Introducción
Debo confesar que la hipotermia y las lesiones asociadas al frío me han llamado la atención desde que era un niño y veía documentales sobre la conquista de los polos o la atención a grandes montañas como el Everest o el K2. Claro, también recordaremos todos a Jack cayendo en hipotermia mientras hablaba con Rose acostada en una tabla en la película Titanic. Así que generalmente asociaba estos problemas con deportes de aventura o situaciones en lugares remotos. Sin embargo, nada más lejos de la realidad. La mayoría de los casos de hipotermia ocurren en lugares urbanos y generalmente asociados a problemas de alcoholismo, uso de drogas o poblaciones callejeras. Solo en Estados Unidos mueren un promedio de 1300 personas al año por esta causa. (1) Así que la hipotermia puede ser de interés para cualquier lector de este blog que justamente está dedicado al buceo, el rescate y la atención prehospitalaria. Por ser un tema bastante largo he querido dividirlo en dos publicaciones.
¿Qué es la hipotermia?
Algunos autores definen como hipotermia como un descenso de la temperatura central por debajo de los 35°C. (2) Esta temperatura central o temperatura de los tejidos profundos del organismo permanece en rangos muy estables y varía entre 36.5-37°C si se mide via oral y es 0.6°C mayor si se mide vía rectal (3)
Figura 1. Intervalos de la temperatura central medidas via oral y rectal en dependencia de la actividad del individuo. Tomado de Guyton y Hall (3)
Así que la hipotermia puede ser clasificada en: Hipotermia leve: 35°C a 32°C. Hay cambios cardiovasculares leves, como vasoconstricción, taquicardia, aumento en la presión sanguínea, todos orientados a mantener la temperatura corporal. Hipotermia moderada: 32°C a 28°C. Se presentan cambios en la conducción cardiaca. Hipotermia severa: 28°C a 20°C. La producción de calor y los mecanismos de conservación térmica comienzan a fallar. Hipotermia profunda: 20°C a 14°C. Los pacientes se encuentran en asistolia. La temperatura mas baja registrada para un adulto en hipotermia accidental que sobrevivió fue de 13.7°C. (4)
Figura 2. Características fisiológicas de la hipotermia. Tomado de PHTLS 9na edicion (4)
El calor y su regulación
Antes de avanzar más debemos entender que en el organismo existe un equilibrio entre la producción y la pérdida de calor. Si este equilibrio se rompe este balance puede irse hacia la disminución de la temperatura (pérdida mayor que producción) o al aumento de temperatura (producción mayor que la pérdida).
El organismo humano produce calor a partir de una serie de complejos procesos metabólicos. Si bien no queremos profundizar en esto, si es necesario recordar que la mayor parte del calor es producida por los órganos profundos como el hígado y el corazón además de los músculos esqueléticos durante el ejercicio. (3) Un individuo en reposo produce unas 40-60 kilocalorías (kcal) por metro cuadrado de superficie corporal. Esta cantidad de calor aumenta entre 2 a 5 veces por la contracción muscular durante los temblores. Una vez producido este calor, se transmite hacia la piel y esta lo transmite al entorno. Si bien esta ruta puede parecer obvia, nos resalta dos aspectos importantes. El primero es referente a cómo se transmite el calor de los órganos profundos hacia la piel y el segundo es cuan eficientemente la piel intercambia calor con el medio que la rodea.
Seguramente recordamos de la física que el calor no se transmite a la misma velocidad en todos los medios. La transmisión de calor por unidad de tiempo depende básicamente de la conductividad térmica del material, el área en contacto, el espesor del material y la diferencia de temperatura entre ambas superficies. De esta manera, por ejemplo, los metales conducen muy bien mientras el aire lo hace en menor medida. Teóricamente en el vacío la transmisión sería nula y es usado por ejemplo para la producción de termos y otros aislantes en el medio industrial.
Pero en el organismo esto también es importante pues presenta tejidos de diferente conductividad térmica. Por ejemplo, la grasa conduce el calor a 1/3 de la velocidad que lo hacen los demás tejidos lo que la hace un excelente aislante.
El mecanismo más eficiente en el que el organismo transmite este calor desde los órganos profundos hacia la piel es a través de la circulación. La Figura 3 nos muestra la alta vascularización de la dermis y el tejido subcutáneo
Figura 3. Circulación sanguínea por la piel. Tomado de Guyton y Hall (3)
Aquí interviene entonces un mecanismo muy eficiente en el intercambio térmico y es la vasodilatación o la vasoconstricción. Mediante este mecanismo los vasos aumentan o disminuyen su luz (diámetro) y pueden por tanto transportar mayor o menor volumen de sangre. La diferencia total puede llegar hasta 8 veces en dependencia del estado de vasodilatación o vasoconstricción como se ve en la Figura 4.
Figura 4. La figura nos muestra cómo varia la conducción del calor a través de la piel en dependencia del estado de vasodilatación o vasoconstricción que presenta esta. Nótese que los estados finales de máxima vasodilatación y vasoconstricción varían en hasta 8 veces el valor de la conductancia
Sin embargo, este mecanismo, como veremos mas adelante, retiene calor a expensas de dejar de irrigar, y por tanto calentar, algunos sectores del cuerpo. Esto acentúa por ejemplo el congelamiento de la punta de los dedos de manos y pies que vemos en películas y documentales frecuentemente.
¿Cómo perdemos calor?
El calor se transfiere de un cuerpo de mayor temperatura a uno de menor, siguiendo la Segunda Ley de la Termodinámica. Por tanto, si estamos en un medio más frio que nuestro cuerpo cederemos calor y viceversa.
Una vez que los mecanismos que ya explicamos transmiten el calor de los órganos profundos a la piel este se transfiere a través de la radiación, conducción y convección.
Radiación: Los cuerpos transmiten radiación infrarroja. Esta radiación es un tipo de onda electromagnética y es inherente a todos los cuerpos que no tienen temperatura absoluta de cero, o sea todos los que conocemos. El cuerpo humano irradia y es irradiado por otros objetos. Por ejemplo, si estamos cerca de una chimenea esta tiene una mayor temperatura que nuestro cuerpo y somos calentados por ella. En el caso opuesto si entramos a una habitación fría nuestro cuerpo irradiará hacia ella.
Conducción: Esta forma ocurre cuando hay contacto directo del cuerpo con otro objeto. Por ejemplo, si estamos acostados con la piel directa sobre una superficie metálica. Esta conducción será mayor o menor en dependencia de las propiedades térmicas del objeto. Así por ejemplo imaginemos una misma habitación y un piso dividido en una parte metálica y una parte de madera. Si nos acostamos sobre el metal la transferencia de calor será mucho más rápida que si lo hacemos sobre la madera.
Convección: Esta forma se refiere al movimiento del aire. El cuerpo conduce calor al aire que lo rodea y una vez caliente se produce una corriente de aire que eleva el aire caliente y este espacio es ocupado por aire frio. Este fenómeno se puede observar en otra escala y fluido cuando calentamos agua en un recipiente y vemos que se forman corrientes de agua caliente y fría. Figura 5.
Figura 5. Ejemplo de convección de un líquido que es calentado. Tomado de (5)
¿Y en la práctica cómo vemos todo esto?
Evidentemente estos mecanismos que pueden parecer un poco abstractos se traducen a la práctica de manera inmediata.
El primer caso que quisiéramos analizar es la temperatura y la velocidad del viento. El “frío” no se siente igual estando en calma que con viento. Esta sensación diferente se ha nombrado “sensación térmica” por efecto de enfriamiento del viento. Por ejemplo, una temperatura de 10°C puede sentirse como de -2.5°C con vientos de 45 Km/h como vemos en la Figura 6. Esto es muy importante temperaturas que en el termómetro pueden no preocuparnos mucho se pueden volver muy peligrosas en dependencia del viento y la exposición a este. Además esto nos puede ayudar a planificar nuestra vestimenta o "estrategia térmica" si vamos a realizar alguna actividad al aire libre. A veces un simple rompevientos hace la diferencia entre estar cómodo o pasar frio en la montaña.
Figura 6. Gráfica que muestra la sensación térmica en dependencia de la velocidad del viento. Tabla tomada de (6)
Otro aspecto a tener en cuenta son las propiedades térmicas de los diferentes medios. Por ejemplo, el agua conduce aproximadamente 25 veces más rápido el calor que el aire por lo que sumergidos perderemos calor rápidamente. Pero no solo afecta esto, sino que una prenda mojada puede perder por completo sus propiedades aislantes. Una prenda de pluma por ejemplo es un excelente aislante térmico sin embargo si se moja automáticamente aumenta su conductividad en unas 25 veces por lo que pasaremos frio. Esto nos lleva a evitar mojarnos, ya sea por factores externos o por sudor. Podemos comenzar una caminata con un nivel de confort térmico muy bueno, pero a medida que hacemos ejercicio, aumentamos la producción de calor como vimos anteriormente, y con ello podemos empezar a sudar. Si este sudor no se evacúa de manera correcta terminará mojando la ropa y con ello viene el frío.
Otra cuestión que muchas veces se nos olvida es la evaporación. La evaporación produce la pérdida de 0.58 calorías por cada gramo de agua evaporado. Esta evaporación a través de la piel y los pulmones llega a evaporar entre 600 y 700 ml por día. Sin embargo, este mecanismo es importante para personas que respiran aire seco y frío como los buzos y aún más importante si las mezclas respiradas contienen cantidades considerables de Helio.
Hasta aquí la primera parte de este tema dedicada a la hipotermia. Espero que les haya gustado y nos vemos en la segunda parte
Referencias
https://emedicine.medscape.com/article/770542-overview#a6
Bennett, B. L., Giesbrect, G., Zafren, K., Christensen, R., Littlejohn, L. F., Drew, B., ... & Shackelford, S. A. (2020). Management of Hypothermia in Tactical Combat Casualty Care: TCCC Guideline Proposed Change 20-01 (June 2020). Journal of Special Operations Medicine: a Peer Reviewed Journal for SOF Medical Professionals, 20(3), 21-35.
Hall, J. E. (2011). Guyton y Hall. Tratado de fisiología médica. Elsevier Health Sciences.
The National Association of Emergency Medical Technicians (NAEMT). PHTLS: Soporte Vital de Trauma Prehospitalario. Vol 1. 9ª ed. Burlington: Jones & Bartlett Learning;2020.
User:Oni Lukos, CC BY-SA 3.0 <http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/>, via Wikimedia Commons
https://www.tutiempo.net/meteorologia/sensacion-termica.html