L’ARDS è un’entità clinica che é stata introdotta in Medicina nel 1969 e ridefinita come entità nella definizione di Berlino come insufficienza respiratoria acuta in termini di insorgenza, associata ad ipossia, infiltrati diffusi alle tecniche di imaging ed assenza di insufficienza cardiaca o edema polmonare di origine cardiaca. La gravità dell’ARDS dipende dall'insufficiente ossigenazione, espressa come rapporto PaO2/FIO2 e stratificata in base a 100, 200 e 300 mmHg, rispettivamente come grave, moderata e lieve (14 kPa, 27 kPa, 40 kPa). Da quando la malattia é stata definita quasi 50 anni fa, la mortalità è stata leggermente ma costantemente migliorata, anche se il tasso di sopravvivenza è ancora basso, attorno al 70%. La ragione potrebbe essere dovuta alla mancanza di conoscenze relative all'anatomia ed alla fisiopatologia respiratoria nei pazienti sani e con ARDS, nonché i dettagli del processo patologico dell’ARDS. In questo capitolo non tratteremo di tutta la patologia legata all'ARDS (in particolare non tratteremo della sua evoluzione cronica peggiorativa), ma andremo a concentrarci sugli aspetti fisiologici e fisiopatologici fra l'ARDS e la ventilazione.
CENNI DI FISIOLOGIA:
L’architettura fibrosa del polmone si compone di due sistemi fibrosi: da un lato un sistema assiale ancorato all’ilo polmonare e che si arborizza lungo le vie aeree fino agli alveoli ed un sistema periferico a contatto con la pleura viscerale che arriva fino agli acini polmonari. Questi due sistemi fibrosi associati agli alveoli costituiscono un’architettura polmonare continua. L’elastina ed il collagene sono i costituenti principali dell’architettura polmonare ed é su questa struttura fibrosa che le cellule epiteliali ed endoteliali polmonari si attaccano; appare immediatamente evidente che un cambiamento dell’architettura polmonare (ad esempio: un’iperdistensione) si associa ad alterazioni del parenchima polmonare e della maglia cellulare.
Un’energia eccessiva distribuita a questa architettura polmonare distesa può essere responsabile di lesioni multiple, sia indirettamente tramite l’attivazione di meccanocettori che direttamente per stress meccanico. L’energia applicata é generalmente provocata dalla ventilazione meccanica, che pertanto da opzione terapeutica (necessaria) diviene anche uno dei fattori aggravanti il danno tissutale. È quindi evidente che si deve adeguatamente studiare e regolare la ventilazione meccanica per evitare di aggravare ulteriormente i danni, provocando delle lesioni indotte dal ventilatore, chiamate VILI (Ventilator-Induced Lung Injury). L’energia totale assorbita dal polmone durante un atto respiratorio viene espressa in Joule, che rappresenta la misura del lavoro (definito a sua volta come la forza necessaria per spostare un’oggetto per una determinata distanza).
Lavoro = Forza * Distanza
Dato che la pressione é definita come la forza applicata su una superficie e che il volume é uguale alla superficie diviso per la distanza, si ottiene che:
Lavoro = (Pressione * Superficie) * (Volume/Superficie)
Da cui ne deriva che:
Lavoro = Pressione * Volume
Ecco che pertanto i due determinanti principali del lavoro sono la pressione che ne viene applicata ed il volume erogato dal ventilatore. Esistono due tipologie di lavoro: il lavoro statico ed il lavoro dinamico. Il lavoro statico é definito come l’energia richiesta per mantenere un volume, mentre il lavoro dinamico é l’energia richieda per generare un flusso d’aria e per vincere le resistenze del tessuto. Di conseguenza, il lavoro nel polmone può essere rappresentato dall’area sotto la curva Pressione-Volume (si veda la figura), dove il Volume é segnalato come percentuale della capacità vitale, PTP é la pressione trans-polmonare (definita come la pressione di apertura delle vie aeree prossimale - PAW - meno la pressione pleurica (stimata tramite sonda esofagea) ed infine FRC é la capacità funzionale residua.
All’inizio del ciclo respiratorio, la più grande parte del lavoro é dedicato a generare un flusso d’aria ed a vincere la resistenza del tessuto, mentre con l’evoluzione del ciclo respiratorio, una parte più grande del lavoro viene utilizzato a mantenere il volume polmonare; alla fine del ciclo inspiratorio, tutto il lavoro é dedicato per mantenere il nuovo volume polmonare, quando il flusso d’aria (cioé l’energia dinamica) é pari a zero (si veda figura per maggiori dettagli).
La sommatoria del lavoro statico e del lavoro dinamico é uguale al lavoro totale per un ciclo respiratorio. Quando questo lavoro totale é moltiplicato per la frequenza respiratoria, si ottiene l’energia meccanica applicata al polmone. Dalla pubblicazione ARDSnet, la prevenzione del VILI é focalizzata clinicamente a minimizzare il Tidal Volume (TV) e la pressione di plateau (PPLAT); queste due variabili sono i markers del lavoro statico di un ciclo respiratorio. È stato comunque dimostrato che la frequenza respiratoria, il flusso d’aria ed anche la temperatura sono dei co-mediatori del VILI. Inoltre, il lavoro dinamico applicato ai polmoni appare ugualmente facilitare l’apparizione di lesioni polmonari. Tramite studi su modelli animali, é stato dimostrato che la pressione di picco (PPEAK) non é causa di VILI dato che agisce sulle vie bronchiali a bassa resistenza e rappresenta una misura del lavoro dinamico; l’utilizzo di una ventilazione a Pressione Controllata nell’ARDS é da rimettere in discussione, perché non permette di avere il controllo del TV dispensato, né la PPLAT, né il flusso. Alcuni studi poi, nell’idea di ridurre l’energia meccanica, sembrano suggerire l’uso di una curarizzazione precoce nella presa a carico dell’ARDS, permettendo precocemente di controllare il TV, il flusso d’aria e di ridurre la PPLAT. Un ottimo metodo appare l’uso di metodiche a Volume Garantito con regolazione di Pressione, che permette di avere il controllo dei volumi somministrati al paziente, con riduzione allo stesso tempo delle pressioni ventilatorie. Lo scopo finale di tutte queste terapie é quello di ridurre lo stress di parete, la pressione esercitata sulle fibre dell’architettura polmonare, rappresentata essenzialmente come le proprietà estensibili del collagene, responsabile di un riarrangiamento molecolare. Tale stress di parete, può essere approssimativamente rappresentato come la differenza fra la pressione delle vie aeree meno la pressione pleurica:
PTP = PAW - PPL
DISOMOGENEITÀ POLMONARE:
Da circa 40 anni é stata sviluppata la teoria del “sollecitatore di stress”, considerando che lo stress locale é ridotto quando uno stress o una costrizione é diretta verso una struttura disomogenea. Si veda la figura per il riferimento del testo: nella figura A si trovano 7 unità polmonari omogenee, mentre nella figura B ci sono 7 strutture polmonari, dove la struttura centrale é inomogenea e che agisce centralmente come “sollecitatore di stress” sulle unità polmonari adiacenti. Qualora si applichi uno stesso volume sulle unità alveolari, le unità polmonari della figura B adiacenti alla zona centrale subiscono uno stress ed una costrizione maggiore. In modelli animali si é dimostrato che questo favorisce lo sviluppo di VILI, proprio vicino a queste zone inomogenee (come l’interfaccia pleura/alveolo, l’interfaccia vaso sanguigno/vie aeree, ecc…) che in un polmone affetto da ARDS sono estremamente frequenti (atelettasie, cicatrice polmonare, edema polmonare, secrezioni, consolidazioni, ecc…).
VASCOLARIZZAZIONE POLMONARE E VILI:
La vascolarizzazione polmonare é un mediatore maggiore del VILI, che partecipa alla patogenesi ed alla propagazione dell’ARDS; due studi recenti sottolineano l’importanza dell’albero vascolare polmonare nell’ARDS, insistendo sull’importanza del cuore polmonare acuto nell’ARDS e lo sviluppo di uno score predittivo nell’ARDS ed un avviso d’esperti nel management emodinamico dell’ARDS. Ci sono multiple aggressioni indirette durante l’ARDS che coinvolgono la vascolarizzazione polmonare ed aumentano la resistenza alla gittata sanguigna (microtomi, vasocostrizione ischemica, ipercapnia ed edema interstiziale). Inoltre l’effetto diretto di uno stress polmonare aumentato e della meccanica delle vie aeree sulla vascolarizzazione polmonare é un altro fattore di primaria importanza. Lo stress applicato sull’architettura polmonare ha degli effetti opposti sulle due popolazioni vascolari del polmone: i vasi alveolari (o capillari polmonari) sono esposti alla pressione alveolare e tendenti a collabora durante l’inspirazione, ed i vasi extra-alveolari che nascono dall’ilo e che si sviluppano seguendo l’albero bronchiale, dilatandosi ed aumentando di taglia durante l’inspirazione (anche se completamente passiva, come durante la ventilazione meccanica).
Esiste una sottopopolzione di vasi alveolari nel polmone, chiamati “Corner vessels” (vasi ad angolo), che sono anatomicamente dei vasi alveolari che si situano alla giunzione di almeno 3 setti alveolari, ma che fisiologicamente sono considerati come extra-alveolari, dato che si dilatano durante l’inspirazione. Quando lo stress applicato ai polmoni é particolarmente elevato come in caso di ARDS, la sovradistenzione dei polmoni inomogenei si traducono in un aumento eccessivo delle zone di West di tipo 1 (soprattutto durante l’inspirazione), traducendosi in un flusso sanguigno eccessivo nei Corner Vessels, in cui la pressione transmurale aumenta fortemente, favorendo anche lui lo sviluppo di edema interstiziale. Dato inoltre l’effetto “sollecitatore di stress” di cui abbiamo accennato prima, le forze radiali asimmetriche sono esercitate in durante l’intero ciclo respiratorio (trazione durante l’inspirazione, compressione durante l’espirazione). Lo spazio interstiziale adiacente alla zona sollecitatorie di stress sviluppa pertanto forze asimmetriche, che favoriscono lo sviluppo di edema interstiziale ed eventualmente una rottura della parete dei capillari.
OUTCOME:
Fino alla definizione di Berlino, la definizione di ARDS era in qualche modo ambigua a causa dei criteri sovrapposti con l’Acute Lung Injury (ALI) in termini dei livelli di ipossia; con le nuove definizioni degli ultimi anni, l'ALI viene sempre più considerato come un ARDS di minore severità, sempre seguendo il rapporto PaO2/FIO2. Negli anni '80 la mortalità da ARDS era stimata pari al 60-80%, ma negli anni è diminuita gradualmente, fino ad arrivare al 30-40% negli anni 2000. La mortalità ponderata aggregata complessiva dal 1984 al 2006 è stata del 44,3%; il miglioramento prognostico principale appare evidente dopo la pubblicazione della definizione dell’ALI/ARDS da parte dell'AECC nel 1994.
L’elevata mortalità da ARDS potrebbe essere associata a diversi fattori, differenti dall'insufficienza respiratoria; alcuni studi hanno riferito che la mortalità è più comunemente correlata allo sviluppo di sepsi e di insufficienza multi-organo, altri studi hanno confermato una correlazione fra la gravità dell’ARDS e la morte per insufficienza respiratoria. Uno studio monocentrico condotto su 129 pazienti ha mostrato la causa principale della morte era la sepsi ed il MOF (49%), seguita dall’ipossia refrattaria (16%), da insufficienza cardiaca o aritmie (15%), da danni neurologici irreversibili (10%) ed altre cause (8%). La mortalità era correlata all'età e al grado di disfunzione d'organo. Inoltre, la mortalità appariva superiore nei pazienti settici rispetto ai pazienti non settici. Sebbene sia stata riscontrata un'alta incidenza di danno renale, la sepsi ed il MOF sono la principale causa di morte nei pazienti con ARDS. In conclusione, per migliorare il risultato dell’ ARDS, bisogna considerare una strategia multipla per ridurre l'incidenza di sepsi e MOF.
STRATEGIE VENTILATORIE:
Verso la fine degli anni ’90 si é sviluppato il concetto che una strategia di ventilazione protettiva con piccoli Tidal Volume nei pazienti con ARDS portava migliori risultati, rispetto a pazienti ventilati con Tidal Volume maggiori, in termini di mortalità al 28° giorno, la mortalità ospedaliera e la morbilità. Negli anni si é riscuoti ad identificare una strategia ventilatori adeguata per migliorare la sopravvivenza di questi pazienti tramite basse pressioni di insufflazione, Tidal Volume ridotti e valori di PEEP elevati, anche se non é mai stato ben chiarita l’importanza relativa di ciascun componente, in quanto ogni fattore era spesso legato agli altri. Solamente tramite meta-analisi condotte su oltre 3.000 pazienti si é potuto fare una stima matematica atta a dimostrare che gli elevati valori di pressione di plateau fossero il fattore di rischio maggiore per un incremento della mortalità, mentre a parità di valori di pressione di plateau, il Tidal Volume era il più forte predatore della sopravvivenza quando questo veniva normalizzato per il peso del paziente.
TIDAL VOLUME ED ALTRI PARAMETRI:
Come accennato in precedenza, l'esito dell’ARDS dipende dalla presenza di un Multi Organ Failre associato all'insufficienza respiratoria; ci sono prove che la modalità di ventilazione meccanica ha un effetto significativo sulla causa del MOF. Infatti, purtroppo, ancora oggi ci sono gruppi che ritengono come il Tidal Volume attorno ai 6 ml/kg di peso ideale sia un metodo sicuro per ventilare il paziente con ARDS, ma questo non tiene conto che ci sono aree polmonari che per mantenere una normale meccanica polmonare, con un polmone così danneggiato, richiedono ventilazioni differenti. Nei polmoni affetti da ARDS, la patofisiologia comune è l’infiammazione sistematica e conseguente edema polmonare lesionale per aumentata permeabilità della barriera alveolo-capillare; i polmoni con ARDS sono bagnati e pesanti e la parte dei polmoni che sembra normale e pronta ad accettare la ventilazione è abbastanza limitata e probabilmente dipende dalla percentuale di aerazione dei polmoni malati. La ventilazione meccanica, terapia standard per mantenere un adeguato scambio di gas durante l'ARDS, può portare all'accelerazione del processo infiammatorio aumentando il danno polmonare (VILI, Ventilation Induced Lung Injury). Infatti, l'analisi delle immagini TC dei pazienti con ARDS ha dimostrato una distribuzione non omogenea dei cambiamenti polmonari, trovando aree di iperinflazione compartimentale accanto a polmoni normalmente aerati ed accanto a zone scarsamente aerate e non aerate.
Ulteriori studi hanno poi fornito la prova diretta e la prova biochimica che lo stesso Tidal Volume aveva un significato differente nei pazienti con strutture ed alterazioni polmonari differenti a causa della ARDS. A tal proposito, pazienti adulti con ARDS precoce sono stati studiati e ventilati mediante una strategia di ventilazione protettiva, suddividendoli poi in due gruppi: il gruppo ultraprotetto, dove i periodi di Tidal Volume con iperinflazione era inferiore al 10% ed il gruppo meno protetto, con oltre il 60% di iperinflazione. In entrambi i casi i pazienti venivano ventilati con gli stessi Tidal Volume a 6 ml/kg di peso corporeo prescritto. Il gruppo meno protetto si è caratterizzato per una maggiore ipossia, e valori più elevati di PEEP. Inoltre, contemporaneamente alla scansione TC del torace, veniva eseguito un lavaggio broncoalveolare per misurare diverse citochine infiammatorie, come la IL6, IL1β, IL1ra, IL8 e TNFα; nel gruppo "meno protetto", concentrazioni significativamente maggiori di tali citochine venivano confermate nel fluido di lavaggio dimostrando chiaramente come la strategia di protezione polmonare non possa essere protettiva per tutti i pazienti con ARDS, provocando allo stesso tempo un VILI.
VILI ED IPERINFILAZIONE
La strategia di protezione polmonare ed il suo successo dipendono dalla quantità di aerazione nei polmoni con ARDS; la regione normalmente aerata è altamente variabile tra i pazienti e la gravità dell'infiammazione. Il concetto del baby-lung è stato introdotto per la prima volta nella metà degli anni '80 e fa riferimento alla conformazione del sistema respiratorio funzionante che correla solamente con la quantità del tessuto polmonare normalmente areato. Lo studio di Gattinoni ha dimostrato che il polmone con ARDS non é rigido, ma é piccolo e la conformità specifica del polmonare ventilato residuo é quasi normale, come disastrato dalla conformità del tessuto. Il baby-lung si sviluppa principalmente nelle regioni polmonari declivi (per questioni legate alla forza di gravità sulle strutture polmonari. L'effetto gravitazionale sulla distribuzione regionale della ventilazione e sulla circolazione polmonare dovrebbe essere studiato in questi pazienti per meglio comprendere la strategia di trattamento dell’ARDS.
FORZA DI GRAVITÀ E POSIZIONE DEL PAZIENTE:
Uno dei riscontri fisiologici più importanti negli ultimi anni é stato eseguito da John West nel 1964, mostrando come la forza di gravità aveva un effetto sulla distribuzione del sangue nel polmone; il suo risultato porta tutt’oggi a classificare il polmone in tre zone distintive, che prendono il nome di zone di West. Nella zona 1 (la più apicale), la pressione alveolare supera le pressioni vascolari, causando un collasso vascolare; nelle zone 2 e 3, la pressione vascolare supera la pressione alveolare, portando al flusso sanguigno più al gradiente gravitazionale. Nella realtà clinica i polmoni sono all'interno della cavità toracica e il loro peso e gli effetti gravitazionali influenzano la struttura polmonare e la sua forma. Le tre zone di perfusione polmonare di West non includono quei fattori fisiologici e anatomici presenti “in vivo” che quindi non possono essere applicati ai polmoni normali e malati.
In vivo, durante una forza di gravità normale, in posizione supina, il flusso di sangue è distribuito uniformemente sia nelle aree dipendenti che nelle aree non dipendenti, mentre in posizione ortostatica il flusso di sangue si disponeva nelle regioni più declivi. È probabile che il peso del polmone stesso potrebbe spingere il flusso sanguigno dalle aree dipendenti (zone di West 2 e 3) in un'area non dipendente (zona di West 1). Si potrebbe ipotizzare che durante la presenza di una “normale” gravità la densità del polmone sia molto più pesante nell'area dipendente anche nei polmoni normali; nel paziente con ARDS, che vede un edema polmonare più diffuso ed un’infiammazione polmonare altrettanto diffusa, con conseguente "polmone pesante”, la densità dei tessuti polmonari superiori agirà come quella se ci fosse una “ipergravità”, comprimendo così il parenchima polmonare nelle aree dipendenti del polmone (tale meccanismo é stato dimostrato da diversi gruppi clinici).
Per meglio comprendere cosa succede alla distribuzione della ventilazione durante la posizione supina e con ventilazione positiva, è stata effettuata una valutazione approfondita per analizzare l'effetto gravitazionale sul flusso sanguigno polmonare regionale e sulla ventilazione regionale nei volontari sani che sono stati anestetizzati con propofol e ventilati meccanicamente, misurando la ventilazione regionale e la perfusione polmonare usando la SPECT, per poi misurare la perfusione polmonare regionale, la ventilazione e calcolare il rapporto ventilazione/perfusione (rapporto V/Q) in 21 differenti regioni gravitazionali dalla zona ventrale alla dorsale.
Tali studi SPECT su volontari sani hanno portato a risultati molto importanti: i polmoni del torace sono influenzati dall'effetto gravitazionale (il rapporto V/Q appare più omogeneo nei polmoni in posizione più seduta che in posizione supina) ed il peso del polmone stesso comprimerebbe il flusso sanguigno regionale dalla regione dipendente alla regione non dipendente; la distribuzione del flusso sanguigno sarebbe regolata dalla produzione di NO nella regione dipendente. Ad oggi non si conosce ancora se tali modifiche per ottenere una distribuzione più omogenea del flusso sanguigno polmonare regionale e della ventilazione sia vero anche nei pazienti con ARDS, per cui l'obiettivo della strategia di “protezione polmonare” andrebbe nella direzione di garantire una migliore omogeneità della ventilazione regionale e della perfusione nei pazienti piuttosto che usare delle cifre “a priori” per una buona ventilazione.
C'è un importante dato fisiologico in merito alla redistribuzione del flusso, cioé che la forza di gravità non è l'unico fattore per controllare la distribuzione del flusso sanguigno polmonare e della ventilazione; alcuni risultati suggeriscono che in condizioni di gittata cardiaca costante e di costante pressione di perfusione, le variazioni del flusso ematico derivano dall'architettura di base dei vasi polmonari; lo stesso meccanismo potrebbe determinare la distribuzione regionale della ventilazione. Nei pazienti con ARDS, la loro struttura polmonare è altamente influenzata da gravi infiammazioni determinanti edema polmonare. Il peso aumentato dei polmoni imbibiti d’acqua agirebbe come un fattore di ipergravità per “spremere” il flusso sanguigno e la ventilazione dall'area dipendente alla regione non dipendente.
BABY LUNG E RECLUTAMENTO ALVEOLARE:
La PEEP é certamente il mezzo più facile per ridurre le disomogeneità polmonari, cercando di ridurre l’effetto del “sollecitatore di stress” di cui abbiamo accennato prima. Tramite analisi sequenziali TC é stato dimostrato che l’uso della PEEP riduce le aree disomogenee (che generalmente fungono da spazio morto polmonare), per cui ad oggi il paziente con ARDS in fase attiva viene generalmente ventilato con elevati valori di PEEP, per prevenire il de-reclutamento alveolare entro due cicli respiratori e mantenere il polmone reclutato “aperto”; entrambi questi due elementi sono utili per la riduzione della generazione di stress sulle pareti ed, in ultima analisi, di VILI.
Come accennato in precedenza, il polmone affetto da ARDS è caratterizzato dalla presenza di regioni poco aerate, chiamate baby-lung; il danno alla membrana alveolare-capillare porta ad un edema ad alta permeabilità con lavaggio o diluizione del tensioattivo ed inattivazione del surfactante da parte di componenti plasmatici, come la fibrina, l’albumina, l’emoglobina ed i lipidi di membrana. Un grande Tidal Volume é uno dei fattori che distruggono ulteriormente il tensioattivo polmonare; a tal proposito é da menzionare uno studio su polmoni isolati ventilati meccanicamente con un Tidal Volume enorme (20 ml/kg senza PEEP) su cui sono state effettuate analisi morfometriche per quantificare i componenti del tensioattivo. La quantità di quei tensioattivi polmonari si é dimostrata fortemente ridotta, aumentando la tensione superficiale e riducendo la compliance polmonare rispetto al gruppo di controllo. Pertanto, l’ARDS può a buona ragione essere considerata come associata ad un’infiammazione sistematica ed un’infiammazione polmonare, con riduzione del surfactante polmonare con conseguente aumento della tensione superficiale degli alveoli ed aumento dello stress di taglio (“share stress”) tra gli alveoli colpiti. Tale processo patologico pone la questione se si debba aprire la regione polmonare atelettasica. Da un certo punto di vista, l’apertura dell’atelettasia (con mantenimento di tale apertura grazie l’uso di PEEP) potrebbe ridurre l'infiammazione indotta dallo stress, migliorando lo scambio di gas, in particolare l'ossigenazione; tuttavia, ad oggi non ci sono state prove sufficienti per dimostrare se occorra aprire il polmone per migliorare l’outcome clinico dell’ARDS.
Ci sono stati dubbi nella comunità scientifica riguardanti il modo di ventilazione meccanica dei pazienti con ARDS; sicuramente negli ultimi anni si é consolidato il concetto che una PEEP relativamente più elevata possa mantenere gli alveoli aperti anche durante l’espirazione, impedendo così il trauma da atelettasia ed il biotrauma (danno da citochine). Diverse meta-analisi e revisioni sistematiche per indagare il ruolo della PEEP nell’ARDS hanno portato a conclusioni inconsistenti, forse legato al fatto che il processo patologico di ciascun paziente appariva differente ed il livello di PEEP, che era necessario per mantenere gli alveoli aperti, non era adeguatamente valutato né conosciuto nei diversi gruppi. Spesso vengono anche eseguite manovre di reclutamento per aumentare il volume dei polmoni aerati, migliorando così lo scambio di gas; tutto dipende però dalla quantità di regione aerata dei polmoni per determinare se tale manovra potrebbe generare un danno indotto al polmone (VILI) con una sovra-distensione della parte normale del tessuto polmonare, predisponendole al danno da pressione. Nonostante un miglioramento dell'ossigeno, le sperimentazioni cliniche non hanno trovato un beneficio nella sopravvivenza, e in questo stadio non esistono prove sufficienti per l'uso routinario delle manovre di reclutamento.
Si é cercato anche di valutare l'effetto della PEEP per reclutare i polmoni con ARDS cercando il miglior compromesso tra lo stress meccanico e migliorare l’aerazione polmonare; in questi studi, la correzione della PEEP per evitare sia la deventilazione alveolare che l'iperinflazione è stata valutata mediante scansione TC misurando la distribuzione dell’inflazione polmonare. La PEEP a cui si aveva una migliore conformità del sistema respiratorio, ottenuta titolando la PEEP progressivamente ridotta, corrispondeva alla maggior quantità di aree normalmente aerate, con la minima quantità di aree collabite ed iper-insufflate. L’impostazione ottimale della ventilazione meccanica è stata ottenuta mediante la scansione TC del torace, ma tale approccio non appare pratico nella pratica clinica quotidiana in ICU. Un monitoraggio meno invasivo e continuo della ventilazione regionale appare più indicato, poiché le impostazioni di ventilazione sono fondamentali per migliorare il risultato clinico dei pazienti con ARDS.
DECUBITO VENTRALE:
La pressione trans-polmonare (PTP) non é uniforme in un polmone normale, e lo stress alveolare tende ad essere maggiore nella zona anteriore del polmone quando il paziente é posizionato in decubito dorsale. In caso di posizionamento ventrale, tale porzione anteriore del polmone viene ad essere compressa, con lo stress alveolare delle regioni posteriori ed anteriori ripartite in maniera più omogenea quando il paziente é in posizione ventrale. Diversi studi clinici hanno dimostrato che la perfusione del polmone tende ad essere simile in caso di decubito dorsale o ventrale, mentre il rapporto ventilo-perfusorio é decisamente migliore in decubito ventrale.
In caso di ARDS severa si può sviluppare un edema e delle lesioni polmonari focali, responsabili di una pressione idrostatica più importante; tale nuova pressione “sopraggiunta” può essere fino a 4-5 volte più importante che la normale, che risulta in una compressione delle regioni posteriori del polmone. Si parla di polmone spugna per illustrare le masse polmonari compromesse sul loro proprio peso. Empiricamente, posizionare il paziente in decubito ventrale porta ad un trasferimento immediato della densità polmonare delle regioni posteriori verso le regioni anteriori. Le regioni posteriori sono dunque meglio ventilate ed il reclutamento di queste regioni correggono le disomogeneità riducendo il “generatore di stress”.
TOMOGRAFIA AD IMPEDENZA ELETTRICA:
La tomografia ad impedenza elettrica (EIT) è un dispositivo di monitoraggio in tempo reale che ha dimostrato di correlare bene con la TC-polmonare per la valutazione delle variazioni di volume di gas e del Tidal Volume. Sono stati sviluppati diversi parametri EIT per raccogliere più dati possibili sulla distribuzione della ventilazione per ottimizzare le impostazioni del ventilatore, studiando e definendo i parametri tipici utilizzati per descrivere l'omogeneità della ventilazione polmonare sono il ritardo regolare di ventilazione (RVD), la distribuzione del gas intra-tidal (ITV) e il suo indice (ITVI), il centro di ventilazione (COV) e l'indice di inomogeneità globale (GII). Studi test con PEEP decrementali eseguiti su 12 pazienti post-chirurgia cardiaca hanno mostrato che in questi pazienti l'indice ITV era comparabile con la conformità dinamica della ventilazione, riducendo al minimo il collasso polmonare. L'EIT potrebbe fornire in ICU un nuovo tipo di monitoraggio informandoci sulla distribuzione regionale della ventilazione non invasiva, in maniera continuativa al letto del paziente; tuttavia, sono necessari studi clinici estesi per chiarire se tali informazioni potrebbero portare a migliori risultati nei pazienti con ARDS.
CONCLUSIONI:
La fisiopatologia dell’ARDS è stata intensamente e continuamente studiata in ambito clinico e sperimentale negli ultimi 50 anni, ma ancora il tasso di mortalità è elevato, attorno al 30-40%. La ventilazione protettiva del polmone è diventata la strategia di trattamento standard per i pazienti con ARDS. È stato chiaramente dimostrato che pressioni del ventilatore, possono influenzare l'esito clinico, sulla base dei dati aggregati utilizzando statistiche multivariate. Quanto minore è la pressione di ventilazione, migliore appare l'esito. È fondamentale dimostrare che questo risultato statistico è vero anche in ambito clinico. Inoltre, rimane ancora da spiegare come determinare il miglior livello di PEEP in ambito clinico per ottenere una distribuzione omogenea del gas, migliorando così l'ossigenazione e riducendo il danno del polmone.
Concludendo, la ventilazione meccanica potrebbe essere dannosa per i polmoni sani come pure per i polmoni affetti da ARDS, ma la ventilazione meccanica è ancora e sarà a lungo una cura standard per i pazienti con ARDS anche dopo l'introduzione dell’ECMO-VV. Per un migliore risultato ad oggi ci sono diverse questioni di ventilazione meccanica da risolvere, come la gestione della respirazione spontanea, l'uso di agenti bloccanti neuromuscolari e la significatività clinica della pressione transpulmone, che fornirà un nuovo approccio alle impostazioni della ventilazione meccanica.
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