realizza attraverso un esclusivo spostamento verso l’alto del punto termoregolatore ipotalamico. Ipertermia clinicamente rilevante T centrale > 40°C. Differiscono dalla febbre in quanto nella febbre vi è uno spostamento verso l’alto del set point termico ipotalamico ma i meccanismi di termoregolazione rimangono intatti. colpo di calore ipertermia maligna sindrome maligna da neurolettici ipertermia da farmaci

MALATTIE e/o CONDIZIONI PREDISPONENTI OMEOSTASI TERMICA in condizioni di caldo TERMODISPERSIONE: TERMOGENESI: - SCAMBIO “SECCO” : dipendente dal gradiente termico cute/ambiente: - irradiazione - convezione - conduzione metabolismo Conduzione: in acqua 32 volte più efficiente. Limiti per convezione: 32.2°C e 35% di umidità. La sudorazione è compromessa da condizioni di elevata umidità. - attività muscolare SCAMBIO “UMIDO” : dipendente dall’ umidità ambientale: - sudorazione

TERMOREGOLAZIONE IN CONDIZIONI DI CALDO Sistema nervoso centrale Risposte e adattamenti volontari Recettori centrali Termometro ipotalamico Recettori periferici Risposta del sistema nervoso autonomo Acclimatazione: Adattamento cardiovascolare Sudorazione più intensa ed a temperature più basse Aumento della circolazione periferica Riduzione NaCl in sudore ed urine (aldosterone) Vasodilatazione cutanea 0.2 l/min – 8 l/min L’evaporazione di 1 L di sudore richiede 600 kcal. La disidratazione inibisce la sudorazione. L’output cardiaco aumenta di circa 3L/min ogni 1°C di elevazione della temperatura del core. Sudorazione (fibre parasimpatiche) Aumento del lavoro cardiaco Aumento del fabbisogno di acqua

SUDORAZIONE E’ il meccanismo primario per l’eliminazione di calore in presenza di alte temperature ambientali. E’ fortemente compromessa dalla disidratazione. Perdite insensibili: livello basale di evaporazione cutanea e respiratoria (600 ml di acqua / die e 12-16 kcal /h) anche in assenza di sudorazione. E’ ostacolata da alti livelli di umidità atmosferica. Effetto combinato di calore ed umidità.

MALATTIE DA CALORE Rappresentano un “continuum” di condizioni che vanno da sindromi minori a condizioni pericolose per la vita quali il colpo di calore Minori: Edema da caldo Eritema da caldo Crampi da caldo Tetania da caldo Sincope da caldo Maggiori: Sfinimento da caldo Colpo di calore

SFINIMENTO DA CALDO Condizione clinica di gravità lieve-moderata associata a deplezione di acqua o sali risultante dall’esposizione ad alte temperature ambientali o esercizio fisico estremo. STRESS DA CALORE Disagio fisico e psichico associato all’esposizione in ambiente caldo, specialmente durante attività fisica Segni e sintomi includono: Sete intensa Debolezza Mal di testa/nausea Mialgie Tachicardia, lipotimia/sincope Sudorazione, oliguria COLPO DI CALORE Malattia severa caratterizzata da temperatura del core > 40 °C ed alterazioni severe del SNC La temperatura del core può essere normale, sotto il normale o lievemente elevata (>37°C ma <40°C)

COLPO DI CALORE Definizione clinica: T centrale di solito > 40°C disfunzione SNC Mortalità 10-75%. Necessità di trattamento immediato. Seconda causa di morte nei giovani atleti. Disturbo acuto del sistema termoregolatore verosimilmente associato ad una risposta infiammatoria sistemica con disfunzione multiorganica in cui predomina l’encefalopatia. Consegue ad esposizione ad alte temperature ambientali e/o ad esercizio fisico estremo.

COLPO DI CALORE DURANTE ESERCIZIO FISICO In atleti allenati durante competizioni impegnative in clima caldo. In soggetti costretti a lavorare in ambienti esposti a calore (militari, vigili del fuoco). L’attività muscolare pesante porta ad un rapido incremento della produzione interna di calore: il superamento delle capacità dei meccanismi di termodispersione, la progressiva disidratazione e l’iperpiressia portano ad uno scompenso cardiovascolare e metabolico. Insorgenza brusca. Presente acidosi metabolica.

COLPO DI CALORE CLASSICO Durante i periodi di caldo torrido o in situazioni di confinamento. L’esercizio fisico non è richiesto. Dipende dal superamento dei meccanismi di termodispersione. Popolazioni a rischio: anziani, bambini piccoli, soggetti con compromissione psicologica, fisiologica o farmacologica dei meccanismi di termoregolazione. Insorgenza lenta. Frequentemente presenti alterazioni idroelettrolitiche.

… molti scenari possibili IPERTERMIA DA CALDO AMBIENTALE E/O ESERCIZIO FISICO Colpo di calore. Soggetti sani in situazioni particolari di caldo e umidità e/o durante esercizio fisico intenso, spesso con protezioni inadeguate. Ricordare l’esposizione occupazionale (altiforni, minatori), immigranti illegali in mezzi chiusi, bambini in auto.

… molti scenari possibili IPERTERMIA IN CONDIZIONI PREDISPONENTI L’ipertermia costituisce spesso una complicazione di condizioni croniche o acute (cardiopatie croniche, età estreme, intossicazioni...) che rendono il paziente più suscettibile al riscaldamento. Talvolta misconosciuta all’arrivo del paziente in ospedale. Ricordare l’esposizione occupazionale (altiforni, minatori), immigranti illegali in mezzi chiusi, bambini in auto.

CONDIZIONI PREDISPONENTI AL COLPO DI CALORE Aumento della produzione di calore Compromissione della perdita di calore Malattie febbrili Tireotossicosi Amfetamine Allucinogeni Perdita del controllo volontario (coma, schizofrenia, demenza, quadriplegia, paraplegia) Disidratazione (gastroenteriti, diabete scompensato, diabete insipido) Malattie cardiovascolari Farmaci:- anticolinergici fenotiazine butirrofenoni barbiturici agenti anti-Parkinson diuretici beta-bloccanti alcol Malattie della pelle diffuse Sclerodermia Fibrosi cistica Psoriasi Eczema Età estreme, obesità Neonato, vecchio

CARATTERISTICHE CLINICHE DEL COLPO DI CALORE Alterazioni severe SNC: atteggiamento bizzarro combattività confusione convulsioni coma atassia, dismetria Rachicentesi: possibile aumento delle proteine, xantocromia, lieve pleiocitosi linfocitica Anidrosi: è incostante, comune in condizioni di deplezione di idrica. Iperpotassiemia nelle forme con rabdomiolisi.

Rabdomiolisi (soprattutto nella forma da sforzo) Aumento del lavoro cardiaco (vasodilatazione, disidratazione), tachicardia, aritmie, ipotensione, scompenso cardiaco Insufficienza renale acuta Necrosi epatica e colestasi (elevazione degli enzimi epatici 24-72 ore dall’insulto termico) Leucocitosi, diatesi emorragica, CID (2°-3° giorno dall’insulto termico) ARDS, edema polmonare acuto per SVS

The Sequence of Events in the Progression of Heat Stress to Heat Stroke. Heat stress induces thermoregulatory, acute-phase, and heat-shock responses. Thermoregulatory failure, exaggeration of the acute-phase response, and alteration in the expression of heat-shock proteins, individually or collectively, may contribute to the development of heat stroke. Active cutaneous vasodilatation and splanchnic vasoconstriction permit the shift of heated blood from the central organs to the periphery, from which heat is then dissipated to the environment. This change may also lead to splanchnic hypoperfusion and ischemia, resulting in increased production of reactive oxygen and nitrogen species, which may in turn induce intestinal mucosal injury and hyperpermeability. Endotoxins may then leak into the circulation and enhance the acute-phase response, leading to increased production of pyrogenic cytokines and nitric oxide. Both cytokines and nitric oxide can interfere with thermoregulation and precipitate hyperthermia, hypotension, and heat stroke. The solid arrows indicate pathways for which there is clinical or experimental evidence, and the broken arrows indicate putative pathways. N Engl J Med, Vol. 346, No.25 – June 20, 2002

TRATTAMENTO O2 alti flussi Monitoraggio ECG e Sat. O2 ABC (intubazione se presente stato di coma) O2 alti flussi Monitoraggio ECG e Sat. O2 Monitoraggio temperatura centrale EGA Accesso venoso: iniziare infusione SF o RL 250 ml/h (“fluids wide open”) Prelievi ematici: emocromo, coagulazione, CK, mioglobina, screening tossicologico, enzimi epatici, FT3, FT4, TSH CVC: può essere utile in caso di malattie cardiache o paziente anziano per monitoraggio PVC e regolare le infusioni Catetere vescicale: monitoraggio diuresi

TECNICHE DI RAFFREDDAMENTO Evitare brusco abbassamento della temperatura centrale (overshot hypothermia): interrompere il raffreddamento quando la temperatura scende sotto 39°C. RAFFREDDAMENTO PER EVAPORAZIONE: Vantaggi: facilmente disponibile Svantaggi: brivido (BDZ ad azione breve) non invasivo distacco elettrodi (posizionare facile accesso al paziente posteriormente elettrodi) efficace RAFFREDDAMENTO PER IMMERSIONE: Vantaggi: non invasivo Svantaggi: brivido (BDZ ad azione breve) efficace non facilmente disponibile distacco elettrodi IMPACCHI FREDDI (ascelle, collo, inguini)

DIAGNOSI DIFFERENZIALE NELL’IPERTERMIA SINDROMI IPERTERMICHE: Colpo di calore durante esercizio fisico Colpo di calore classico Ipertermia maligna Sindrome maligna da neurolettici Ipertermia indotta da farmaci S. FEBBRILI INFETTIVE: Meningite Encefalite Sepsi ENDOCRINOPATIE: Tireotossicosi Feocromicitoma CAUSE SNC: Emorragia ipotalamica Idrocefalo acuto

CONCLUSIONI Alto sospetto in situazioni di clima molto caldo. Ondata di calore: tre o più giorni consecutivi di caldo con temperature superiori a 32.2°C Valutazione attenta delle situazioni predisponenti. Criteri diagnostici: temperatura centrale superiore a 40°C alterazione severa dello stato mentale o coma elevati livelli di CK anamnesi compatibile E’ in definitiva una diagnosi di esclusione.