Variazioni nella termografia IR periferica e nel dispendio energetico durante il raffreddamento in uomini e donne dopo attività faticosa prolungata in Antartide

Perché la vita nel freddo estremo riguarda tutti noi

Immaginate di sciare quasi 1.000 chilometri attraverso l’Antartide per più di sei settimane, a temperature che possono scendere molto sotto lo zero—e poi tornare a casa affinché gli scienziati possano vedere come il vostro corpo affronta il freddo. Questo studio ha seguito nove uomini e donne della spedizione INSPIRE-22 al Polo Sud per porre una domanda apparentemente semplice ma di ampia rilevanza: quando ci raffreddiamo, il nostro corpo consuma sempre più energia per mantenerci caldi, o alcune persone sono invece predisposte a risparmiare energia?

Come il nostro corpo di norma combatte il freddo

Gli esseri umani mantengono una temperatura interna quasi costante grazie a una combinazione di comportamento (mettersi una giacca) e risposte automatiche (variazioni del flusso sanguigno e produzione di calore). A livelli moderati di freddo possiamo aumentare la produzione di calore senza tremare, in parte attivando il tessuto adiposo bruno—una struttura specializzata che brucia calorie per produrre calore. In condizioni di freddo più intenso o prolungato, iniziamo a tremare, usando l’attività muscolare come una caldaia d’emergenza. Il pensiero classico è che il freddo spinga il consumo energetico verso l’alto. Tuttavia esperimenti precedenti con brevi esposizioni quotidiane al freddo hanno mostrato qualcosa di curioso: in alcune persone il consumo energetico complessivo diminuiva.

Un viaggio polare messo alla prova al ritorno

La spedizione INSPIRE-22 ha offerto una rara opportunità per studiare cosa accade dopo un’esposizione al freddo veramente prolungata nel mondo reale. Nove adulti sani (sei uomini e tre donne), che avevano sciato per 47 giorni trainando pesanti slitte in Antartide, sono stati esaminati in un calorimetro corporeo totale—una stanza ermetica che può misurare con precisione quante calorie una persona consuma. Ogni volontario è stato studiato sia prima della partenza per l’Antartide sia di nuovo entro circa due settimane dal ritorno. La seconda mattina nella camera, la temperatura dell’aria è stata progressivamente ridotta da circa 22 °C a 16 °C in due ore mentre i partecipanti sedevano tranquillamente, senza tremare, con abbigliamento leggero. Alla fine di questo periodo di raffreddamento, e di nuovo dopo un’ora di riscaldamento, i ricercatori hanno scattato immagini termiche a infrarossi del davanti e del retro di ciascuna mano per vedere quanto la pelle rimanesse calda.

Osservare dita, mani e consumo energetico

Dai dati della camera, il team ha usato rette di regressione per stimare come il dispendio energetico di ciascuna persona cambiasse durante 100 minuti di raffreddamento. Prima della spedizione, cinque persone mostravano un aumento del consumo energetico con il raffreddamento, due non mostravano un cambiamento chiaro e due consumavano effettivamente meno energia. Dopo il viaggio antartico, lo schema era sorprendentemente simile: cinque aumentavano, uno non mostrava cambiamento e tre diminuivano. I test statistici non hanno rilevato uno spostamento complessivo verso una maggiore o minore produzione di calore dopo settimane nell’ambiente polare. Allo stesso tempo, le immagini all’infrarosso sono state analizzate con attenzione per separare le regioni delle dita dal resto della mano. Come previsto, le dita si raffreddavano in genere più delle aree più vaste della mano, e le mani dominanti (destra) mostravano risposte termiche leggermente diverse rispetto alle mani sinistre. Ma queste differenze non dipendevano dal fatto che le misure fossero state prese prima o dopo la spedizione, né differivano in modo affidabile tra uomini e donne, sebbene il numero di donne fosse ridotto.

Mettere alla prova l’idea di «spegnere gli arti per risparmiare energia»

I ricercatori avevano ipotizzato che le persone il cui consumo energetico cala col freddo potrebbero risparmiare «carburante» riducendo il flusso sanguigno verso braccia e mani, abbassando il metabolismo in quei tessuti periferici. Se fosse stato vero, i partecipanti che mostravano un calo del dispendio energetico avrebbero dovuto avere anche dita e mani particolarmente fredde rispetto all’aria circostante. Per verificarlo, il team ha confrontato, partecipante per partecipante, la differenza tra la temperatura della pelle della mano e la temperatura ambiente in condizioni fredde e calde, colorando ciascuna persona in base al fatto che il loro consumo energetico fosse aumentato, diminuito o rimasto invariato. Non è emerso alcuno schema coerente. Chi risparmiava energia non aveva mani più fredde degli altri, e chi aumentava il consumo non aveva mani significativamente più calde. In breve, non c’erano indicazioni che una riduzione del flusso sanguigno agli arti spiegasse perché alcune persone bruciano meno calorie quando si raffreddano.

Cosa significa per la vita nel freddo

Per il team INSPIRE-22, settimane di lavoro intenso in Antartide non hanno cambiato in modo fondamentale il modo in cui i loro corpi rispondevano a una sfida fredda controllata una volta rientrati a casa e vestiti comodamente. Alcuni individui hanno mostrato una diminuzione del consumo energetico durante un raffreddamento lieve, ma questa caratteristica sembrava personale piuttosto che il risultato di un’adattamento polare, e non era collegata a mani visibilmente più fredde. Per chi non è uno scienziato, la lezione è che le risposte umane al freddo sono più varie e sottili dell’idea semplice che “il freddo ti fa sempre bruciare più calorie”. Capire queste differenze potrebbe un giorno aiutare a personalizzare l’abbigliamento, i ritmi di lavoro e riposo o l’assistenza medica per chi deve operare in ambienti ostili—dai soldati e dagli esploratori alle persone che lavorano in celle frigorifere.

Citazione: Hattersley, J., Imray, C. & Wilson, A.J. Changes in peripheral IR thermography and energy expenditure on cooling in men and women following sustained strenuous activity in Antarctica. Sci Rep 16, 4931 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-35294-y

Parole chiave: esposizione al freddo, dispendio energetico, termografia a infrarossi, spedizione antartica, termoregolazione umana