Insufficienza respiratoria acuta e cronica

Introduzione

Il termine insufficienza respiratoria indica una condizione clinica in cui è presente un difetto dell’ossigenazione del sangue, che si manifesta con una riduzione della pressione arteriosa di ossigeno (ipossiemia), dovuta ad alterazioni dello scambio gassoso a livello polmonare.

Tutti gli organi del corpo, tra cui ovviamente anche cuore e cervello, hanno bisogno di sangue ricco di ossigeno per funzionare bene e una quantità insufficiente di questo prezioso gas si traduce in difficoltà funzionamento e possibilità di danni anche permanenti.

L’ipossiemia è quindi l’elemento principale dell’insufficienza respiratoria e per definizione dev’essere inferiore a valori di 60 mmHg.

L’ipossiemia può o meno essere accompagnata da ipercapnia, un aumento della pressione arteriosa di anidride carbonica (CO2). Per parlare di ipercapnia, i livelli pressori della CO2 arteriosa devono essere superiori a 45 mmHg.

Un basso livello di ossigeno nel sangue può causare mancanza di respiro e fame d’aria, nel caso di concentrazioni ancora più basse può inoltre comparire un colorito bluastro su pelle, labbra e unghie (cianosi). Un livello troppo elevato di anidride carbonica può causare un aumento della frequenza di respirazione e confusione.

Se la situazione persiste possono comparire sonnolenza o perdita di conoscenza, oltre a sintomi cardiaci come aritmie (alterazioni del battito cardiaco), rispettivamente a causa della carenza di ossigeno a livello di cervello e cuore.

La prognosi dell’insufficienza respiratoria dipende dalla gravità della causa sottostante, dalla rapidità con cui inizia il trattamento e dalla salute generale del paziente.

iStock.com/yodiyim

Cenni anatomici

La respirazione è una funzione fondamentale dell’organismo umano che rende possibile l’ossigenazione del sangue.

È composta da due fasi: l’inspirazione e l’espirazione.

• Durante l’inspirazione si introduce aria nell’apparato respiratorio. È un processo attivo che avviene grazie alla contrazione dei muscoli inspiratori che portano ad una espansione della gabbia toracica e del polmone. In questa fase l’aria contenente ossigeno entra nel naso o dalla bocca, attraversa la faringe, la laringe la trachea e giunge nei bronchi che entrano nei polmoni e si ramificano progressivamente fino a portare l’aria negli alveoli, dei piccoli sacchetti avvolti da piccoli vasi sanguigni (capillari). A livello degli alveoli avviene lo scambio gassoso con i capillari, nel corso del quale l’aria cede ossigeno al sangue e il sangue cede anidride carbonica all’aria.
• Terminato lo scambio gassoso si verifica l’espirazione, la fase in cui l’aria contenente anidride carbonica viene espulsa dai polmoni, ripercorrendo a ritroso le vie respiratorie.

Cause

Le principali cause di insufficienza respiratoria possono essere raggruppate in quattro meccanismi patogenetici principali:

• difetto di ventilazione alveolare,
• difetto di diffusione,
• shunt arterovenoso,
• alterazione del rapporto ventilazione/perfusione.

Nella maggior parte dei casi tuttavia si osserva una combinazione di diverse cause, rendendo difficile identificare con precisione l’alterazione  primariamente responsabile del disturbo.

Difetto di ventilazione alveolare

Nel difetto di ventilazione alveolare l’aria, per molteplici ragioni, non riesce a percorrere adeguatamente le vie respiratorie che la portano all’alveolo.

• Alterazioni del sistema nervoso centrale con depressione dei centri di controllo del respiro. A loro volta queste alterazioni possono essere determinate da cause:
  • tossiche (barbiturici, oppiacei, gas narcotici, monossido di carbonio, anidride carbonica ad alte concentrazioni),
  • traumatiche,
  • neoplastiche (tumori cerebrali con aumento della pressione endocranica),
  • degenerative (sclerosi laterale amiotrofica),
  • idiopatiche (sindrome di Pickwick);
• alterazioni del midollo spinale con difettosa funzione dei muscoli respiratori. A sua volta questo può essere scatenato da cause:
  • infettive (poliomielite anteriore acuta),
  • traumatiche,
  • degenerative (sclerosi laterale amiotrofica);
• alterazioni del sistema nervoso periferico
• alterazioni neuromuscolari, tra cui possono essere ricordate cause
  • infiammatorie (sindrome di Guillain-Barré),
  • tossiche (stricnina, curaro, anticolinesterasici),
  • infettive (tetano, botulismo, rabbia),
  • degenerative (miopatie, miastenia gravis);
• malattie del torace e della pleura, a loro volta suddivisibili in cause
  • traumatiche (fratture costali multiple, pneumotorace valvolare),
  • degenerative (cifoscoliosi, spondilite anchilosante),
  • importanti versamenti pleurici;
• ostruzione delle alte vie aeree, dovuta a
  • corpi estranei,
  • edema glottideo,
  • spasmi muscolari,
  • tumori..

Difetto di diffusione

In queste situazioni l’aria riesce a raggiungere correttamente l’alveolo, ma non è in grado di attraversare adeguatamente la sua membrana e scambiare in maniera corretta i gas con i capillari alveolari. Le cause principali sono

• ARDS (sindrome da distress respiratorio acuto),
• malattie diffuse interstiziali del polmone,
• edema polmonare acuto.

Shunt arterovenoso

Fisiologicamente il sangue, dal cuore destro, si immette nelle arterie polmonari, che progressivamente si ramificano in capillari alveolari (che scambiano ossigeno con gli alveoli), per poi diventare vene e tornare al cuore sinistro con sangue ossigenato.

By OpenStax College – Anatomy & Physiology, Connexions Web site. http://cnx.org/content/col11496/1.6/, Jun 19, 2013., CC BY 3.0, Link

Negli shunt arterovenosi si creano delle comunicazioni anomale tra il sistema arterioso e quello venoso che aggirano il circolo capillare alveolare e non permettono una adeguato scambio di gas a livello capillare.

Le possibili cause di shunt arterovenoso sono

• cardiopatie congenite cianogene,
• bronchiectasie,
• fistole arterovenose polmonari,
• emangiomi,
• atelettasie,
• polmoniti lobari,
• versamenti pleurici.

Alterazione del rapporto ventilazione-perfusione

Il rapporto ventilazione/perfusione indica il rapporto tra il volume di sangue e il volume di aria che raggiungono l’alveolo, rispettivamente attraverso i capillari e le vie aeree. In un soggetto sano, gli alveoli vengono raggiunti dagli stessi volumi di sangue e aria. In alcune condizioni, invece, può succedere che questo rapporto si alteri e che gli alveoli vengano raggiunti da poco sangue e molta aria o, al contrario, da molta aria ma poco sangue. In entrambi i casi, si instaura un’alterazione dello scambio gassoso che può portare a insufficienza respiratoria. Le cause principali di alterazioni del rapporto ventilazione/perfusione sono

• enfisema cronico ostruttivo,
• asma bronchiale in stadio avanzato,
• bronchiolite obliterante,
• malattie diffuse interstiziali in stadio avanzato.

Fattori di rischio

I fattori di rischio in grado di predisporre un paziente all’insorgenza di insufficienza respiratoria sono tutti quelli che determinano una riduzione della funzionalità respiratoria generale. In questo modo, nel momento in cui si dovesse verificare una delle molteplici cause che determina insufficienza respiratoria, il paziente partirà con una minor capacità respiratoria generale e sarà quindi maggiormente predisposto allo sviluppo di questa condizione.

Tra questi fattori di rischio, i principali sono

• fumo di sigaretta,
• esposizioni occupazionali a determinate polveri o sostanze chimiche,
• inquinamento atmosferico,
• frequenti infezioni respiratorie, soprattutto durante l’infanzia.

Classificazione

L’insufficienza respiratoria può essere suddivisa in acuta o cronica.

• Con insufficienza respiratoria acuta si fa riferimento ad una forma che si sviluppa in un periodo di tempo relativamente breve, da ore a giorni.
• Il termine insufficienza respiratoria cronica indica una situazione che si instaura più lentamente e progressivamente nel tempo, in mesi o anche anni. L’insufficienza respiratoria cronica, instaurandosi gradualmente nel tempo, può essere ulteriormente suddivisa in
  • latente, quando le pressioni di ossigeno e anidride carbonica nel sangue arterioso sono normali in condizioni di riposo ma tendono ad alterarsi in seguito a sforzi fisici
  • e manifesta, quando invece le pressioni sono già alterate a riposo.

Da un punto di vista medico l’insufficienza respiratoria può essere classificata anche in tipo I e tipo II, in base ai livelli di pressione arteriosa di ossigeno e anidride carbonica.

• Il tipo I, o parziale, presenta bassi livelli di PaO2 in presenza di normali livelli di PaCO2 (ipossiemia normocapnica; PaO2 inferiore a 60mmHg e PaCO2 inferiore a 45mmHg).
• Il tipo II, o totale, presenta invece bassi livelli di PaO2 e alti di PaCO2 (ipossiemia ipercapnica; PaO2 inferiore a 60mmHg e PaCO2 inferiore a 45mmHg).

Sintomi

Quando si instaura una condizione di insufficienza respiratoria, l’apporto di ossigeno ai tessuti viene ridotto, di conseguenza si verificherà una progressiva disfunzione dei vari organi che può manifestarsi attraverso modalità variabili.

• Nel caso in cui l’insufficienza respiratoria sia acuta, i sintomi e le disfunzioni degli organi insorgono in maniera rapida e grave, mettendo a rischio la vita del paziente.
• Quando invece l’insufficienza respiratoria è cronica, il deterioramento dei tessuti è più lento e progressivo. In questo caso i sintomi possono rendersi evidenti gradualmente, nel tempo, e possono impiegare anche anni prima di alterare significativamente la qualità di vita del paziente.

Tra i segni e sintomi principali di insufficienza respiratoria troviamo

• tachipnea (aumento della frequenza del respiro), in quanto l’ipossiemia stimola i centri del respiro,
• tachicardia,
• alterazioni delle dinamiche del respiro, che in alcuni casi può diventare irregolare e faticoso,
• stanchezza persistente (astenia),
• sonnolenza,
• apatia,
• difficoltà di concentrazione,
• alterazioni psichiche,
• incoordinazione motoria,
• disorientamento spazio-temporale e perdita di coscienza nei casi più gravi e acuti.

Va ricordato che l’insufficienza respiratoria può essere determinata da moltissime patologie, ognuna delle quali presenta una clinica caratteristica. Se ad esempio il paziente si presenta con una polmonite, si potranno manifestare anche febbre e tosse persistente.  Il presente articolo non prende in considerazione tutti i segni e sintomi di ciascun disturbo in grado di causare insufficienza respiratoria, ma si rimanda invece alla clinica di ogni patologia specifica.

Diagnosi

La diagnosi di insufficienza respiratoria si avvale di molti elementi, sia clinici che laboratoristico/strumentali.

• Anamnesi. Il medico valuta inizialmente l’esistenza di eventuali patologie pregresse del paziente correlabili all’insorgenza di una insufficienza respiratoria (ad esempio BPCO, polmoniti, scompenso cardiaco).
• Clinica. Si valuta la presenza di segni e sintomi associabili a insufficienza respiratoria e a specifiche malattie che possano causarla.
• Esame obiettivo. Va valutata l’ispezione visiva del torace, la palpazione, la percussione e l’auscultazione.
• Emogasanalisi. Permette di valutare i livelli di ossigeno e anidride carbonica nel sangue arterioso.
• Esami laboratoristici specifici a seconda della patologia che si sospetta possa aver scatenato l’insufficienza respiratoria. Tra i più richiesti ricordiamo
  • emocromo,
  • esame chimico fisico delle urine,
  • coltura dell’espettorato,
  • PT e aPTT,
  • indici di flogosi (Ves e PCR).
• Radiografia del torace. Viene richiesto soprattutto nei casi in cui si sospetti che sia una polmonite la causa dell’insufficienza respiratoria. In questo caso si può ritrovare un’opacità localizzata a livello polmonare.
• TAC, nei casi in cui l’RX non abbia aiutato nella diagnosi.

Cura

Il principio fondamentale della terapia dell’insufficienza respiratoria è quello di ripristinare un adeguato apporto di ossigeno ai tessuti. Questo obiettivo può essere raggiunto attraverso l’ossigenoterapia, basata sull’inalazione, con apparecchiature di diverso tipo, di miscele gassose ad elevato contenuto di O2 (dal 40 al 60% e oltre).

Il trattamento specifico sarà poi diverso a seconda della malattia responsabile di insufficienza respiratoria, come ad esempio

• antibiotici nelle polmoniti,
• broncodilatatori in caso di asma.

Importante è anche la correzione dello stile di vita del paziente, a cui si consiglia una completa astensione dal fumo e dall’alcool, una dieta equilibrata per ridurre il peso e attività fisica regolare.

Nel caso di ostruzione delle vie aeree è possibile talvolta dover ricorrere alla tracheotomia.

Fonti e bibliografia

• Rugarli C., Medicina interna sistematica 2000
• Harrison, Principi di medicina interna, 18ª ed., Milano, CEA Casa Editrice Ambrosiana, 2012