Concetti Chiave
- Il deficit di ossigeno può derivare da fattori come la riduzione della PaO2 nell'aria, ipoventilazione, alterazioni nella diffusione alveolo-capillare e disomogeneità nel rapporto ventilazione/perfusione.
- Le vie aeree si suddividono in vie di conduzione, che trasportano i gas senza partecipare allo scambio, e zone di scambio respiratorio, responsabili dello scambio di ossigeno e anidride carbonica.
- Il volume dello spazio morto e il volume alveolare sono fondamentali per comprendere i volumi d'aria nelle vie aeree, con il primo che non partecipa agli scambi respiratori.
- Il volume minuto, che considera il volume corrente e la ventilazione dello spazio morto, è cruciale per la gestione del ventilatore nei pazienti, specialmente in condizioni patologiche come l'enfisema.
- La CO2 diffonde 20 volte più velocemente dell'O2; pertanto, patologie che influenzano la diffusione possono causare ipossia e ipercapnia, rendendo la CO2 un indicatore prognostico sfavorevole.
Indice
Quali sono le cause del deficit di ossigeno?
Se un malato desatura e quindi ha un deficit di oxygen delivery, è importante capirne l’eziologia. Le cause
possono essere:
• Riduzione della PaO2 nell’aria inspirata (ad esempio, in caso di incendio in luogo chiuso circa il 95% delle morti sono dovute a riduzione della PaO2, pochissimi muoiono per le fiamme);
• Ipoventilazione;
• Alterazione della diffusione attraverso la membrana alveolo-capillare;
• Disomogeneità del rapporto ventilazione/perfusione (ottimale 1:1).
Funzione delle vie aeree
Le vie aeree possono essere suddivise in due regioni distinte dal punto di vista funzionale:
• Vie aeree di conduzione (trachea, bronchi principali e loro suddivisioni): partecipano al passaggio dei gas ma non allo scambio respiratorio;
• Zona di scambio respiratorio (bronchioli terminali con alveoli e sacchi alveolari).
Volumi d'aria nelle vie aeree
I volumi d’aria caratteristici di queste due regioni sono:
• Volume dello spazio morto (dead space volume – Vd), che occupa le vie aeree di conduzione e non partecipa allo scambio respiratorio (vn 150 ml);
• Volume alveolare (Va) (vn 350 ml) che partecipa agli scambi respiratori.
Importanza del volume minuto
La somma dei due volumi dà il volume corrente (tidal volume/volume tidalico – VT), volume d’aria misurabile ad ogni inspirio/espirio, normalmente di circa 7 ml/kg (circa 500 ml in paziente adulto di 70 kg). Volume minuto e ventilazione alveolare differiscono per un valore che corrisponde a quello della ventilazione dello spazio morto (V̇d = 150 x 15 = 2250 ml/min). Questo dato va sempre tenuto in considerazione quando si imposta il ventilatore per il paziente. Esempi di situazioni in cui aumenta lo spazio morto sono:
• Intubazione: bisogna considerare il tubo come una via di conduzione in più e questo fa aumentare lo spazio morto.
• Enfisema: si ha una riduzione della superficie alveolare e un aumento delle vie di conduzione.
• Neoplasie
• Focolai infettivi
Diffusione di CO2 e O2
La costante di diffusione (D) della Co2 è 20 volte maggiore rispetto a quella dell’O2 (la Co2 ha una solubilità molto elevata); ciò significa che la Co2 diffonde 20 volte più velocemente rispetto all’O2. Tutte le patologie che alterano la diffusione (es. polmoniti interstiziali) portano prima ad una riduzione della pressione parziale dell’ossigeno, poi (nonostante sia molto più solubile) ad una riduzione dell’anidride carbonica. Il paziente diventerà quindi ipossico e ipercapnico. In questo tipo di insufficienza respiratoria la Co2 ha sempre valore prognostico sfavorevole. Nel grafico si vedono in ascissa i secondi che il globulo rosso impiega ad attraversare tutto il capillare polmonare. In condizioni fisiologiche dopo 0.30/0.40 s la pressione parziale nel sangue è in equilibrio con quella presente all’interno dell’alveolo.
Dall’immagine si può notare che, a riposo, la pO2 del sangue capillare raggiunge (anche se mai completamente) quella del gas alveolare dopo circa 1/3 del tempo totale di contatto disponibile nel capillare (3/4 di secondo); si ha, quindi, un elevato tempo di riserva.
Domande da interrogazione
- Quali sono le principali cause del deficit di ossigeno in un paziente?
- Come sono suddivise le vie aeree dal punto di vista funzionale?
- Qual è l'importanza del volume minuto nella ventilazione?
- In che modo la diffusione di CO2 e O2 differisce?
- Qual è il tempo necessario affinché la pO2 del sangue capillare raggiunga l'equilibrio con il gas alveolare?
Le cause del deficit di ossigeno possono includere la riduzione della PaO2 nell’aria inspirata, l'ipoventilazione, l'alterazione della diffusione attraverso la membrana alveolo-capillare e la disomogeneità del rapporto ventilazione/perfusione (ottimale 1:1).
Le vie aeree sono suddivise in vie aeree di conduzione, che partecipano al passaggio dei gas ma non allo scambio respiratorio, e la zona di scambio respiratorio, che comprende bronchioli terminali, alveoli e sacchi alveolari.
Il volume minuto è cruciale poiché rappresenta la somma del volume corrente e della ventilazione dello spazio morto. È fondamentale considerarlo quando si imposta un ventilatore per il paziente, specialmente in situazioni come intubazione o enfisema.
La CO2 ha una costante di diffusione 20 volte maggiore rispetto all'O2, il che significa che diffonde molto più rapidamente. Le patologie che alterano la diffusione portano a una riduzione della pressione parziale dell'ossigeno e, successivamente, della CO2, causando ipossia e ipercapnia.
In condizioni fisiologiche, la pO2 del sangue capillare raggiunge un equilibrio con il gas alveolare dopo circa 0.30/0.40 secondi, utilizzando solo 1/3 del tempo totale di contatto disponibile nel capillare, il che indica un elevato tempo di riserva.
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