Bentrovati a tutti, oggi propongo un tema di rilevanza pratica non immediata ma che penso possa essere egualmente interessante: le correlazioni tra eziopatogenesi, alterazioni anatomopatologiche, meccanica del sistema respiratorio e possibili effetti della terapia ventilatoria nella ARDS (acute respiratory distress syndrome).
La ARDS non è determinata da una causa eziopatogenetica definita, ma rappresenta una risposta aspecifica a svariati insulti patogeni, caratterizzata da insorgenza acuta, ipossiemia, infiltrati polmonari bilaterali, aumento dell’elastanza del sistema respiratorio e riduzione della capacità funzionale residua (per la definizione di ARDS vedi post del 24 giugno 2012).[1]
Schematicamente, la ARDS è detta primitiva (o primaria, o polmonare, ARDSp) se la noxa colpisce direttamente il parenchima polmonare (per esempio in caso di polmonite, aspirazione di contenuto gastrico, semi-annegamento, contusioni polmonari, inalazione di tossici, ecc.); si parla invece di ARDS secondaria (o extrapolmonare, ARDSexp) se la noxa agisce indirettamente sui polmoni, attraverso una reazione infiammatoria sistemica acuta (per esempio in caso di sepsi grave, trauma maggiore, by-pass cardiopolmonare, trasfusioni massive, pancreatite acuta, ecc.).[1]
Spesso la differenziazione tra le due diverse modalità di lesione è facile, come nel caso di polmoniti primarie, oppure di pancreatite; talvolta però l’identificazione del meccanismo è più dubbia, come in caso di traumi o di chirurgia cardiaca.[2]
La distinzione tra i due tipi di ARDS non è solo speculativa: a partire dagli anni ’90 sono state identificate alcune caratteristiche anatomopatologiche, morfologiche e fisiopatologiche che spesso differenziano le due forme, almeno nelle fasi iniziali (cioè nella prima settimana dall'insorgenza)*, e che possiamo così sintetizzare:
- anatomia patologica:
- ARDSp: la struttura primariamente danneggiata è l'epitelio alveolare, con aumento della sua permeabilità, attivazione di macrofagi, riduzione di surfattante e inondamento intraalveolare da parte di essudato ricco in fibrina, collagene, aggregati neutrofilici: si ha tendenza precoce e al consolidamento delle aree colpite e alla fibrosi. Il liquido di lavaggio bronco-alveolare (BAL) è ricco di citokine infiammatorie.
- ARDSexp: i mediatori della flogosi, prodotti a livello extrapolmonare, raggiungono per via ematica e danneggiano primariamente l'endotelio dei capillari alveolari, con incremento della permeabilità, attivazione di monociti, neutrofili e piastrine, formazione di microtrombi, congestione capillare e edema interstiziale; gli spazi intraalveolari sono relativamente risparmiati ma il maggior peso dell'interstizio imbibito causa secondariamente collasso e atelettasia delle aree del polmone sottoposte alla forza di gravità (quelle posteriori, se il paziente è allettato). Il BAL è relativamente povero di citokine.[3]
- radiologia:
- ARDSp: prevalente coinvolgimento multifocale e asimmetrico dei polmoni, con più o meno estese aree di consolidamento parenchimale (opacità molto dense) miste a zone di addensamento tipo vetro smerigliato (meno dense).
- ARDSexp: distribuzione più simmetrica e uniforme di aree di addensamento a vetro smerigliato (come risultato di un danno interstiziale diffuso) associata a zone dorsali di consolidamento da atelettasia.[4]
- meccanica respiratoria:
- ARDSp: l'aumentata elastanza del sistema respiratorio è attribuibile prevalentemente all'aumentata rigidità dei polmoni.
- ARDSexp: l'aumentata elastanza del sistema respiratorio è attribuibile più spesso all'aumentata rigidità della parete toracica, in particolare al diaframma e all'aumentata pressione intraaddominale. [5]
Ma quali ricadute pratiche può avere questa diversità tra le due condizioni?
Sebbene numerosi studi, sia clinici, sia su modelli animali, suggeriscano che in caso di ARDSexp i polmoni siano più facilmente reclutabili in seguito all'applicazione della pressione positiva (PEEP, manovre di reclutamento, sospiri intermittenti) o in seguito alla pronazione del paziente rispetto alla ARDSp, altre osservazioni non confermano queste conclusioni. Schematicamente, la PEEP favorirebbe la riapertura di alveoli collassati atelettasici nell'ARDSexp, mentre nell'ARDSp non sarebbe sufficiente a riespandere le aree consolidate e rischierebbe di determinare sovradistensione delle unità già areate. Le ragioni della incongruenza di risultati tra i diversi studi possono essere molte: difficoltà ad attribuire con certezza molti casi di ARDS ad una delle due categorie, eterogeneità del livello di gravità e della fase di evoluzione della malattia, uso di farmaci vasoattivi o impatto della gittata cardiaca sugli scambi gassosi, differenze in pressione transpolmonare ottenuta a parità di pressione applicata nelle vie aeree, solo per citarne alcune.[6] Probabilmente per analoghi motivi anche i dati sulla mortalità delle due forme di ARDS sono sostanzialmente incongruenti nel rilevare differenze.[6]
In conclusione, indipendentemente dal meccanismo eziopatogenetico che pensiamo di aver individuato[7], nel trattamento dell'ARDS dobbiamo per ora continuare ad attenerci ai criteri della ventilazione protettiva ricavabili dalla letteratura accreditata, individualizzando per quanto possibile la ventilazione alle caratteristiche del paziente che stiamo curando.
Se la risposta clinica del paziente ai trattamenti corroborerà la nostra ipotesi patogenetica, questo post avrà forse raggiunto il suo scopo.
Un caro saluto a tutti.
* L'evoluzione successiva è grosso modo comune alle due forme e consiste in progressiva proliferazione fibroblastica e distruzione lobulare, con esito finale in fibrosi associata a rarefazione interstiziale.
Bibliografia
- Bernard GR, et al. The American-European Consensus Conference on ARDS: Definitions, mechanisms, relevant outcomes and clinical trial coordination. Am J Respir Crit Care Med 1994; 149:818-24
- Pelosi P, et al. Pulmonary and extrapulmonary acute respiratory distress syndrome are different. Eur Respir J 2003; 22: Suppl. 42, 48s-56s
- Rocco PR, et al. Pulmonary and extrapulmonary acute respiratory distress syndrome: are they different? Curr Opin Crit Care 2005; 11:10-17
- Goodman LR et al. Adult respiratory distress syndrome due to pulmonary and extrapulmonary causes: CT, clinical, and functional correlation. Radiology 1999; 213:545-552
- Gattinoni L et al. Acute respiratory distress syndrome caused by pulmonary and extrapulmonary disease: different syndromes? Am J Respir Crit Care Med 1998; 158:3-11
- Rocco PR et al. Pulmonary and extrapulmonary acute respiratory distress syndrome: myth or reality? Curr Opin Crit Care 2008; 14:50–55
- Thille AW et al. Alveolar recruitment in pulmonary and extrapulmonary acute respiratory distress syndrome. Anesthesiology 2007; 106:212-217
Caro Daniele, grazie per il post che ci fa riflettere sulla eterogeneicità della ARDS e sul fatto che essa non sia una malattia ma un insieme di condizioni estremamente diverse tra di loro. E che quindi non possono avere la stessa terapia.
RispondiEliminaSu ARDS polmonare ed extrapolmonare è stato scritto tutto ed il suo contrario, quindi regna l'incertezza. La prima difficoltà spesso nasce già dalla classificazione: infatti è già difficile attribuire un'eziologia polmonare o extrapolmonare. Ad esempio, pensiamo ad un paziente con pancreatite in ventilazione meccanica. Se sviluppa un'ARDS, siamo sicuri che gli addensamenti polmonari non siano dovuti ad un'infezione polmonare?
Penso che, indipendentemente dalla classificazione primitiva o secondaria della ARDS, la vera distinzione sia tra ARDS con elevata pressione transpolmonare o con bassa pressione transpolmonare (vedi post del 7 febbraio 2012): questo può infatti cambiare la scelta dei parametri ventilatori. Questa classificazione è quindi più obiettiva (con la misurazione di pressione esofagea ed addominale in aiuto alla clinica) ed ha implicazioni terapeutiche.
Un'ultima cosa: forse non è preciso affermare che la PEEP riapre alveoli collassati o riespande le aree consolidate. Sei d'accordo?
Grazie per le osservazioni, Beppe, come sempre molto utili.
RispondiEliminaLa pressione transpolmonare (Ptp) è certo un parametro importante nei casi più gravi di ARDS: misurarla può essere molto utile per ottimizzare la ventilazione nei pazienti "difficili". La corrispondenza tra ARDSp e ARDS a elevata Ptp da un lato e tra ARDSexp e ARDS a bassa Ptp è probabilmente valida in molti casi, ma per i motivi accennati nel post e ribaditi anche da te non è assoluta.
Quanto all'effetto reclutante della PEEP, anche su questo argomento è stato scritto di tutto. L'idea che mi sono fatto è che il reclutamento alveolare si realizzi, sia pure in misura variabile, lungo tutta la curva della relazione statica pressione-volume (comprese le zone più basse della curva) e si possa sovrapporre, particolarmente in situazioni restrittive gravi, al fenomeno della sovradistensione di alveoli sani. Il senso della mia affermazione è che nell'ARDSexp la PEEP, sommandosi alla pressione elastica determinata dall'introduzione del volume corrente [delta Pel(Vt)], tende a favorire la riapertura di alveoli atelettasici; è più difficile che la PEEP, a parità di delta Pel(Vt), determini il superamento delle elevate pressioni di apertura tipiche delle aree di consolidamento descritte nella ARDSp: si rischia di sovradistendere il polmone sano senza ottenere un sensibile effetto di reclutamento.
Tre domanade / osservazioni:
RispondiEliminaIl “reclutamento” alveolare non è dovuto alla pressione di insufflazione che supera la tensione critica di apertura degli alveoli ?
La Peep esterna non “mantiene” aperti gli alveoli ed evita il collabimento del colletto alveolare in fase espiratoria e la sua successiva riapertura in fase inspiratoria ?
Questo biotrauma, se non evitato, sarebbe responsabile di ulteriore danno biologico con liberazione di citochine proinfiammatorie ?
L’applicazione della Peep non riduce l’Elastanza del Polmone e quindi anche la pressione Transpolmonare ?
Elio, ti ho beccato! Finalmente hai scritto una cosa sbagliata: Hai scritto "tre domande" e poi ne hai fatte 4...
RispondiEliminaScherzi a parte, tocchi una serie di problemi importanti, ciascuno dei quali meriterebbe un approfondimento. Lascio a Daniele l'onore e l'onere di risponderti (pazienta un po', in questi giorni è a spasso).
Ciao e grazie come sempre per l'attiva partecipazione.
Eccomi qua, scusate il ritardo. Elio, grazie per le interessanti osservazioni.
RispondiEliminaLe prime tre questioni che poni sono interconnesse tra loro. Il reclutamento alveolare consiste nella riapertura di alveoli chiusi: in ventilazione meccanica ciò accade se la pressione nelle vie aeree è positiva e supera i valori critici per la riapertura di una consistente percentuale di alveoli. Nell’ARDS coesistono di solito aree di parenchima polmonare disomogeneamente coinvolte nel processo patologico, e i dati clinici indicano che le pressioni di apertura possano variare moltissimo, da pochi cm d’acqua a valori incompatibili con una strategia protettiva per gli alveoli sani (o meno malati).[1]
Potrà apparire una pedanteria, ma scomponiamo per un attimo il fenomeno del reclutamento in due momenti, quello della riapertura dell’alveolo collassato e quello del mancato ricollabimento a fine espirazione: le tue osservazioni sono sostanzialmente corrette, è con l’insufflazione del volume corrente che si producono, in presenza di PEEP, le pressioni più elevate nelle vie aeree e si ottiene quindi il massimo della riapertura alveolare per una data condizione; la PEEP previene poi il ricollabimento di una quota di alveoli reclutati, limitando il cosiddetto atelectrauma e l’infiammazione che ne deriva.
D’altro canto, in una visione un po’ più olistica del fenomeno, non si può escludere anzi è verosimile che la PEEP sia in grado di determinare già di per sé un certo grado di riapertura alveolare, specialmente quando impostata a valori elevati e anche per la tempo-dipendenza del fenomeno del reclutamento[2]. Un esempio di ciò è l’effetto reclutante della CPAP[3]; la stessa manovra di reclutamento, a voler ben vedere, è spesso eseguita sottoponendo il paziente a una elevata CPAP per un tempo limitato[4]. In letteratura è molto frequente incontrare espressioni come “la PEEP induce reclutamento alveolare” o perfino “la PEEP induce sovradistensione”.[1,5]
Quanto al quarto punto, la PEEP non necessariamente determina riduzione dell’elastanza polmonare e della pressione transpolmonare: perché ciò accada l’effetto reclutamento deve prevalere sull’effetto sovradistensione; nei “nonrecruiter” elevati livelli di PEEP riducono l’elastanza.[1]
Scusate se mi sono dilungato.
1. Grasso S et al. Am J Respir Crit Care Med 2005; 171:1002–1008
2. Maggiore SM et al. Am J Respir Crit Care Med 2001: 164:795–801
3. Andersen JB et al. Scand J Respir Dis 1979; 69:260-266
4. Constantin et al. Critical Care 2010; 14:R76
5. Pelosi p et al. Eur Respir J 2003 ; 22 :48s-56s