FEDERAZIONE ITALIANA NUOTO SETTORE SALVAMENTO FISIOPATOLOGIA DELL ANNEGAMENTO La membrana cellulare e l osmosi Tutti gli organismi viventi sono composti da cellule. La cellula è la più piccola unità dell organismo capace di vivere in modo indipendente. Ogni cellula è circondata da una membrana che separa il contenuto della cellula stessa e ne regola gli scambi con l ambiente circostante. La membrana cellulare lavora come un filtro molto selettivo che regola l entrata e l uscita dalla cellula delle sostanze. L acqua può attraversare la membrana liberamente per diffusione semplice e questo spostamento viene chiamato osmosi. Invece i sali minerali (e molte altre sostanze) normalmente non attraversano la membrana cellulare. Lo spostamento di acqua ai lati della membrana (osmosi) dipende dalle concentrazioni dei sali (per esempio cloruro di sodio o NaCl) che si hanno ai due lati della membrana stessa. Infatti l acqua diffonderà dalla parte che ha una minore concentrazione di sali verso la parte che ha una maggiore concentrazione salina. Rispetto al sangue, che ha una concentrazione di NaCl pari allo 0.9 %, le soluzioni che hanno un minore contenuto di sali sono dette ipotoniche, mentre le soluzioni che hanno una concentrazione maggiore sono dette ipertoniche. Ovviamente l acqua dolce (compreso quella clorata delle piscine) è ipotonica rispetto al sangue, invece l acqua di mare, che ha un contenuto medio di NaCl pari al 3.5 %, è fortemente ipertonica. Per capire gli effetti di soluzioni ipo- o ipertoniche sulle cellule, si possono immergere dei globuli rossi in tre diverse soluzioni saline: Soluzione isotonica. Essa ha la stessa concentrazione di sali presente all interno dei globuli rossi. Pertanto il flusso di acqua in entrata (nel globulo rosso) è uguale a quello in uscita e il volume della cellula non cambia. Soluzione ipotonica. Essa ha una concentrazione di sali inferiore a quella del globulo rosso. Allora l acqua entra nella cellula e il globulo rosso rigonfia ed esplode rompendosi (fenomeno detto emolisi). Soluzione ipertonica. In questo caso la soluzione ha una concentrazione di sali superiore a quella del globulo rosso. Quindi l acqua esce dalla cellula e il globulo rosso si raggrinzisce (fenomeno detto plasmolisi). La diversa concentrazione di sali fra acqua dolce e acqua di mare determinano effetti differenti in rapporto all annegamento nell una o nell altra acqua.
SOLUZIONE ISOTONICA I globuli rossi non si modificano SOLUZIONE IPOTONICA I globuli rossi esplodono (emolisi) SOLUZIONE IPERTONICA I globuli rossi raggrinziscono (plasmolisi) La definizione di annegamento L annegamento ( drowning in lingua inglese) può essere definito come una condizione che, a seguito di una immersione in acqua, porta alla morte per soffocamento entro le 24 ore. L annegamento dovrebbe essere distinto da una condizione definita come pre-annegamento o annegamento parziale ( near drowning ) nella quale il danno da immersione in acqua permette la sopravvivenza della persona oltre le 24 ore. E ovvio che la rapidità e l efficacia dell intervento di soccorso sono fondamentali nel limitare la gravità della condizione di pre-annegamento. Alcune cause dell annegamento L incapacità di saper nuotare o anche solo mantenersi a galla. Essa riguarda soprattutto le morti per caduta accidentale di bambini o anziani in specchi d acqua naturali o artificiali La fatica muscolare e la scarsa abilità natatoria in persone poco allenate (o che hanno sopravvalutato le proprie capacità) che si siano portate eccessivamente al largo o siano state spinte da correnti. Oppure nei naufraghi. L idrocuzione, cioè la perdita di conoscenza che può capitare in modo improvviso poco dopo l immersione in acqua per via della alta differenza di temperatura fra la superficie cutanea e l acqua stessa. Il fenomeno è favorito se l immersione avviene subito dopo l esposizione al sole oppure dopo un esercizio fisico impegnativo o, ancora, durante la digestione. I traumi, specialmente quelli cranici e della colonna vertebrale, che possono essere provocati da tuffi in acque non abbastanza profonde o da incidenti nel corso degli sport d acqua L iperventilazione per aumentare la durata dell apnea può determinare una perdita di conoscenza improvvisa mentre il nuotatore o il subacqueo sono ancora immersi. E importante ricordare che il rischio di annegamento legato alle cause ricordate aumenta nelle persone che soffrono di malattie del sistema nervoso centrale (come l epilessia o precedenti accidenti cerebrali di natura vascolare) e durante la digestione. Inoltre il rischio di annegamento aumenta anche sotto gli effetti dell alcool e di sostanze stupefacenti o di farmaci che alterano lo stato di coscienza anche in modo lieve.
Fisiopatologia dell annegamento In caso di annegamento le condizioni cliniche di una persona dipendono principalmente dalla quantità e dalla qualità del liquido aspirato nei polmoni e dal grado di ipossia (carenza di ossigeno) che ne deriva. L anossia (mancanza di ossigeno) è responsabile del danno cerebrale. Essa provoca danni da ischemia prima localizzati e reversibili e poi generalizzati e irreversibili. Compare edema cerebrale e aumento della pressione intracranica e, in assenza di intervento, il processo evolve verso la morte. Un danno cerebrale irreversibile tende a svilupparsi già dopo alcuni minuti (4-10) di anossia. Le alterazioni della funzionalità cerebrale possone determinare, in caso di sopravvivenza, deficit neurologici permanenti. In circa il 10-15% degli annegamenti non si verifica l aspirazione di acqua nel polmone. In questi casi l ipossia è determinata dallo spasmo della laringe che si sviluppa al contatto di acqua con le vie aeree e che prosegue con l aggravarsi dell ipossia stessa. In tutti gli altri casi il polmone è invece fortemente danneggiato dall annegamento in funzione della qualità dell acqua aspirata (dolce o salata). Annegamento Gli esperimenti condotti sugli animali hanno mostrato che l immersione in acqua provoca una serie di eventi che può essere riassunta nel modo seguente: 1. gli animali trattengono il respiro 2. sono inghiottite grandi quantità di acqua 3. si verifica vomito 4. compare un boccheggiamento che determina inondazione dei polmoni (sino ad alcuni litri) 5. sopravviene la morte Questa sequenza di eventi è rapida (da alcune decine di secondi a pochi minuti). La sopravvivenza è possibile solo se la sequenza si interrompe prima della fase di boccheggiamento. Annegamento in acqua dolce Sulla base di quanto descritto a proposito della membrana cellulare e dell osmosi, i fenomeni fisiologici legati all annegamento in acqua dolce possono essere più facilmente compresi. Essi possono essere così riassunti: L annegamento in acqua dolce determina il rapido passaggio di elevate quantità di acqua dai polmoni al sangue (anche oltre il 50 % dell acqua aspirata dopo pochissimi minuti). Ciò è dovuto al fatto che l acqua dolce è ipotonica rispetto al sangue e quindi passa per osmosi nel circolo sanguigno.
L acqua dolce, specialmente quella clorata delle piscine, danneggia gravemente gli alveoli che si rompono. Diminuisce la possibilità di ossigenare il sangue (anche dopo il soccorso). Il passaggio di acqua al sangue determina una diluizione del sangue (detta emodiluizione) e un aumento del suo volume complessivo (detta ipervolemia). Il sangue diluito è diventato ipotonico rispetto alle cellule e questo determina la diffusione di acqua nelle cellule stesse (principalmente i globuli rossi) determinando emolisi (distruzione di globuli rossi). L emolisi è di solito talmente importante che la capacità di trasporto dell ossigeno risulta fortemente compromessa (grave ipossia). La diminuita concentrazione di sali (soprattutto del cloruro di sodio e del calcio) e delle proteine plasmatiche, insieme alla ridotta disponibilità di ossigeno per l avvenuta emolisi, determinano fibrillazione ventricolare e grave danno anossico cerebrale. POLMONI INONDATI DI ACQUA DOLCE ipotonica rispetto al sangue DANNO AL TESSUTO POLMONARE (specie acqua clorata delle piscine) PASSAGGIO DELL ACQUA NEL SANGUE COLLASSO DEGLI ALVEOLI POLMONARI EMODILUIZIONE IPERVOLEMIA GRAVE IPOSSIA (carenza di ossigeno) EMOLISI (distruzione dei globuli rossi) FIBRILLAZIONE VENTRICOLARE DANNO CEREBRALE DI TIPO ANOSSICO
Annegamento in acqua di mare L annegamento in acqua di mare determina, come già detto, fenomeni fisiologici diversi in funzione del fatto che l acqua di mare è ipertonica rispetto al sangue. In questo caso la sequenza di eventi può essere così riassunta: l inondazione polmonare conseguente all annegamento determina il rapido passaggio per osmosi di elevate quantità di acqua dal sangue ai polmoni. Allo stesso tempo una certa quantità di sali passano dai polmoni al sangue. Si determina un danno del tessuto polmonare I polmoni si riempiono di acqua proveniente in parte anche dal sangue (edema polmonare) La sottrazione di acqua e il guadagno di sali determinano un rapido aumento della concentrazione dei sali stessi (soprattutto sodio) nel sangue che diviene ipertonico rispetto alle cellule. Questo determina plasmolisi (raggrinzimento dei globuli rossi). Il volume plasmatico diminuisce (ipovolemia) e la pressione arteriosa cala rapidamente. Si manifesta una grave ipossia (carenza di ossigeno). Il battito cardiaco in una prima fase aumenta, poi rallenta moltissimo (può rallentare sino all arresto cardiaco) e iniziano a comparire i danni da anossia cerebrale. POLMONI INONDATI DI ACQUA SALATA ipertonica rispetto al sangue PASSAGGIO DI ACQUA DAL SANGUE AI POLMONI IMPONENTE EDEMA POLMONARE EMOCONCENTRAZIONE e IPOVOLEMIA GRAVE IPOSSIA (carenza di ossigeno) IPOTENSIONE MARCATA BRADICARDIA (sino all arresto cardiaco) DANNO CEREBRALE DI TIPO ANOSSICO
Danni a altri organi e apparati Oltre ai danni provocati al polmone e al sistema nervoso centrale e alle alterazioni funzionali dell apparato cardiocircolatorio, l annegamento è in grado di provocare danni a altri organi e apparati. Esso può provocare una insufficienza renale per il danno conseguente alla riduzione del flusso di sangue al rene. L ipossia determina anche una condizione di acidosi con una diminuzione del ph del sangue. Inoltre si possono avere alterazioni della coagulazione del sangue che possono insorgere anche tardivamente. Come si può presentare la vittima di annegamento Le condizioni cliniche della vittima di annegamento dipendono dalle modalità dell incidente (traumatico o no), dal tempo di immersione, dalla temperatura dell acqua nonché dall età e dalle condizioni della vittima prima dell incidente. Si possono distinguere almeno tre casi: 1. Persona rimasta immersa meno di un minuto senza aspirazione di acqua. Questa è la condizione ovviamente più favorevole. Di solito la vittima appare confusa, ma cosciente. Non ci sono difficoltà respiratorie. In funzione della temperatura dell acqua possono essere presenti brivido e ipotermia leggera. 2. Persona rimasta immersa per un periodo prolungato (più di un minuto) e che ha inalato acqua. In questo caso la vittima presenta spesso una alterazione dello stato di coscienza, tosse e difficoltà respiratorie. La frequenza del respiro è aumentata (spesso anche la frequenza cardiaca) e compaiono segni di cianosi alle mucose (labbra blu) e alle estremità. 3. Persona rimasta immersa per un periodo prolungato (più di un minuto), che ha inalato acqua e con perdita di conoscenza. Se l immersione si protrae a lungo, la vittima può giungere con insufficienza respiratoria acuta e segni di cianosi evidenti e battito cardiaco rallentato. Nei casi più gravi la persona può essere in arresto respiratorio e, in quelli estremi, di arresto cardiocircolatorio. Soccorso dell annegato Il soccorso dei casi più favorevoli, quelli nei quali la vittima appare vigile, senza difficoltà respiratorie e con segni di cianosi assenti o molto modesti, si limita a tranquillizzare la persona e a riscaldarla una volta tolti gli indumenti bagnati. E importante ricordare che anche in questi casi è considerato opportuno il ricovero in osservazione per 24-48 ore. Anche nei casi più semplici, infatti, lo stato clinico e la sua evoluzione dovrebbero essere seguite per uno o due giorni in ambiente ospedaliero. Nei casi più gravi, invece, la rapidità e la qualità dell intervento di soccorso sono fondamentali. Le fasi sono: Il trasporto a terra il più rapido possibile della vittima Il posizionamento su asse rigido in posizione stabile e sicura L avvio delle manovre di rianimazione cardiopolmonare di base Se le condizioni lo permettono è bene iniziare la respirazione bocca a bocca, in assenza di respirazione, già durante il trasporto a terra.
La manovra di Heimlich viene ritenuta invece controindicata nella pratica. Questo perché la manovra non serve per espellere l acqua dai polmoni, mentre potrebbe potrebbe determinare rigurgito dallo stomaco e polmonite per aspirazione del contenuto gastrico nell apparato respiratorio. La manovra è utile solo quando ci sia un sospetto fondato di ventilazione impedita dalla presenza di un corpo estraneo che determina una ostruzione delle vie aeree. Come già ricordato, le condizioni di ipotermia che sono spesso associate all annegamento determinano un rallentamento del metabolismo cerebrale e questo favorisce la sopravvivenza anche dopo una rianimazione particolarmente prolungata. Quindi si deve evitare assolutamente di sospendere il trattamento troppo presto. La rianimazione di una vittima in ipotermia non può essere interrotta se la temperatura del nucleo corporeo non recupera livelli vicino alla normalità.