XXIII CONVEGNO NAZIONALE

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1 ASSOCIAZIONE ITALIANA DI MEDICINA AERONAUTICA E SPAZIALE in collaborazione con il CORPO SANITARIO AERONAUTICO XXIII CONVEGNO NAZIONALE Accademia Aeronautica di Pozzuoli (NA) maggio 2010 ABSTRACT

2 1 SESSIONE SCIENTIFICA LO SPAZIO STUDIO DELLE RELAZIONI SONNO-STRESS NEL MODELLO SPERIMENTALE MARS 500 Angelo Gemignani 1, 2, Remo Bedini 1, 3 1 Centro Extreme, Scuola Superiore S Anna, Pisa. 2 Dipartimento di Scienze Fisiologiche, Università di Pisa. 3 Istituto di Fisiologia Clinica, CNR, Pisa Introduzione. Gli astronauti coinvolti in missioni spaziali di lunga durata rappresentano un modello di studio per la valutazione degli effetti dello stress cronico indotto da condizioni ambientali estreme. In particolare è stato dimostrato come le alterazioni del sonno indotte da elevati livelli di stress rappresentano la causa di incidenti ed accidenti che possono compromettere la missione. Scopo. Lo scopo di questo studio (ARES, Astronauts Resistance Enhancement to Stress) è stato quello di valutare la modulazione svolta dallo stress (indotto da isolamento sociale, emergenze simulate, rumore ambientale) sull assetto emotivo, sulle funzioni cognitive e sul sonno (in particolare sulla Sleep Slow Oscillation - SSO) nell uomo nel modello sperimentale della simulazione del viaggio sul pianeta Marte (progetto MARS 500, fase MARS 105). Materiale e Metodi. Le funzioni neuro-psicologiche (cognitive e emotive) e il pattern neurovegetativo (ECG, respirogramma ed attività elettrodermica) e polisonnografico (EEG ad alta densità) sono state studiate in 6 astronauti. Lo studio del sonno è stato affrontato mediante analisi della struttura e del mapping della Sleep Slow Oscillation (SSO), i livelli di stress mediante analisi dei livelli tonici di cortisolo urinario, dell equilibrio simpato-vagale e dei punteggi della Perceived Stress Scale, l assetto cognitivo mediante l analisi di alcune sottoscale della Wechsler Adult Intelligence Scale (ripetizione di cifre, completamento di figure, associazione di simboli a numeri), del Test di Corsi e i cubi di Kohs, l assetto emotivo mediante il Profile of Mood State (POMS). Lo studio delle funzioni cognitive ed emotive è stato effettuato prima (BDC, Basal Data Collection) e dopo il volo simulato (RDC, Recovery Data Collection), mentre lo studio del sonno e dei livelli di stress prevedeva, oltre alla BDC e RDC, anche tre valutazioni all interno del simulatore (I, II, III, una ogni mese per 105 giorni). Risultati. I risultati indicano che la condizione di simulazione non induce alcuna

3 modificazione delle funzioni cognitive e emotive. Il principale risultato di questo studio è che le origini e le detezioni delle SSO sono inversamente proporzionali ai livelli di cortisolo, particolarmente nelle regioni fronto-centrali. Inoltre è stato osservato che anche la durata del sonno ad onde lente (stadio 3 e 4 del NREM, Slow Wave Sleep, SWS) del primo ciclo di sonno e della latenza REM correlavano negativamente con i livelli di cortisolo. Conclusioni. Da questo studio emerge una stretta relazione tra livelli di stress e alterazioni della SSO, cioè di un meccanismo alla base delle funzioni omeostatiche del SWS. Questo aspetto assume una dimensione rilevante considerando l alterazione della SSO come una condizione borderline, ancora priva di manifestazioni cliniche nosograficamente distinte. Questo aspetto, inoltre, pone lo studio della SSO e delle sue proprietà come cruciale al fine di identificare indici predittivi di rischio di evoluzione prepatologica. ADATTAMENTI ENDOCRINI ALLA MICROGRAVITÀ SIMULATA Mariangela Masini 1, Paolo Magni 2, Paola Prato 1, Elena Dozio 2, Iarba Carucci 3, Andrea Mambro 4, Franco Ricci 5, Felice Strollo 3 1 Dipartimento di Biologia, Università di Genova. 2 Istituto di Endocrinologia, Università di Milano. 3 UOC. Endocrinologia e Malattie Metaboliche, INRCA-IRCCS, Roma. 4 UOC Anestesia e Rianimazione, Ospedale di Grosseto. 5 ENEA Casaccia, Roma Dopo gli iniziali sporadici studi sulla nutrizione negli astronauti, solo dopo il volo D2 l interesse dei ricercatori si è cominciato a indirizzare con maggiore continuità a tale tematica. Lo stesso volo ha consentito al nostro gruppo di dimostrare un calo degli androgeni in microgravità reale, reversibile con il rientro a Terra. Da allora resta scarsa la possibilità di svolgere studi sistematici che consentano di verificare che quanto riscontrato non dipenda da fattori contingenti legati alle specifiche caratteristiche del singolo volo. Per tale motivo la comunità spaziale si è rivolta con crescente interesse a modalità relativamente poco costose di simulazione a terra che consentissero di ottimizzare protocolli e metodiche in funzione della possibilità di condurre in un futuro a che lontano un altro esperimento in microgravità reale. In questa luce il nostro gruppo ha partecipato a due campagne successive di bed rest organizzate dal gruppo di ricerca su osso e muscolo per conto dell ASI; tale scelta è stata condizionata, fra l altro, anche dalla necessità di studiare alcuni meccanismi fisiopatologici ancora ignoti del dismetabolismo dell anziano e individuare contromisure adeguate. Il risultato globale (dei due esperimenti esaminati nel loro insieme) per l insulina e per la

4 leptina era di progressivo e significativo aumento mentre quello dell adiponectina era di calo fino ai 14 gg e poi di ritorno ai valori basali e quello della ghrelina deponeva per un calo progressivo (0,001<p<0,05). Al contrario di quanto atteso, cortisolo e T non si modificavano significativamente. La numerosità del campione, per quanto possa sembrare scarsa a chi è aduso a studi clinici, rappresenta il frutto di un notevole sforzo di collaborazione internazionale fra gruppi di ricerca italiani e sloveni. Non sarà facile raccogliere ulteriori soggetti, ma è nostra intenzione continuare ad accumulare dati relativi a ulteriori campagne di bed rest per discriminare sempre più distintamente fra i vari processi metabolici che entrano in atto nella immobilizzazione protratta. Tale interesse nasce soprattutto dalla considerazione che la popolazione che invecchia è sempre più sedentaria e la fisiopatologia del passaggio dalla sedentarietà ad un certo grado di attivazione fisica, per il suo impatto sulla salute pubblica, sembra oggi assumere più interesse dell effetto migliorativo ormai non ulteriormente dimostrabile dell esercizio fisico strutturato e intenso. LA MISSIONE UMANA SU MARTE: CENNI FISIO-PATOLOGICI E PROSPETTIVE DI PREVENZIONE CON PARTICOLARE RIFERIMENTO ALL EQUIPAGGIO FEMMINILE Emanuele Garzia, Antonio Orlando, Silvio Porcù Istituto Medico Legale Aeronautica Militare Angelo Mosso, Milano L esplorazione di Marte è, al contempo, avventura di frontiera ed impresa aerospaziale. La peculiare complessità di questa missione risiede, oltre che nella sua durata, nella necessità di mantenere elevato il livello di efficienza psico-fisica dell equipaggio per tutta la missione. Le procedure di ammaraggio, la permanenza sul pianeta ed il successivo ritorno sulla Terra possono essere affrontati solo da astronauti psico-fisicamente sani. Le alterazioni legate al volo in assenza di gravità, nell uomo come nell animale, hanno costituito oggetto di studiosin dai primi voli spaziali. La ricerca stata inizialmente focalizzata alla sola definizione di parametri di sicurezza e sopravvivenza e solo in un secondo momento ha analizzato le modificazioni fisiopatologiche secondarie alla microgravità ed al sconfinamento protratto. Il riflesso di questi studi sullo sviluppo dei vettori e dell equipaggiamento individuale ha permesso di ridimensionare l effetto di molti agenti potenzialmente letali. La sempre più cospicua partecipazione femminile alle missioni spaziali impone la valutazione delle peculiarità di genere nell adattamento alla microgravità ed al confinamento prolungato in una navicella. L attenzione deve essere prestata non esclusivamente alla selezione pre-flight, ma anche alle differenti modificazioni ed alla

5 clinica in-flight ed al suo riverbero nei controlli medici del post-flight. La selezione e la preparazione psico-fisica di un equipaggio per una missione su Marte sono inevitabilmente viziate dall unicità dell impresa e dalla mancanza di modelli di riferimento. Affinché l esplorazione umana di Marte possa essere coronata da successo è necessario assicurare impulso alla ricerca nel campo delle reazioni di adattamento ai voli spaziali prolungati e delle contromisure efficaci e tempestive. GLIOSAT: L INGEGNERIA AEROSPAZIALE AL SERVIZIO DELLA NEURO- ONCOLOGIA Chantal Cappelletti 1, Cgiamtsi Cappelletti 2, Claudio Cappelletti 3, Filippo Graziani 1 1 Scuola di Ingegneria Aerospaziale, Università Sapienza, Roma. 2 S.S.N.- Regione Lazio - Divisione di Pronto Soccorso, Ospedale S. Maria Goretti Latina. 3 S.S.N.- Regione Lazio - ASL RMG, ASL RMC. Divisione di Neurologia, Guidonia, Roma. In the last two decades, the Group of Astrodynamics at the Aerospace Engineering School of University La Sapienza (GAUSS) of Rome has been involved in the design and manufacturing of 4 microsatellites within the Unisat Program. In this framework different payloads has been carry out and tested in orbit. Considering that the astronautic engineer will play a fundamental role in the future human space activities, GAUSS group is opening his research field to biomedical missions. For this reason in 2008 of a biomedical payload for Unisat5, GlioSat, has been proposed. This research involved not only astronautical engineerings but also biologists, medical scientists and geneticists. In particular this research is strongly supported also by Genetica Medica, IRCCS-Hospital CSS San Giovanni Rotondo. The primary objective of GlioSat is to investigate if the combined effect of microgravity and ionizing radiation increase or decrease the survival rate of cancer cells affected by Glioblastoma Multiforme (GBM). Glioblastoma is the most common and aggressive type of primary brain tumor, accounting for 52% of all primary brain tumor cases and 20% of all intracranial tumors. For this type of cancer, radiotherapy is the only treatment that increases the median survival time. Radiation therapy is the medical use of ionizing radiation as part of a cancer treatment to control malignant cells. The biological effects of ionizing radiation and microgravity on the human body in space are the key concerns for space exploration and, at the same, they potentially provide successful biomedical applications and treatments. While radiotherapy is used on the ground for curative or adjuvant cancer treatment, it is possible that the combined effects of ionizing radiation and

6 microgravity in space could either increase or decrease the survival rate of GBM cancer cells. A cell set similar to the one in orbit will be monitored in parallel on the ground to accurately compare the cell behavior in a terrestrial environment to the one in orbit to understand possible differences. During this research also a joint collaboration with the Exomedicine-Cancer Research Center at Space Science Center of the Morehead State University (MSU) in Kentucky has been carryied out. In this framework a 3U cubelabs (GlioLab) has been designed by students of both universities. During a thirty-day mission on the International Space Station (ISS), GlioLab mission have to test in orbit the behavior of glioblastoma cancer cells and healthy neuronal cells, which are extremely fragile and require complex experimentation and testing. ALGORITMI DIAGNOSTICI SULLA ISS Bruno Beomonte Zobel Area di Diagnostica per Immagini, Scuola di Specializzazione in Radiologia, Università Campus Bio-Medico, Roma La Stazione Spaziale Internazionale celebrerà i 12 anni di attività nel mese di Novembre Essa non costituisce solo un avamposto spaziale orbitante intorno alla Terra ma è soprattutto un laboratorio di sperimentazione scientifica per: a) comprendere meglio le modifiche che si realizzano, rispetto al normale funzionamento del corpo umano, durante le missioni spaziali; b) identificare le contromisure adeguate per mantenere lo stato di salute degli equipaggi e c) testare nuove tecnologie che possano essere utilizzate per le future esplorazioni spaziali. Gli effetti della prolungata permanenza in microgravità su ossa, muscoli, apparato cardio-circolatorio, apparato respiratorio, sistema immunitario e sistema endocrino sono ormai noti. Come altrettanto note sono le elevate dosi di radiazioni cui gli astronauti sono sottoposti, soprattutto in presenza di prolungata attività extraveicolare (EVA). Basandosi sulle conoscenze già acquisite, è possibile, monitorando alcuni parametri fisiologici degli astronauti o le dosi ricevute da ogni individuo, prevedere gli effetti della permanenza in microgravità nelle missioni di lunga durata, in cui il tempo di permanenza nello spazio sarà superiore a sei mesi. La relazione si concentrerà sul lavoro di messa a punto di alcuni algoritmi, per sistemi computerizzati paralleli, che saranno portati sulla ISS dagli astronauti nei prossimi voli, in grado di suggerire, prima che i soggetti coinvolti manifestino segni di compromissione di alcuni organi ed apparati, le contromisure da adottare per evitare gravi problemi di salute per i membri dell equipaggio.

7 FUTURE OF MANNED COMMERCIAL SPACE FLIGHT. Melchor J. Antuñano FAA Civil Aerospace Medical Institute (CAMI), Oklahoma City, OK, U.S.A. Manned commercial space travel (suborbital and orbital) will generate its own kind of risk factors that must be dealt with in order to ensure the health and safety of crews and passengers. Once these flights start, there will be no turning back and this new space transportation industry will grow at an accelerated pace. This presentation will discuss a number of physiological, operational and environmental risk factors (actual and potential) for the occupants of commercial space vehicles. Actual risks include exposure to: 1) High acceleration and deceleration flight profiles, 2) Microgravity or weightlessness, 3) Solar and cosmic radiation, 4) Noise and vibration, 5) Unfamiliar motion (space sickness), 6) A sealed cabin environment (cabin air quality). Of particular concern are the effects of exposure (short-term and long-term) to microgravity on the cardiovascular, neurological, endocrinological, muscle-skeletal, and gastro-intestinal systems, on both healthy and diseased passengers. In addition, there is no clear scientific understanding of the metabolism and effectiveness of a number of medications used by individuals during exposure to microgravity. There is evidence of decreased efficacy of antibiotics and other medications in microgravity, and increased virulence of microorganisms in space. Furthermore, U.S. and Russian experience regarding space physiology and medicine involve short-term and long-term space flights, but does not address the effects of: 1) Frequent repetitive exposure (several times a week) to flight profiles involving: normal gravity (pre-flight) - acceleration (launch/take off) - microgravity (space) - deceleration (return) - normal gravity (post-flight), 2) Frequent repetitive exposure to solar and cosmic radiation, and 3) Exposure to microgravity among individuals who have select medical pathology. There is also a potential for occupant injuries (closed and open) during intra vehicular activities in microgravity. Other potential risk factors for the occupants of commercial space vehicles include unexpected exposure to: very low or absent barometric pressure (rapid and/or explosive decompressions), temperature extremes (heat and cold), humidity extremes, in-flight cabin fire, cabin air contaminants (biological, chemical, particulates, etc.), electricity, non-ionizing radiation, structural cabin hazards (sharp edges and corners, etc.), impact forces during crash landings, post-crash fire, emergency evacuation, and post-evacuation survival.

8 CIRCADIAN RHYTHMS IN SPACE FLIGHT Charles A. Fuller University of California, Davis (USA) The circadian timing system (CTS) generates and coordinates biological rhythms within an individual, and synchronizes these physiological and behavioral oscillations with the external 24-hour environment. Studies in humans, as well as other species, have also demonstrated that the CTS is affected by changes in gravity. Therefore, to ensure crew health and performance in long-term spaceflight, alterations in CTS regulation must be understood. The NASA STS-90 Neurolab Spaceflight provided a unique opportunity to evaluate the direct impact of microgravity on the circadian timing system and the circadian pacemaker in both astronauts and animal experiments. For example, during this flight, 24 Fischer 344 rats were exposed to 16 days of microgravity. They were chronically implanted with biotelemetry transmitters to record body temperature (T b ) and heart rate (HR). Six of the rats were exposed to constant light (LL) and 18 of the rats were exposed to a 24-hr light-dark cycle (LD 12:12). The ability of light to induce c-fos (an immediate early gene marker for neuronal activity) in the suprachiasmatic nucleus (SCN), the mammalian circadian pacemaker, was examined in animals sacrificed on flight day 2 (FD2), FD 14, recovery day 2 (R1) and R13. The flight rats in LL exhibited persisting free-running rhythms, with a change in circadian period () relative to ground controls. The period changes returned to control values one week after landing. The flight animals in LL demonstrated altered internal phase angle relationships between rhythms compared with ground controls. The flight rats in LD remained entrained to the LD cycle; however, they evidenced a pronounced phase delay in T b, but not HR compared to controls. The flight rats also demonstrated a decrease in T b and a change in the daily waveform compared to controls. Both the LD and LL flight rats exhibited an increase in HR relative to ground controls. Finally, early in-flight, the flight animals demonstrated a reduced sensitivity to light as evidenced by a highly attenuated c-fos immunoreactivity compared to controls. These findings suggest and further, corroborate with previous space-flight data, that microgravity affects the circadian clock, including the clock s ability to maintain temporal organization and to properly entrain to an external LD cycle.

9 PROLUSIONE LA CERTIFICAZIONE DI QUALITA (ISO 9001:2008) PER L ISTITUTO MEDICO- LEGALE DELL AERONAUTICA MILITARE Ottavio Sarlo 1, Silvio Porcu 2, Alberto Meneguzzo 2, Francesco Ponterio 2, Gianfranco Tripaldi 5 1 Direzione Generale Sanità Militare, Roma. 2 Istituto Medico Legale Aeronautica Militare Angelo Mosso, Milano. 5 Centro Trasfusionale Militare, Firenze Una organizzazione complessa come un IML dell Aeronautica Militare deve assicurare un miglioramento continuo di ognuno dei processi che caratterizzano l attività corrente puntando ad un Sistema di Qualità che integri il controllo di gestione, l organizzazione, le risorse disponibili. Il controllo di qualità deve avvenire secondo un approccio per processi che integri fra loro tutte le attività e le operazioni connesse alla erogazione di un servizio secondo una logica input-output. Tale schema deve generare all interno dell organizzazione un circolo virtuoso in grado di realizzare miglioramenti continui: della struttura (intesa come il complesso di ambienti, attrezzature, risorse materiali ed umane disponibili e l organizzazione del lavoro); del processo (ad esempio le procedure diagnostiche); degli esiti (che nel caso di un IML sono rappresentati da giudizi e provvedimenti medico-legali i più appropriati possibili). La norma europea di riferimento per la Certificazione di Qualità è oggi rappresentata dalla UNI EN ISO 9001:2008. Essa precisa il campo di applicazione, le definizioni, le procedure del Sistema di Gestione della Qualità, la responsabilità della direzione, le necessarie misurazioni ed analisi miranti, sulla base di conoscenze continuamente aggiornate e valide, a rendere appropriato, e con un elevato standard di qualità, un comportamento desiderato. La valutazione della customer satisfaction, la Carta dei Servizi e l Audit ne rappresentano i pilastri fondamentali. Sulla scorta di recenti positive esperienze pilota condotte da alcune strutture sanitarie militari (Centri Trasfusionali), e tenuto conto anche dell approccio alla certificazione di qualità seguito in ambito Comando Logistico Aeronautica Militare per altri enti militari, gli autori riportano le modalità ed i percorsi seguiti presso L IML AM A. MOSSO di Milano miranti al conseguimento della Certificazione di Qualità.

10 2 SESSIONE SCIENTIFICA FISIOLOGIA AEROSPAZIALE EFFETTO DELL ALLETTAMENTO PROLUNGATO SUL DEFICIT BILATERALE E SULLA MASSIMA POTENZA ESPLOSIVA DEGLI ARTI INFERIORI. Pietro Enrico di Prampero, Enrico Rejc, Stefano Lazzer, Guglielmo Antonutto, Desy Salvadego, Bruno Grassi, Simone Porcelli, Mauro Marzorati, Bostjan Ŝimunić, Rado Pisot. Dipartimento di Scienze e Tecnologie Biomediche, Università di Udine Centro di Ricerca Scientifica, Università del Litorale, Capodistria. La forza, o potenza, sviluppata durante contrazioni isometriche massimali simultanee di entrambi gli arti inferiori, o superiori, è minore della somma delle forze sviluppate separatamente dall arto destro o sinistro. Si definisce Deficit Bilaterale (BLD) il rapporto (Fd + Fs Fbl)/(Fd + Fs), dove d, s, bl stanno per destro, sinistro, bilaterale. BLD è in genere attribuito a una migliore coordinazione motoria quando i muscoli di un singolo arto siano attivati indipendentemente dall altro. In questo studio, BLD è stato determinato prima e dopo allettamento prolungato (bed rest, BR) della durata di 35 giorni, allo scopo di studiarne gli effetti sul BLD stesso e sui sottostanti fattori fisiologici. Forza e potenza massime sono quindi state misurate durante sforzi massimali di tipo esplosivo con gli arti inferiori di circa 0,45 s di durata, su dieci volontari sani. Gli esperimenti sono stati eseguiti su un apposito ergometro che consente di misurare le grandezze in oggetto. Nella fattispecie, forza, velocità e potenza massime sono state determinate durante esercizi esplosivi con un solo, o con entrambi gli arti, contro carichi variabili tra il 25 e il 200 % del peso del soggetto. Si è inoltre registrato l elettromiogramma di superficie del vasto laterale (VL), retto femorale (RF), bicipite femorale (BF) e gastrocnemio mediale (GM). Effetto del BR è stato una riduzione significativa della massima forza, velocità e potenza del 18,4, 14,7 e 27,4%, mentre l EMG di VL, RF BF e GM era diminuito del 26,5, 23,3, 45,9 e 9,4% (senza differenze importanti tra le tre condizioni dello studio: d, s, bl ). Per effetto del BR si è inoltre osservata una riduzione significativa di BLD (del 9%), dovuta ad una migliore coordinazione tra l attività dei quattro ventri muscolari suindicati. In conclusione, l allettamento prolungato: i) conduce ad una riduzione dei valori assoluti di forza, velocità e potenza durante sforzi esplosivi, monolaterali o bilaterali, degli altri inferiori, inoltre ii) sembra influenzare in modo negativo prevalentemente la coordinazione intramuscolare

11 nel corso di sforzi esplosivi monolaterali. EFFETTO DI CAMPI ELETTROMAGNETICI PULSATI SUL COMPORTAMENTO DI NEUROBLASTI E MIOBLASTI Monica Monici ASAcampus L.C., Divisione Ricerca ASA, Dip. Fisiopatologia Clinica, Università di Firenze Gli effetti dei campi elettromagnetici sono stati ampiamente studiati sia in vitro che in vivo, tuttavia non sono ancora ben noti i meccanismi molecolari e cellulari che ne sono alla base. Ciò nonostante le applicazioni cliniche sono in espansione: oltre al ben noto campo delle patologie dell osso, sono stati recentemente proposti nuovi campi di applicazione nell ambito delle patologie legate ad alterata funzione dei tessuti muscolare e nervoso. Al fine di trarre indicazioni utili per queste nuove possibili applicazioni, sia dal punto di vista dell efficacia che della sicurezza, in questo studio si sono valutati gli effetti di un campo magnetico di bassa intensità (2mT) e bassa frequenza (50 Hz) su mioblasti (linea C2C12) e neuroblasti (linea SY5YSH). Le cellule sono state sottoposte ad un unica esposizione di 3h. Le analisi sono state effettuate subito dopo il trattamento e trascorse 24h dall esposizione. I risultati dimostrano che l esposizione al campo elettromagnetico non ha influenzato la vitalità cellulare. 24h dopo l esposizione si è registrato un significativo decremento della proliferazione sia dei mioblasti che dei neuroblasti. Tale decremento è accompagnato da modificazioni morfologico/funzionali. In entrambi i tipi di cellule si è osservata una evidente riorganizzazione del network di microfilamenti di actina. Inoltre, nei mioblasti si è rilevata una significativa tendenza a fondersi, formando strutture simili a sincizi; mentre nelle cellule nervose si è evidenziata la formazione di coni, che rappresentano l abbozzo per l emissione di dendriti. É interessante la comparsa di numerosi prolungamenti, anche ramificati, che tendono a connettere le cellule tra loro, formando una rete. Questi dati ci hanno indotto a effettuare una valutazione dell espressione di alcuni geni (TAU, MAP2 e SYP) coinvolti nella neurogenesi e nello sviluppo delle sinapsi. Si sono registrate variazioni significative dell espressione genica subito l esposizione, con un ritorno ai valori di controllo dopo le 24h. L insieme dei dati dimostra che i campi elettromagnetici pulsati di bassa intensità e frequenza possono influenzare il comportamento di cellule muscolari e nervose; ci induce inoltre ad avanzare l ipotesi, da verificare con ulteriori ricerche, che possano favorirne la maturazione.

12 MODIFICAZIONI DELLO SPESSORE CORNEALE E DELLA SENSIBILITÀ AL CONTRASTO IN IPOSSIA/IPOBARISMO Dario Di Blasio Reparto di Medicina Aeronautica e Spaziale, Centro Sperimentale Volo Aeronautica Militare di Pratica di Mare (Roma) OBIETTIVO. Valutare l effetto dell ipobarismo e dell ipossia sulla sensibilità al contrasto. Correlare la prevista riduzione della sensibilità al contrasto all ipotizzabile incremento dello spessore della cornea, prodotto da edema della stessa, in condizioni ipobarico-ipossiche. MATERIALI E METODI. I soggetti sottoposti a questo studio fanno parte degli equipaggi Fissi di Volo del 14 Stormo di Pratica di Mare. Dieci soggetti sani, emmetropi, prima dell ingresso in camera ipobarica, vengono sottoposti ad esame della sensibilità al contrasto standard con tavole di Pelli-Robson. Contemporaneamente, previa anestesia da contatto, gli stessi vengono sottoposti a pachimetria corneale in OO, mediante Pachimetro ad ultrasuoni TOMEY. Dopo l ingresso in camera ipobarica e l ascensione a quota di piedi, con rateo di piedi/m, i soggetti, mentre indossano la maschera ad erogazione di O 2, vengono sottoposti a nuovo esame della sensibilità al contrasto standard, con tavole di Pelli Robson e ad ulteriore esame pachimetrico ad ultrasuoni, all interno della camera ipobarica, permanendo a piedi di quota. Successivamente, gli stessi esami vengono ripetuti senza maschera ad erogazione di O 2, in ipossia. Gli intervalli ossimetrici di riferimento, durante i quali si effettuano le determinazioni si attestano su valori di 55-60% di saturazione di O 2. Al termine dell ascesa e al rientro in condizioni normobariche, lo stesso gruppo di soggetti viene sottoposto nuovamente agli stessi esami, questa volta all esterno della camera ipobarica. DISCUSSIONE. Lo studio valuta quanto l ipossia e le variazioni della pressione atmosferica siano in grado di produrre edema della cornea, modificandone lo spessore, valutato con pachimetria e di conseguenza siano in grado di ridurre la sensibilità al contrasto, determinata attraverso la lettura delle tavole standard di Pelli Robson, a progressione logaritmica. RUOLO DEI MECCANISMI DEL SENSING NELLA RISPOSTA CELLULARE ALL IPOSSIA Fabio Morgagni, Alberto Autore, Angelo Landolfi, Giuseppe Ciniglio Appiani

13 Reparto di Medicina Aeronautica e Spaziale, Centro Sperimentale Volo Aeronautica Militare di Pratica di Mare (Roma) Introduzione. La risposta cellulare all ipossia è parte della risposta integrata dell organismo ed è basata sull ottimizzazione dei processi biochimici di produzione di energia ai fini della sopravvivenza a breve e lungo termine della cellula stessa. E noto il ruolo centrale di alcuni fattori come HIF-1α quale mediatori tra i meccanismi di sensing della bassa tensione di ossigeno e l attivazione di fattori di regolazione che a loro volta portano all apertura di vie metaboliche alternative. Lo scopo del lavoro è quello di focalizzare gli aspetti noti della risposta cellulare all ipossia con particolare riguardo per la funzione di sensing. Metodi. Attraverso una ricerca nelle maggiori banche dati della letteratura scientifica sono stati estratti ed analizzati i lavori riguardanti l argomento. Risultati. Il fattore HIF-1α è considerato il principale mediatore dell espressione genica di specifici fattori di regolazione del metabolismo cellulare. Nella maggior parte delle cellule del regno animale la funzione di sensing dell ipossia è verosimilmente devoluta ad una proteina-eme, ma altri fattori e meccanismi sono stati proposti. La risposta della cellula è articolata in due fasi: una prima fase di difesa caratterizzata da un adattamento a breve termine con lo scopo di minimizzare il turnover di ATP ed una seconda fase più tardiva di salvataggio, basata su espressione genica, dominata dall apertura delle vie metaboliche più favorevoli e mediata da HIF-1α. Conclusioni. I meccanismi e le modalità di risposta cellulare all ipossia sono sostanzialmente noti e caratterizzati dalla successione delle fasi di detezione - difesa salvataggio, sebbene alcuni aspetti restino ancora poco chiari, soprattutto per quanto riguarda la funzione di sensing. La cellula risponde sempre in maniera attiva allo scopo di ottimizzare il bilancio energetico, ma cellule specializzate possono avere una diversa capacità di risposta, coerentemente con le funzioni che svolgono. Tale fenomeno può essere interpretato come parte dell evoluzione delle specie.

14 3 SESSIONE SCIENTIFICA ASPETTI DI MEDICINA LEGALE E REGOLAMENTARE AERONAUTICA INDAGINE AD ALTA QUOTA Odisseas Paxinos Hellenic Air Force, Greece Il Volo Helios Airways 522 (HCY 522 o ZU522) della compagnia Helios Airways si schiantò il 14 agosto 2005 alle 12:04 sulle montagne a nord di Maratona e Varnavas in Grecia. I team di ricerca non trovarono sopravvissuti tra i resti che vennero rinvenuti vicino a Grammatiko, a 40 km da Atene. Il volo che lasciò l'aeroporto di Larnaca a Cipro alle 09:07 (ora locale), era in rotta verso Atene, ed era previsto che continuasse verso Praga. Prima del decollo, il sistema di pressurizzazione non venne impostato in modalità automatica, contrariamente alle procedure standard indicate dal costruttore del velivolo. Qualche minuto dopo il decollo si attivò l'allarme quota nella cabina di pilotaggio che venne interpretato dall'equipaggio come un avviso di configurazione di decollo. Tuttavia un tale allarme, che indica la non idonea configurazione dell'aereo per il decollo, può attivarsi solo quando il velivolo è ancora a terra. Sopra ai piedi, le maschere di ossigeno vennero automaticamente attivate.l equipaggio contattò gli ingegneri a terra ed alcuni minuti dopo si attivò un allarme generale, che indicava una situazione anomala in un sistema. L allarme venne interpretato dall'equipaggio come un surriscaldamento, creando ulteriore confusione. In seguito il comandante del velivolo, probabilmente a causa dell'ipossia, disse all'ingegnere che le spie della ventilazione non erano accese, ma il Boeing non possiede tali luci. L'ingegnere chiese al comandante di ripetere, ed egli rispose che le spie del raffreddamento dei sistemi erano spente. L'ingegnere chiese di confermare che il sistema di pressurizzazione fosse impostato su "AUTO". Il comandante rispose chiedendo dove fosse l'interruttore automatico per il raffreddamento dei sistemi.

15 L'ingegnere chiese se l'equipaggio vedeva l'interruttore automatico, ma non ottenne risposta. Dopo il mancato contatto con il controllo del traffico aereo sopra lo spazio aereo greco vennero inviati due F-16 dell'aeronautica militare per stabilire un contatto visivo. I piloti degli F-16 notarono che l'aereo sembrava essere in modalità pilota automatico, e che il primo ufficiale era riverso immobile sui controlli mentre il comandante non era in cabina. Nella zona passeggeri penzolavano le maschere per l'ossigeno. In seguito, i piloti degli F-16 videro un assistente di volo entrare nella cabina di pilotaggio e sedersi ai comandi, cercando di recuperare il controllo dell'aereo. Lo stewart, notando i due F-16 fece delle segnalazioni. Un pilota dei caccia gli indicò se poteva continuare a volare, ed egli scosse la testa ed indicò in basso. Il registratore di volo registrò delle ripetute segnalazioni di "Mayday". Dopo alcuni minuti i due motori smisero di funzionare e l'aereo iniziò a scendere. L'assistente di volo afferrò la cloche e cercò di evitare le montagne, ma l'aereo continuò a scendere schiantandosi sul terreno. La dinamica dell incidente e tutte le indagini volte a ricostruirla vengono in questo lavoro dettagliatamente illustrate IMPIEGO DEL COLOR SENSE ASSESSMENT AND DIAGNOSIS TEST NELLA CERTIFICAZIONE DI 1^ E 2^ CLASSE DEL PERSONALE DI VOLO CIVILE. Antonello Furia ENAC, Roma I test di valutazione della percezione dei colori esistenti prescritti dalla JAR FCL 3 sono sostanzialmente l adozione dei modelli marittimi del XIX secolo basati sugli standard dei segnali luminosi colorati. Questi ultimi hanno una scarsa relazione con i compiti tipici dell aviazione, e le carenze dovute alla variabilità dei risultati fra test differenti (inter-test) e della validità nella risomministrazione (test-retest) dello stesso test sono ben conosciute. Queste carenze portano a controversie che portano i candidati a chiedere il riesame presso centri diversi. La European Aviation Safety Agengy (EASA) nell attività di stesura dei nuovi requisiti medici applicabili all aviazione civile europea sta valutando la possibilità di accettare nuovi e più affidabili test per la valutazione della percezione dei colori. Un contributo arriva dalla UK CAA e la FAA che hanno condotto uno studio di valutazione operativa sulla dipendenza dei compiti di pilotaggio dalla percezione dei colori. Questo studio ha dimostrato che l interpretazione del segnale delle luci del Precision

16 Approach Path Indicator (PAPI) è uno dei compiti di pilotaggio più critici relativamente alla corretta percezione dei colori. E stato costruito un simulatore PAPI per stabilire il livello di deficit di percezione di colore al quale i soggetti sono in grado di interpretare il segnale del PAPI con lo stesso livello di accuratezza di un normale tricromatico. Tale valore medio è definito 1 Standard Normal Unit (SNU). Deutani con meno di 6 SNU e Protani con meno di 12 SNU superano il PAPI test con la medesima accuratezza dei soggetti normali, quindi questi valori sono stati assunti come valori pass-fail del test. I soggetti che superano il test hanno una sensibilità cromatica generale idonea per lo svolgimento di compiti di volo più ampi rispetto a quelli della valutazione del segnale PAPI. Applicando questi criteri il 35% dei soggetti con deficit della percezione dei colori è in grado di superare il nuovo test CAD. E stato sviluppato il Colour Assessment and Diagnosis (CAD) test per la visione dei colori adatto per essere impiegato nella valutazione dei candidati al pilotaggio di aeromobili civili ed in grado di determinare se la visione dei colori del candidato soddisfa i requisiti minimi per la sicurezza del volo. Il CAD può essere impiegato per stabilire i livelli di deficit nella percezione dei colori. Nel test il soggetto esaminato osserva sullo schermo di un computer uno sfondo pixellato di diverse tonalità cangianti di grigio. Su tale sfondo appaiono e si muovono diagonalmente attraverso lo schermo, un gruppo di pixel colorati dei quali sono noti con esattezza il colore ed l intensità di colore. I pixel colorati hanno la stessa luminanza dello sfondo grigio. Il soggetto esaminato segnala di aver visto la direzione del movimento dei pixel colorati premendo un bottone. Il CAD ha il 100% di sensibilità e specificità nel separare soggetti con deficit della percezione dei colori dai normali soggetti tricromatici ed è in grado di quantificare accuratamente la severità del deficit di visione sull asse rosso/verde e giallo/blu. L introduzione di un test che presenta il 100% di sensibilità e specificità offre benefici nel prevenire l ingiusto rifiuto della certificazione medica ad individui che presentano lievi deficit nella percezione dei colori e che sono in grado di svolgere in sicurezza i compiti critici di percezione dei colori richiesti per svolgere i privilegi di una licenza di pilotaggio. RIVALUTAZIONE IN RELAZIONE ALL AMENDMENT 5 DEL JAR FCL3 DI SOGGETTI RICHIEDENTI LA CERTIFICAZIONE DI 1 CLASSE DOPO CHIRURGIA REFRATTIVA Giuseppe Sebastio Istituto Medico Legale Aeronautica Militare Angelo Mosso, Milano

17 In Italia ai fini della certificazione e ricertificazione dei brevetti di 1 classe di volo è attualmente in vigore il DGAC-MED del 15/09/1995. Allo stato attuale un soggetto che abbia subito un intervento di chirurgia rifrattiva dovrebbe essere giudicato permanentemente non idoneo alla certificazione di prima classe e idoneo alla ricertificazione solo dopo un anno dalla data dell intervento (a patto che la sua refrazione non superi le 5 diottrie, che si sia raggiunta una stabilità rifrattiva con una soddisfacente sensibilità al contrasto (il tutto certificato dal suo oftalmologo). Applicando invece l amendment 5 al FCL3 gli stessi soggetti di cui sopra sarebbero trattati in maniera diversa. Alla certificazione a seguito di chirurgia rifrattiva, fermo restando il sussistere di parametri preoperatori compresi tra +5 e il -6 diottrie, di aver ottenuto una stabilità della refrazione e una sensibilità al contrasto soddisfacente, possono esser considerati idonei. Alla ricertificazione non è invece più richiesto il fermo di 12 mesi prima di riprendere a volare. Saranno quindi esposti casi clinici esemplificativi di quanto sopra descritto. MEDICINA INTERNA E MEDICINA AERONAUTICA: PRESENTE E FUTURO DELL IDONEITÀ AL VOLO Paolo Tosco Servizio Sanitario Aeronautica Militare, Roma Vengono presentate le principali condizioni patologiche in campo cardiologico, pneumologico, gastroenterologico, nefro/urologico, metabolico, ematologico ed infettivologico. Accanto ad un inquadramento generale della certificazione aeromedica, vengono dettagliate le diverse modalità di giudizio da parte dei medici o delle strutture abilitate, secondo le attuali norme JAR e vengono formulate proposte per le future norme EASA. EUROPEAN AIR GROUP: UN PROGETTO PER LA MEDICINA AERONAUTICA EUROPEA Francesco Torchia Direzione Generale Sanità Militare, Roma Negli ultimi anni si è sempre più sviluppato il concetto di interoperabilità tra le Forze

18 Aeree sia per raggiungere obiettivi di razionalizzazione economica delle risorse, sia per fronteggiare i complessi scenari presentati dai moderni teatri operativi. Attraverso la condivisione delle risorse nazionali è possibile costruire capacità altrimenti raggiungibili con grande difficoltà e notevole dispendio economico. In quest ottica, un Accordo Intergovernativo ha dato vita nel 1998 allo European Air Group come organizzazione internazionale indipendente che ha l obiettivo di favorire agli accordi di cooperazione siglati dai sette Stati membri: Belgio, Francia, Germania, Italia, Olanda, Regno Unito e Spagna con uno staff permanente ad High Wycombe (UK). L EAG lavora per progetti ben definiti e limitati nel tempo avvalendosi di una struttura snella che riceve input al massimo livello (Capi di Stato Maggiore riuniti in uno Steering Group) e affida il lavoro reale a gruppi di qualificati esperti nazionali, coordinati dallo staff permanente, che identificano l ambito di lavoro e trovano la soluzione per cooperare. Tra i numerosi risultati ottenuti dall EAG vi è l Accordo sull interoperabilità nel trasporto refuelling aereo (ATARES) e l annuale esercitazione Volcanex. Riconoscendo la necessità di cooperare anche nel complesso campo della Medicina Aeronautica, un gruppo di esperti nazionali ha contribuito alla stesura del Technical Agreement Aviation Medicine firmato dallo Steering Group nel Attraverso questo accordo, i paesi EAG hanno sancito la cornice legale attraverso la quale si sono dati vita ad alcuni importanti progetti di collaborazione. Il più importante è stata la costituzione di un Corso Avanzato di Medicina Aeronautica per Senior Flight Surgeon che si svolge annualmente nei principali Centri di Medicina Aeronautica Europei con l obiettivo di dare agli esperti del settore lo stato dell arte nel campo e consentirgli di ricevere l expertise necessaria per ricoprire incarichi di staff. Parallelamente è stato approvato un catalogo di servizi attraverso cui gli stati membri portano a reciproca conoscenza gli assetti nazionali Medevac per eventuali future condivisioni del servizio ed un modulo standard per condividere le notizie sanitarie riguardanti il personale navigante. L agenda futura dell Accordo prevede la costituzione di un Corso Basico di Medicina Aeronautica, la condivisione degli apparati ad alto costo per l addestramento aerofisiologico e la standardizzazione dei profili di idoneità del personale di volo.

19 4 SESSIONE SCIENTIFICA OPERATIONAL MEDICINE AND AEROMEDICAL EVACUATION USCITA D EMERGENZA DAL SOMMERGIBILE SINISTRATO ED ELITRASPORTO SANITARIO Fabio Faralli CONSUBIN, La Spezia Il 1939 segna una data fondamentale nel salvataggio degli equipaggi dei sommergibili sinistrati e nella subacquea. Infatti nell incidente che vide coinvolto il sommergibile SQUALUS della US Navy vennero impiegate per la prima volta con successo le tecniche di salvataggio allora innovative: la Campana McCann e le miscele elio-ossigeno. Da allora il problema è stato a lungo dibattuto presentando nuovi aspetti e confrontandosi con l evoluzione delle tecniche di immersione. Si valutano alcuni degli aspetti più interessanti di un settore della medicina ancora poco conosciuto, se non negli ambienti militari. RESPIRAZIONE A PRESSIONE POSITIVA SU EUROFIGHTER: APPLICAZIONI ED IMPLICAZIONI Gary William Davies Royal Air Force, United Kingdom The new Typhoon aircraft has the ability to reach much greater G-force. Current straining manoeuvres are effective in short periods but become tiring and disabling after prolonged periods, therefore a positive pressure breathing system has been implemented. This project aimed to establish whether short term exposure induced lung inflammation. Subjects (n=54) were healthy volunteers with no history of respiratory disease. Subjects were allocated to a control group (n=24), a Continuous Positive Airway Pressure

20 group (n=15) at clinical levels or a pressure breathing group (n=19). Pressure breathing was performed at the RAF Centre of Aviation Medicine using a pressure breathing rig, with no additional G-force applied. Subjects wore a chest counter-pressure waistcoat and standard five bladder anti-g trousers to help protect cardiac output, as used by RAF pilots. Physiological monitoring of subjects was performed throughout. Inflammation was investigated using exhaled nitric oxide (eno), pulmonary function testing and induced sputum analysis for cell counts and cytokines, performed pre and post experimental period. Results show that there was no significant statistical difference between the pre and post tests in the pressure breathing group for any inflammatory test suggesting that there is no significant sustained lung inflammation. Daily eno levels suggested that levels peaked during the five days and there was evidence of two groups within the group. These groups had different responses to pressure breathing, one suggesting greater inflammation than the other, though this was not sustained to post day five. In the CPAP group there was a trend towards a reduction in exhaled nitric oxide and an improvement in residual volume and RV/TLC ratio. Further studies to look at longer exposure to pressure breathing and involvement of additional G-force are required. Larger studies are also required into exhaled nitric oxide as a biomarker of airway inflammation in these settings. EVACUAZIONE AEROMEDICA AVANZATA Michele Tirico Policlinico Militare Celio, Roma Nello scenario operativo attuale, le F.A. nazionali sono costantemente impegnate in operazioni al di fuori dei confini nazionali per svolgere compiti svariati, a supporto di contingenti multinazionali, sotto il controllo della NATO, dell ONU o di organizzazioni multinazionali. Il personale facente parte di tali contingenti può essere esposto, in misura variabile anche nell ambito della stessa operazione, a minaccia di incidente, scontro a fuoco e/o attentato terroristico. Le operazioni in atto nei teatri recenti hanno evidenziato un considerevole numero di situazioni in cui, in seguito a scontri e/o attentati, il ricorso allo sgombero dei feriti con l elicottero è stato determinante per la sopravvivenza dei feriti. In tale contesto, l efficacia del trattamento dei feriti a bordo dell elicottero è legata alla possibilità di disporre e di utilizzare attrezzature aeromedicali idonee.