Il Centro Iperbarico Ravenna (tel. 0544500152, email: scrivici@iperbaricoravenna.it) utilizza, dal 1990, miscele respiratorie elio-ossigeno per la cura degli incidenti da decompressione neurologici e per i danni neurologici da embolia gassosa arteriosa iatrogena (cioè da incidente durante procedura chirurgica).
Personalmente, nelle immersioni tecniche, preferisco miscele con quanto più elio possibile (purtroppo, visti i costi attuali, devo aggiungere l'aggettivo ragionevolmente possibile).
Questo articolo vuole spiegare perché l'elio è amico dell'uomo.
L’elio previene infarto e ictus. In modello animale, facendo respirare miscele gassose contenenti l'elio per un po’, prima di bloccare l’afflusso del sangue al cuore o al cervello, si riduce significativamente le dimensioni del danno (infarto e ictus). Per essere efficace la miscela deve contenere almeno il 30% di elio (meno del 10% è inefficace). Il beneficio si ottiene sia respirando elio 24 ore (pre-condizionamento a distanza) che immediatamente prima (pre-condizionamento immediato) del blocco del sangue.
Lo hanno segnalato, in giugno 2010, i ricercatori olandesi Gezina T.M.L. Oei, Nina C. Weber, Markus W. Hollmann e Benedikt Preckel del Laboratory of Experimental Intensive Care and Anestesiology della Università di Amsterdam, che hanno pubblicato una recensione su tutti gli effetti benefici dell'elio (qui). Provo a riassumere, semplificando dal medichese, perché funziona.
L'elio è un gas nobile: la molecola dell'elio ha nell'orbita esterna tutti gli elettroni che gli servono per essere stabile e quindi vive in armonia senza necessità di interagire con altre molecole. L'elio è stato finora, erroneamente, considerato un gas inerte che non reagisce con l'organismo umano. Invece è vero il contrario: l'elio ha proprietà farmacologiche, interagisce con le cellule e - se appropriatamente utilizzato - ha enormi effetti benefici per il nostro corpo.
Elio come farmaco. L'elio fa bene sia perché agisce come un farmaco (proprietà farmacologiche) sia perché si sostituisce all'azoto. Infatti, blocca la proteina p53 che l'organismo invia, alle cellule gravemente danneggiate, come ordine di suicidarsi (apoptosi).
I benefici dell’elio sono potenziati dal fatto che questo gas protegge i generatori di corrente (mitocondri), contenuti nelle cellule, dalla distruzione riducendo la temperatura (il freddo che si prova respirando l'elio, così fastidioso per il subacqueo) e aumentando il pH (alcalosi)
Per i lettori del blog più esperti in biologia: l'elio disaccoppia parzialmente il passaggio degli elettroni nei mitocondri dalla produzione di energia (fosforilazione ossidativa) e questo, quando il sangue torna a bagnare i tessuti (cioè in fase di riperfusione dopo ischemia) è utile per evitare che i tessuti stessi si “brucino” (danno da eccesso di radicali liberi).
La teoria del lavaggio (washout) dell'azoto è affascinante. Normalmente l'energia essenziale per la vita è correlata strettamente al flusso di elettroni nei mitocondri (i generatori di corrente delle cellule). Più elettroni passano, maggiore è l’energia prodotta. L'ossigeno ha un ruolo essenziale: riempie il mitocondrio che, essendo affamato di elettroni, li attira per raggiungere l'equilibrio. Accelerando il flusso degli elettroni, l’ossigeno accelera anche la produzione di energia.
Qualora ci sia un danno (per esempio un trauma) arriva meno ossigeno alle cellule e il mitocondrio si riempie del pesante azoto. Quando i soccorritori riescono a ripristinare l'arrivo del sangue (e dell'ossigeno), le cellule potrebbero non beneficiarne e morire qualora i mitocondri siano gonfi di azoto che impedisca l'entrata dell'ossigeno.
Respirare una miscela contenente elio è utile nel prevenire il danno ai tessuti (pre-condizionamento) perché riduce la pressione del velenoso azoto e facilita il ripristino della produzione di corrente nei mitocondri (generatori di corrente).
Aspetti controversi (per i lettori più esperti in biologia). Sono ancora da chiarire alcuni meccanismi di come realmente agisca l'elio.
Gli Autori che ho citato, nel 2010, avevano ipotizzato che l’elio abbia effetti benefici facilitando l’attività dei canali del potassio sensibili alla concentrazione del calcio (Mitochondrial Calcium-sensitive Potassium Channel) e modulando la sintesi del Monossido di Azoto (Nitric Oxide, NO) e dei Radicali Liberi dell'Ossigeno (RLO). Secondo i ricercatori, l'elio ridurrebbe l'infiammazione: avrebbe un effetto Swiffer sulle microparticelle che fanno arrabbiare i globuli bianchi, riducendo la loro adesione alla parete dei vasi sanguigni e il danno ai tessuti. Agevolerebbe la riparazione delle ferite: innescando la formazione di nuovi vasi sanguigni e la produzione della matrice che serve per riparare la pelle (collagene), proteggerebbe gli organi da trapiantare.
Successivamente, nel gennaio 2013, sempre il dottor Oei, insieme a colleghi Smit KF, Brevoord D, Stroes ES, Nieuwland R, Schlack WS, Hollmann MW, Weber NC, Preckel B. dello stesso Laboratorio della Università di Amsterdam (qui) hanno ribadito l'efficacia di una miscela ossigeno/elio (30% ossigeno/70% elio) nel prevenire (pre-condizionamento) il danno ai tessuti causato da ridotto apporto di sangue (ischemia). Questa volta pare che l'efficacia dell'elio non dipenda dall'azione del monossido di azoto (NO) e non riduca la quantità nel sangue di microparticelle infiammatorie (polvere cellulare), né l'adesione dei globuli bianchi arrabbiati alla parete dei vasi sanguigni e il danno infiammatorio ai tessuti.
Probabilmente (è il mio personale parere) le differenze potrebbero dipendere dalle diverse miscele utilizzate nei due esperimenti (trimix prima, eliox dopo).
Quando l'elio non funziona. È dimostrato che l'elio non ha un effetto protettivo nel prevenire i danni ischemici ai tessuti quando l'organismo stia invecchiando (età superiore ai 65 anni) o abbia qualche malanno (il diabete).
L'elio è efficace anche nell'uomo, in particolare nel subacqueo?
Sempre nel 2010, un gruppo di ricercatori polacchi (Olszanski R. e altri qui) del Military Institute of Health, Department of Maritime and Tropical Medicine di Gdynia (Polonia), hanno studiato trenta subacquei che si sono immersi a 60 metri respirando aria o trimix. I ricercatori hanno dimostrato che, a parità di bolle innescate in decompressione, la respirazione del trimix in immersione riduce la risposta infiammatoria. Rispetto alla respirazione in aria, nei subacquei tecnici era significativamente ridotta la quantità di microparticelle infiammatorie (polvere cellulare), l'innesco delle piastrine e la formazione di coaguli (fibrinogeno, fattore XII).
Viva le miscele respiratorie contenenti l'elio!
Un caro saluto, Pasquale Longobardi
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