2. - Clinica malattie apparato respiratorio

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IL VOLTO DELLA BPCO CHE CAMBIA ● QUADERNO 2 Figura 2.16 Tracciato di flusso (V'), pressione transdiaframmatica (Pdi), gastrica (Pga) ed esofagea (Pes) in un paziente rappresentativo con BPCO durante la respirazione corrente. Il volume corrente era 0,75 l. La linea verticale tratteggiata indica il tempo corrispondente all’inizio del flusso inspiratorio. Si noti come il flusso espiratorio termini improwisamente alla fine dell’espirazione, mentre la variazione della Pdi e della Pes (sforzo inspiratorio) è già iniziata, mentre la Pga rimane costante nell’intervallo. La differenza tra il punto corrispondente l’inizio della variazione della Pdi e della Pes e il punto zero del flusso rappresenta la PEEP intrinseca che deve essere controbilanciata dalla contrazione dei muscoli inspiratori per iniziare la fase di inspirazione (modificata da 6 ). V' (l.s –1 ) Pdi (cmH 2 O) 0,5 0 10 PEEPi 1s INSP 0 Pga (cmH 2 O) 10 Peso (cmH 2 O) –10 PEEPi 0 rente dipenderà anche dalla quantità di volume inspirato. Chiaramente, tanto maggiore sarà il volume inspirato, tanto più lungo sarà il tempo richiesto per espirarlo e tanto più probabile sarà l’interruzione dell’espirazione da parte del nuovo sforzo inspiratorio e quindi l’iperinflazione “dinamica”. Non sono disponibili dati di misura diretta del “volume intrappolato” per chiusura delle vie aeree o per eccessiva limitazione del flusso espiratorio nei pazienti con BPCO grave, ma stabile. Tuttavia, almeno la componente da causa dinamica del volume è calcolabile dal valore della PEEP intrinseca (vedi oltre) per la quale esistono molti dati in letteratura. È verosimile che 200-400 ml di CFR siano determinati da questo meccanismo dinamico. Allungamento della costante di tempo La costante di tempo (τ) risulta dal prodotto della resistenza delle vie aeree (R) e della compliance respiratoria (C) secondo la semplice formula: τ = C × R. A causa della distruzione di fibre elastiche, C è più alta del normale nella BPCO. Nello stesso tempo, a causa dell’infiammazione della parete bronchiale, la 30
2. ALTERAZIONI DELLA MECCANICA VENTILATORIA resistenza al flusso è fortemente aumentata. Ne consegue che la costante di tempo è molto più lunga nei pazienti BPCO rispetto ai soggetti normali, nei quali un valore di circa 0,2 sec risulta da una compliance respiratoria di 0,1 l cmH 2 O-1 per una resistenza al flusso di 2 cmH 2 O.L-1.s. Un tempo espiratorio >4τ è necessario per completare un’espirazione corrente e raggiungere il volume di equilibrio elastico dell’apparato respiratorio prima dell’inspirazione successiva. Se la costante di tempo è allungata per l’aumentato valore di C e/o di R, come accade nella BPCO, il tempo espiratorio non è sufficiente e l’espirazione viene interrotta dall’inspirazione successiva prima che sia raggiunto il punto di equilibrio elastico. La discrepanza quindi tra una τ allungata e un tempo espiratorio relativamente breve è una causa ulteriore di iperinflazione dinamica. Questo meccanismo è sostanziale nell’iperinflazione dinamica in corso di riacutizzazione.Tuttavia,nella BPCO, l’esistenza costante dell’eccessiva limitazione del flusso espiratorio rende meno significativa la variazione di valore della costante di tempo in senso stretto. Conseguenze Le conseguenze dell’iperinflazione polmonare sono devastanti per la pompa ventilatoria e costituiscono il meccanismo principale dell’insufficienza respiratoria cronica e cronica riacutizzata. Sinteticamente, l’iperinflazione polmonare causa un significativo aumento dello sforzo inspiratorio, mentre è ridotta la capacità dei muscoli inspiratori di generare forza, a parità di stimolo centrale. Lavoro respiratorio In primo luogo, vi può essere un aumento del lavoro respiratorio elastico. Infatti, i muscoli inspiratori devono espandere non solo il polmone, ma anche la parete toracica che a elevati volumi polmonari ha una retrazione verso l’interno. Inoltre, se la compliance statica totale dell’apparato respiratorio (polmone e parete toracica) può essere nei limiti di norma o di poco aumentata, la compliance polmonare dinamica (Cdyn,l) è diminuita e il lavoro elastico è di conseguenza maggiore. Chiaramente l’aumento della resistenza delle vie aeree per l’infiammazione della parete bronchiale accresce la componente resistiva del lavoro respiratorio totale, che ne risulta quindi ulteriormente appesantito.La condizione può essere ben rappresentata utilizzando la classica equazione di moto dell’apparato respiratorio: Pmus = V T /Cdyn + RxV' (1) dove Pmus è la pressione sviluppata dalla contrazione dei muscoli inspiratori del paziente, V T è il volume corrente, Cdyn è la compliance dynamica,R è la resistenza al flusso aereo inspiratorio,V' è il flusso stesso, talvolta espresso dal flusso inspiratorio medio V T /T I in cui T I è il tempo inspiratorio. Chiaramente ogni riduzione di compliance e/o aumento di resistenza richiederà una maggiore pressione da parte dei muscoli, cioè uno sforzo più consistente, a parità di flusso e di volume e quindi un aumento del lavoro respiratorio (work of breathing,WOB) che è dato dalla forza (Pmus) per lo spostamento (V T ): WOB = Pmus × V T (2) PEEP intrinseca In secondo luogo, forse ancora più importante per la fisiopatologia della fase di riacutizzazione, l’incompleta espirazione lascia una pressione alveolare positiva alla fine dell’espirazione, conseguente alla presenza di forza di retrazione elastica che stava guidando il flusso espiratorio nel momento in cui questo è bruscamente invertito dalla contrazione dei muscoli inspiratori. Chiaramente, la pressione alveolare positiva alla fine dell’espirazione deve essere controbilanciata dai muscoli ispiratori per creare una pressione negativa nelle vie aeree centrali e dare quindi inizio all’inspirazione vera e propria. Questa pressione alveolare positiva di fine espirazione è stata denominata PEEP intrinseca (PEEPi), per analogia con la PEEP (positive end-expiratory pressure) fissata durante la ventilazione meccanica. In presenza di PEEPi l’equazione 1 diviene: Pmus = PEEPi + V T /Cdyn + RxV' (3) Nei pazienti con BPCO avanzata, in condizioni di stabilità, senza insufficienza respiratoria cronica, la PEEP intrinseca ammonta a 2-3 cm H 2 O, di media, aumentando a >10 cm H 2 O nelle fasi di riacutizzazione, nei pazienti con insufficienza respiratoria cronica grave 7 ,e nell’esercizio fisico. È importante ricordare che la PEEPi, misurata nei pazienti in ventilazione spontanea, rappresenta la pressione positiva minima da controbilanciare perché l’inspirazione abbia inizio, cioè la PEEPi nelle unità 31
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