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INTRODUZIONE
L’insufficienza respiratoria (IR) è definita come incapacità del sistema respiratorio di ossigenare il sangue ad un livello normale. La sua presenza è definita da una pressione parziale di ossigeno (PaO2) inferiore ai 60 mmHg, durante l’inspirazione (1). L’ipossemia clinicamente, si manifesta con cianosi centrale, ma questa può non essere rilevato fino a quando la saturazione dell’ossigeno scende al di sotto del 90% (Fig.1). La ritenzione di anidride carbonica può essere presente o assente nell’insufficienza respiratoria, e l’unico metodo affidabile di individuazione è l’emogasanalisi arteriosa. Possono essere presenti manifestazioni fisiche quali confusione, aggressività o cambiamenti di umore.(2) L’IR è classificata nel tipo I o tipo II dall’assenza o dalla presenza di ipercapnia relativa. L’IR di tipo I è la forma più comune, e viene trattata mediante ossigenoterapia, senza rischi di ritenzione di anidride carbonica. L’IR di tipo II è caratterizzata da insufficienza di ventilazione come nel caso di iperdosaggio di farmaci con azione depressoria respiratoria, disordini dei muscoli respiratori, anomalie della parete toracica e disturbi della pervietà delle vie aeree (asma, broncopneumopatia cronica ostruttiva) (3). Scopo di questa review sarà la trattazione della IR acuta in pazienti affetti da broncopneumopatia cronica ostruttiva (BPCO).

DEFINIZIONI ED EZIOLOGIA
La BPCO è caratterizzata da tosse e produzione di espettorati per un lungo periodo. La definizione standard è una tosse e produzione di espettorati per 3 mesi per almeno 2 anni, non provocate da altre condizioni, quali tubercolosi e bronchiectasie (4). Più di recente, è stato proposto il termine “chronic airflow limitation” ritenendo che, la limitazione che descrivesse con maggiore precisione il deterioramento fisiologico, sia l’ostruzione. (5) I criteri per la diagnosi di insufficienza respiratoria in pazienti BPCO includono : l’ipossemia (PaO2 < 60 mmHg), l’ipercapnia (PaCO2 > 50 – 70 mmHg), e acidosi respiratoria (pH < 7.35) associati al peggioramento dei sintomi respiratori del paziente (6). Infezione bronchiale, embolia polmonare, insufficienza cardiaca, polmonite, pneumotorace, depressione respiratoria (uso di sedativi e/o narcotici analgesici), intervento chirurgico (torace e addome superiore) e sospensione dei medicamenti sono le cause di IR acuta in paziente affetto da BPCO. In particolare, l’infezione è considerata una causa importante di IR acuta in paziente affetto da BPCO, ma è stato difficile dimostrarlo in studi microbiologici o trials placebo-controllo di trattamento antibiotico. Gli organismi più comunemente coinvolti sono agenti virali e due specie maggiori di batteri, S. pneumoniae ed H. influenzae. Si ritiene che la maggior parte degli aggravamenti riferibili all’infezione siano rappresentati dall’infezione virale delle vie respiratorie superiori (7). Tuttavia, le conclusioni a proposito del ruolo dell’infezione come causa di riacutizzazioni sono inconclusivi. Infatti, le infezioni non sembrano provocare la malattia di base e il progressivo deterioramento della funzione polmonare (8).

FISIOLOGIA DEL COPD
I pazienti BPCO presentano un aumento nella resistenza delle vie respiratorie da moderato a severo con lieve aumento nel volume polmonare o diminuzione degli scambi gassosi (9). In tutti i pazienti BPCO si osserva un’alterato rapporto ventilazione/perfusione con tendenza all’ipoventilazione. Le anomalie patologiche del BPCO portano ad un aumento fisiologico dello spazio morto, riduzione degli scambi gassosi ed una tendenza al collasso delle piccole vie respiratorie. La loro prematura chiusura durante l’espirazione fa sì che l’aria venga intrappolata in spazio distale, con iperinflazione. Di conseguenza, i pazienti respirano con grossi volumi provocando alterazioni della parete toracica e dei muscoli respiratori (Fig. 2)(10). L’emogasanalisi arteriosa dei pazienti che soffrono di BPCO, mostrano una moderata - severa ipossemia con moderata ipercapnia. Queste anomalie mettono il paziente a rischio di cor pulmonale ed altre complicazioni ipossiemiche (11). MANAGEMENT Il trattamento iniziale mira a: Ripristinare la funzione respiratoria ad un livello accettabile, mediante l’uso di metodi tradizionali, quando è possibile; applicare immediate misure salvavita (trattare l’ipossemia e airflow obstruction); correggere i fattori precipitanti; trattare la condizione di base. Tutto ciò cercando di evitare tecniche invasive o ventilazione meccanica per gli aggiuntivi rischi associati(12) (Fig. 3 pag. 11). Le terapie tradizionali sono riportate nella Tabella 1. Ossigenoterapia L’ossigenoterapia è la pietra miliare del trattamento. In presenza di ipossemia, la morte o danni irreversibili al cervello sopravvengono in pochi minuti, mentre l’ipercapnia può essere ben tollerata. La quantità appropriata di ossigeno è quella che soddisfa la necessità di ossigeno nei tessuti: generalmente una PaO2 > 60 mmHg, senza peggioramento dell’acidosi respiratoria e/o ulteriori alterazioni del sensorio(13). Quando si procede con l’ossigenoterapia sui pazienti con BPCO grave e insufficienza respiratoria, si teme sempre che provochi ritenzione di CO2. Tuttavia, la scomparsa della ipossia è di gran lunga l’obiettivo terapeutico da perseguire e, pertanto, l’ossigenoterapia non dovrebbe mai essere sospesa sulla base dell’ipercapnia. L’ossigenoterapia è controllata tramite la correzione del rilascio di ossigeno tale da garantire una saturazione arteriosa del 90 –92% alla pulsossimetria e tramite il prelievo di frequenti emogasanalisi, dal momento che lo scopo è aumentare PaO2 a 60 mmHg. I pazienti ipossici si trovano in una porzione estrema della curva di dissociazione di ossigeno e, pertanto, piccoli cambiamenti in PaO2 possono produrre un sgnificativo ed utile incremento del contenuto arterioso di ossigeno. È comune sempre un aumento del PaCO2. In assenza di un aumento significativo della PaCO2, il rilascio di ossigeno può essere aumentato tale da garantire un’alta saturazione di ossigeno. Bisogna evitare che i pH crollino al di sotto del 7.25. L’ossigeno può essere rilasciato attraverso una maschera di Venturi o di cannule nasali, che permettono al paziente di parlare e mangiare, e possono essere meglio tollerati (14) (Fig. 4). Farmacoterapia specifica La farmacoterapia include broncodilatatori, corticosteroidi e diuretici. Beta2 agonisti come il salbutamolo vengono somministrati di routine ed agiscono per dilatare le vie respiratorie e per migliorare clearance mucociliare. Gli steroidi possono essere utili per migliorare la airflow obstruction. Il loro utilizzo è controverso. Albert et al. hanno osservato solo modesti miglioramenti nei valori spirometrici dopo 72 ore di trattamento. Inoltre, Emerman et al. non hanno osservato notevoli miglioramenti nel FEV1 misurato dalla spirometria, inizialmente e dopo il terzo e quarto trattamento aerosol in pazienti BPCO e IR che ricevono steroidi via endovena (16,17). Tuttavia, che gli steroidi siano nocivi se somministrati solo per pochi (2-3-) giorni, è da discutere. Farmacoterapia di supporto L’insufficienza ventricolare sinistra può costituire un fattore nel deterioramento della funzione polmonare dovuta ad ipertensione polmonare con risultante edema polmonare. Un carico di diuretico come la furosemide può essere indicato per migliorare la funzione respiratoria (18). Questi pazienti saranno sensibili ai fluid challenge e quindi la fluidoterapia dovrebbe essere gestita con cautela. Di recente è stato riportato che digossina potrebbe migliorare la risposta transdiaframmatica alla stimolazione del phrenic nerve ed aumentare il flusso di sangue al diaframma nel paziente con BPCO (19). Pertanto, la digossina potrebbe essere somministrata nel trattamento di pazienti con BPCO ed IR. Tuttavia, studi clinici dovrebbero essere condotti per sostenere l’uso di digitale in questi pazienti. Lariacutizzazione dei pazienti con BPCO ono spesso sostenute da infezioni e pertanto la somministrazione di un antibiotico ad ampio spettro antibatterica, quale ad esempio cefotaxime ed eritromicina, dovrebbe essere iniziata . Ciò può essere modificato successivamente seguendo risultati microbiologici (20). Stimolanti respiratori possono essere utili in presenza di depressione respiratoria reversibile. Tuttavia, in pazienti BPCO, il drive respiratorio è già aumentato e simili farmaci potrebbero aumentare il distress respiratorio ed potenziare la fatica. Recano maggiore beneficio nei sedati, che hanno assunto farmaci depresori respiratori quali la morfina. Nalaxone si è rivelato benefico in questi pazienti. Almitrina è uno stimolante respiratorio orale che agisce sui chemorecettori arteriosi periferici. Alcuni studi hanno dimostrato che la somministrazione di Almitrina, è risultata essere efficace nelle riacutizzazioni dei pazienti affetti da BPCO, causando un aumento significativo di PaO2 e diminuzione di PaCO2 (21). Tuttavia, non è una terapia standard. Può essere presente inoltre squilibri elettrolitici. L’ipofosfatamia è frequente e potrebbe essere secondaria all’acidosi respiratoria. Esso può danneggiare la funzione muscolare respiratoria, quindi è raccomandato a coloro, che presentano una riduzione dei livelli plasmatici di fosforo, la somministrazione di fosforo. L’ipopotassemia, l’ipomagnesemia and l’ipocalcemia possono inoltre nuocere ai muscoli respiratori e devono essere corrette.

VENTILAZIONE MECCANICA
Di fronte al fallimento dei trattamenti tradizionali ed al peggioramento della IR, sarà necessaria la ventilazione meccanica. Ciò comporta rischi sostanziali nei pazienti che presentano malattie respiratorie croniche. Essi corrono grossi rischi di complicazioni, sono più esposti a difficoltà di svezzamento e possono diventare dipendenti dal supporto del ventilatore. Il fattore più importante nella selezione di pazienti idonei è il loro preesistente livello funzionale e qualità di vita. Coloro che sono affetti da severa compromissione funzionale è difficile che siano svezzati con successo dalla ventilazione. Saranno invece più predisposti coloro che conducono uno stile di vita attivo, e sarà appropriato un trattamento più aggressivo. I criteri generali per la ventilazione meccanica sono riportati nella Tabella 2. Nella passata storia della ventilazione, dovrebbero essere osservati il tempo di permanenza nella terapia intensiva ed i dettagli di svezzamento. La policitemia and cor pulmonare suggeriscono la presenza di ipossia per un certo periodo e quindi potrebbe essere meno adatta per il supporto meccanico. Coloro che presentano una componente reversibile alla loro malattia possono potenzialmente migliorare, e dovrebbero essere ventilati, mentre è improbabile che ne beneficino coloro che soffrono di malattie ad ultimo stadio (coloro che sono malati terminali). Se esiste qualche dubbio sul successo o sul fallimento del trattamento, il paziente deve essere necessariamente intubato e ventilato. L’ipercapnia o l’acidosi non sono indicazioni per la ventilazione poiché potrebbero essere mantenuti per un certo periodo prima della comparsa di IR. La ventilazione meccanica non invasiva (NiPPV) è un’alternativa, ed evita l’intubazione endotracheale, e ci sono prove che la ventilazione a pressione positiva itermittente attraverso maschere nasali, riduca la mortalità, rispetto ai metodi invasivi tradizionali. Tuttavia, esistono significanti controversie sull’esatta indicazione per NiPPV per pazienti BPCO con IR acuta(22). Uno studio sottolinea che la NiPPV dovrebbe essere avviata se il pH arterioso scende al di sotto dei 7.35 o se il paziente è in condizioni gravi (23). 10-20 cm H2O di pressione positiva attraverso una maschera facciale sembra essere la tecnica migliore (Fig.5 pag.13). C’è bisogno comunque di studi più ampi e controllati per determinare il potenziale beneficio dell’aggiunta di NiPPV ai trattamenti medici standard per evitare l’intubazione endotracheale in nel paziente ipossiemico con IR acuta. Lo scopo della ventilazione meccanica dovrebbe essere evitare l’iperinflazione polmonare. Ciò si ottiene mediante il settaggio di volumi tidalici bassi, bassa ventilazione minuto and aumentati tempi espiratori. Alte frequenze di flusso inspiratorio causano in un aumento del tempo espiratorio, e si raccomandano volumi tidalici più bassi di 8 ml/kg. Volumi minuto minori di 200 ml sono suggeriti e combinati con volumi tidalici bassi e alte frequenze respiratorie (20-25/min). Se è necessario elevare il pH, può essere richiesta una più alta ventilazione minuto, in modo che la iperinflazione polmonare ed i suoi effetti debbano essere tenuti in considerazione prima di iniziare la terapia (24). I rischi associati all’eccessiva iperinflazione sono maggiori di quelli dell’acidosi ipercapnica e quindi gli ultimi devono essere tollerati se i volumi minuto diventano troppo grandi. Anche i pazienti con ipercapniacronica hanno una alcalosi metabolica compensatoria. Abbassare la loro PaCO2 a livelli normali può causare un notevole aumento nel pH, che porta ad una riduzione del calcio inozzato, vasocostrizione cerebrale.

MORTALITÀ
I dati sui risultati nei pazienti BPCO sono limitati. Un singolo periodo di IR non sembra incidere sulla prognosi, ma la mortalità aumenta dopo un secondo episodio. Tuttavia, la prognosi rimane controversa. La mortalità ospedaliera oscilla tra il 6 e il 38%, mentre la percentuale di sopravvivenza tra il 25 ed il 68% (25). La causa iniziale di IR acuta in pazienti con BPCO è importante per prevedere la mortalità. Infatti, in pazienti con infezione, la mortalità risulta essere del 20%, mentre nei pazienti con insufficienza cardiaca è del 40%. Quando l’intubazione endotracheale è necessaria, la sopravvivenza dopo un anno è generalmente inferiore al 40%. Un fattore che incide sui dati è che alcuni pazienti possono scegliere di non sottoporsi ad un trattamento di terapia intensiva per insufficienza respiratoria, quando soffrono di una malattia all’ultimo stadio (26).