Medioevo e medicina, pag. 45: Approfondimenti e curiosità: la temperatura

Intuitivamente la gente era al corrente della temperatura da molto tempo: il fuoco è caldo e la neve fredda. Una maggiore conoscenza venne raggiunta allorché l'uomo iniziò a lavorare con i metalli, nelle età del bronzo e del ferro. Alcuni processi tecnologici richiedevano un certo livello di controllo della temperatura, ma per controllarla adeguatamente bisognava essere capaci di misurarla.

La tecnologia nascente doveva fornire alla scienza ciò che avrebbe in seguito costituito uno dei suoi caratteri più salienti, la precisione. Lucien Febvre, grande storico francese (1878 - 1956) sosteneva che l'uomo medievale viveva in un mondo in cui vi erano pochi calcoli elementari (la protoscienza medievale si limitava ad applicare al più le proporzioni) e viveva in una società che solo nel Seicento avrebbe acquisito il rigore dei modi del ragionamento matematico, la precisione del calcolo, l'eleganza delle dimostrazioni matematiche.

Ad esempio: la quantificazione dei fenomeni termici. Gli studi medievali in questo ambito erano basati esclusivamente sulle percezioni sensorie dell'osservatore ed erano dominati dalla difficoltà concettuale fondamentale, astratta quanto illusoria, delle qualità opposte caldo e freddo teorizzata dalla filosofia aristotelico-scolastica.

Nell'alchimia araba si registrano dei tentativi di distinguere tra quantità di caldo o di freddo e intensità di caldo o di freddo, in termini di extensio e di intensio di queste qualità, cioè di quantificare le qualità. In questo contesto nasce il problema di stabilire, in termini di proporzioni, una relazione tra "l'intensità di caldo" o "l'intensità di freddo" (che sarebbe in qualche modo complementare alla prima) di una miscela e quelle dei suoi componenti, ma queste "intensità" o "gradi" sono valutate mediante le sensazioni di caldo e di freddo destate al tatto nell'osservatore e non viene raggiunta una teorizzazione soddisfacente.

Solo nei primi decenni del ‘700 verranno stabilite scale termometriche a due punti fissi e la temperatura sarà una grandezza definita in modo adeguato e corretto.

Dalle conclusioni dello studio statunitense del 1999 [6] (teorizzato da Hubert Lamb nel 1965) si evince che a un secolo di caldo record tra il 1100 e il 1200 d.C. seguì un periodo prolungato di raffreddamento.

Il Medioevo ha rappresentato dal punto di vista climatico il periodo più favorevole degli ultimi millenni per il clima mite che permise la coltivazione nell'Europa settentrionale di piante, tipo vite e grano, fino allora sconosciute e l'espansione verso nord di foreste là dove avevano dominato i ghiacciai.

Gli effetti del riscaldamento della temperatura nei primi secoli trovano la loro massima espressione nelle regioni settentrionali dell'Europa, in particolare nei Paesi Scandinavi, Irlanda, Inghilterra, Russia, etc., tanto da sciogliere i ghiacciai della Groenlandia e dell'Islanda e permettere così la colonizzazione da parte dei Vichinghi di quelle terre divenute fertili da consentire l'agricoltura e l'allevamento di bestiame.

Le navigazioni norvegesi e la colonizzazione nord-atlantica della fine del IX secolo sono una prova che il clima del pianeta era più mite di oggi.

Questo "Periodo Mite Medievale", detto" La Miglior condizione" si reputa fosse esteso dal IX al XIII secolo, prima del cosiddetto "Piccolo Periodo Glaciale" esteso dal XV al XIX secolo, per lo meno nell'emisfero settentrionale.

Le prime spedizioni iniziarono nell'anno 1000 e si protrassero fino all'inizio del 1100, ma non poterono probabilmente per l'ostilità delle popolazioni locali (Indiani od Eschimesi ?) stabilire delle colonie permanenti.

Il riscaldamento globale, c'era già nel Medioevo, fra il IX e il XIV secolo dopo Cristo, prima ancora che le ciminiere delle centrali e gli scarichi delle automobili inondassero l'atmosfera di gas serra. Gli scienziati sono convinti che si tratta quindi di un "fenomeno ciclico". Allora l'aumento della temperatura fu di almeno un grado, più di oggi.

Il record degli anni più caldi spetterebbe ai cinque secoli medievali compresi tra l'800 ed il 1300 ed in quel periodo la civiltà umana si sviluppò enormemente.

Tale fu un "optimum climatico": la novità starebbe nel fatto che i rialzi medi di temperatura, durante quel periodo furono di circa un grado e forse di più. Quale fenomeno li scatenò? Sulle cause i ricercatori lasciano intendere che nei cambiamenti climatici c'è una preponderanza di cause naturali non ancora ben comprese.

La temperatura corporea è di gran lunga il parametro medico più utilizzato. Riguarda il fisico e l'anatomo-fisiologia, la biochimica e la natura biologica in varia maniera. Tuttavia la completa comprensione delle complessità della temperatura corporea e la sua misurazione hanno avuto uno sviluppo relativamente lento.

«Anche [7] molti secoli prima della scoperta del termometro, il medico poteva accertarsi dell'esistenza di uno stato febbrile (il "calor præter naturam" di Galeno) prendendo in considerazione non soltanto il vago senso di malessere avvertito dal paziente, ma soprattutto osservando la frequenza e gli altri caratteri del polso, il colore delle urine e la temperatura cutanea. Ciascuno di questi tre gruppi di sintomi costituiva la base di altrettanti complessi edifici dottrinali: le teorie del polso, dell'esame delle urine e dell'abnorme temperatura corporea.

Ippocrate valutava con la mano la temperatura cutanea del malato e riusciva a distinguere la febbre lieve (calor dulcis) dalla febbre elevata (calor mordax).

è interessante notare come questo metodo per valutare la temperatura sia stato completamente abbandonato soltanto nell'Ottocento, molto tempo dopo la scoperta del termometro. Galeno sosteneva che le indicazioni fornite dal polso costituivano sintomi febbrili molto più attendibili della stessa ipertermia cutanea ("venis enim maxime credimus, altera res est, cui credimus, calor"). Erofilo (325 ca. - 270 a.C.) aveva ideato un tipo speciale di clessidra per riconoscere il polso febbrile.

Esperimento di Erone. L'aria nella sfera si dilata per il calore e attraverso il tubo entra nel recipiente d'acqua a sinistra. Oppenheim, 1617.

Dato che l'impressione approssimativa di calore riportata dal medico non poteva rappresentare una misura obiettiva della temperatura, l'antica dottrina della febbre degenerò ben presto in speculazioni qualitative che vennero superate soltanto dopo l'introduzione di precisi strumenti di misura.

Mentre le più recenti opere di consultazione attribuiscono giustamente a Galileo l'invenzione del termometro e la datano attorno al 1592-93 o al 1611-12, quelle più antiche indicano volta a volta come inventore Drebbel, Santorio, Galileo, van Helmont, Fludd, Guericke. Fino alla metà dell'800 regnava una grandissima confusione sia riguardo al nome dell'inventore sia alla data della scoperta».

Fino a circa tre secoli fa la misurazione della temperatura era abbastanza approssimativa.

Per quanto riguardava i metalli incandescenti, il colore della luminescenza era un buon segnale: per le temperature intermedie il contatto con vari materiali poteva essere determinato. Ad esempio a che temperatura fondeva lo zolfo, il piombo o la cera o bolliva l'acqua?

In altre parole potevano essere definiti alcuni punti fissi, ma non c'era una scala o nessun modo per misurare la temperatura a quei punti. è anche possibile che ci sia una lacuna nella storia della tecnologia in quanto risulta difficile credere che Egizi, Assiri, Greci, Romani o Cinesi non misurassero la temperatura in nessun modo.

Uno dei primi tentativi di stabilire una scala standard della temperatura fu circa nel 170 d.C., quando Galeno propose una temperatura "neutra" fatta con eguali quantità di acqua bollente e ghiaccio. Tale temperatura poteva avere un errore di circa + 4 gradi.

Galileo Galilei (1564-1642) inventò il primo documentato termometro (il termoscopio ) circa nel 1592. Era un termometro ad aria che consisteva in un bulbo di vetro con attaccato un lungo tubo. Il tubo era immerso in un liquido raffreddato ed il bulbo veniva scaldato, espandendo così l'aria in esso contenuta. Mentre questo processo aveva luogo, parte dell'aria usciva. Eliminando il riscaldamento, l'aria restante si contraeva facendo crescere il liquido nel tubo e indicando così un cambiamento di temperatura. Il livello che l'acqua raggiungeva dipendeva dal calore del bulbo ma la sensitività di tale termometro era influenzata da cambiamenti nella pressione atmosferica.

A sinistra il thermoscopium vulgare (nella prima immagine il termoscopio di Galileo; nella seconda l'esperimento di Marin Mersenne, Parigi, 1644). A destra l'apparecchio di Galileo.

La pratica clinica di utilizzare il termometro per misurare la temperatura corporea incontrò all'inizio modesti successi, essendo necessarie moltissime esperienze per dare un significato clinico al dato che esso indicava.

Sarà Santorio Santorre (1561-1636), un medico italiano, a usarlo per la prima volta nel 1612 per scopi medici, misurando la temperatura della cavità anale e delle mani. Egli non usava il termometro per misurare l'esatta temperatura del corpo, ma piuttosto per prender nota delle variazioni che intervenivano da un giorno all'altro. In questo senso Santorre adoperava lo strumento più come sussidio all'antica arte della prognosi, iniziata dai medici greci, che per abbozzare una teoria moderna del funzionamento del corpo.

Nel 1666, i soffiatori del vetro costruivano regolarmente tali strumenti, ma a meno che due fossero esattamente identici potevano indicare valori differenti. Una ulteriore confusione era data dalla molteplicità delle scale utilizzate, alcune calibrate a 50 o a 100 livelli o altro ancora.

Robert Hooke (1635-1703), il cui lavoro è ricordato anche in relazione al microscopio, propose di utilizzare un singolo punto fisso (l'inizio del congelamento dell'acqua = 32 gradi) per calibrare tutti i termometri.

In seguito sarà Gabriel Fahrenheit (1686-1736), un costruttore di termometri di Amsterdam e che introdusse i termometri a mercurio dal 1717, a suggerire che l'altro punto assoluto di calibrazione fosse l'ebollizione dell'acqua (212 gradi).

Anders Celsius (1701-1744) definì i parametri tra "0" per l'ebollizione e "100" per il congelamento dell'acqua. Dopo la sua morte, nel 1744, la scala fu rovesciata nella forma attuale.

Nel 1778 uno studio comparativo sui termometri indicò che esistevano ben 27 differenti scale di temperatura.

La temperatura corporea diventerà un problema fisiologico di primo piano, specialmente nell'ambito della nuova chimica dei gas e del metabolismo degli zuccheri e dei grassi. Al capezzale degli ammalati comunque, nel Medioevo, si continuava a ignorare il termometro: per quanto un eccesso di calore fosse considerato dalla maggior parte dei medici l'indice fisiopatologico della febbre, la presenza clinica di questa era stabilita in base a ciò che il paziente provava e a quanto il dorso della mano appoggiata sulla fronte poteva rilevare.

Le letture del termometro potevano anche non concordare affatto con le lamentazioni di calore eccessivo o con manifestazioni febbrili, come i brividi.

A sinistra "La temperatura corporea", Bologna 1300. A destra, apparecchio per tarare i termometri

Sembra che i più importanti studiosi del calore (come George Martine, 1702-1741, che scrisse Essays on the construction and graduation of thermometers e studiò il riscaldamento ed il raffreddamento dei corpi) usassero il termometro per tutto, eccetto che per misurare la temperatura corporea.

Il concetto medico della febbre ha subito profondi cambiamenti nei secoli. Galeno di Pergamo la considerava una malattia sistemica in se stessa e nel Medioevo la gente era convinta che i pidocchi fossero il parametro da osservare. Infatti essi sono molto sensibili alla temperatura corporea e un minimo aumento di essa, quale la febbre, li faceva andare alla ricerca di un altro ospite.

Il ragionamento esistente era che la gente si ammalava, perché i pidocchi fuggivano.

Fu solo nel XVII secolo che Hermann Boerhaave (1668-1738) diede una migliore valutazione dei fenomeni clinici relativi alla febbre.

A parte teorie non corrette, l'ostacolo maggiore allo sviluppo di uno studio razionale della febbre, era che mancavano strumenti adeguati per misurarla. In effetti i termometri non erano utilizzati diffusamente e non lo saranno fino alla metà del XIX secolo. Nello stesso periodo Ignaz Semmelweiss (1818-1865), in seguito all'osservazione di donne morte per febbre puerperale, suggerì la realtà patologica della febbre, composta da segni e sintomi specifici.

Nonostante gli enormi progressi della scienza nei tempi recenti, nel 1961 venne definito il quadro di "febbre di origine sconosciuta".

Forse, in modo paradossale, si dovrà rivedere la complessa patologia, tornando indietro di molti secoli?

La febbre nel Medioevo [8]

Tutti gli autori medievali considerano la febbre un calor praeternaturalis, un calore innaturale, contro natura, del cuore e delle arterie; calore che lede principalmente il funzionamento degli organi.

Avicenna (980 - 1037) considerava la febbre un calore estraneo accesosi nel cuore e che, da esso, mediante lo spiritus e il sangue si diffonde nelle arterie e nelle vene di tutto il corpo.

Guglielmo da Saliceto (1210 - 1276) diceva che la febbre è una alterazione del calore naturale nel cuore e da esso si diffonde nelle vene e nelle arterie.

Per Alberto Magno (ca 1193 - 1280) la febbre è generata dal sangue ed è dyscrasia febrilis.

Vari tipi

Differenti autori indicarono le seguenti modalità febbrili e con i sottotipi:

Garioponto (ca. 970 - 1048): alterazione degli spiriti; alterazione degli umori; alterazione dei solidi.

Costantino Africano (ca. 1010- 1087): febbri effimere; causon; terzana; sinoco; quartana; quotidiana; sinochia; emitritica; etica.

Afflacio ( XII - XIII sec.): sinochia febre; sinochio; causonide; terciana; continua; terciana duplex; cotidiana; effimera; duplici cotidiana; quartana; duplici quartana; emitreo; etica.

Mauro Salernitano (XIV-XVI sec.): continua (simplex, composita e altre varietà); sinoca inflativa e molte altre varietà.

Ildegarda di Bingen (1098-1179): molte varietà, per diverse qualità dell'aria e degli elementi.

Scuola araba: febbre infettiva; febbri effimere, acute, sanguinee, da flegma vitreo, diurne, notturne, periodiche, etiche, pestilenziali.

In varie situazioni la temperatura ebbe grande importanza nella vita quotidiana medievale, ben prima che potesse essere misurata. Ad esempio si possono ricordare i seguenti casi:

- Mangiare crudo, freddo, significava diminuire la temperatura corporea e calarsi nella dimensione della malinconia. Già Aristotele aveva descritto il melanconico come di persona dal corpo peloso, facilmente riconoscibile per il colorito terreo del volto e del corpo, per l'intemperanza sessuale e per una maggiore ricezione a Dio.

- Il nuovo vino era affinato in botti poste in ambienti sotterranei, con temperatura costante (circa 15-17°C) e per circa otto mesi.

- Le Terme erano molto considerate, specie per il vapore naturale con una temperatura che oscillava tra i 40° C e 47° C.

- La birra fu bevanda privilegiata, soprattutto per merito dei monasteri. La fase di fermentazione doveva essere attentamente monitorata, dai 15° ai 25° C.

⁶ NOAA - National Oceanic & Athmospheric Administration - U.S. Department of Commerce Northern Hemisphere Temperatures During the Past Millennium: Inferences, Uncertainties, and Limitations, Michael E. Mann and Raymond S. Bradley Malcom K. Hughes Published - Geophysical Research Letters, vol. 26, n. 6, p. 759.

⁷ Vengono di seguito riportate alcune parti degli scritti di R. Vollmann (assieme a varie figure in esse presenti), in «Rivista CIBA. Il termometro», anno III, n. 20, ottobre 1949, pp. 642-672.