Patologia dell'apparato respiratorio (principali malattie)

Malattie dell'apparato respiratorio

La principale funzione dell'apparato respiratorio è quella di assicurare l'ottimale assunzione di ossigeno attraverso la respirazione, per distribuirlo (tramite l'apparato cardiovascolare) in quantità adeguata ai tessuti, e, contemporaneamente, di eliminare l'anidride carbonica, prodotto del metabolismo cellulare. Per questo compito l'apparato respiratorio è organizzato in due sezioni funzionalmente distinte. La prima è rappresentata dai centri respiratori (situati nel tronco encefalico), deputati alla generazione del ritmo respiratorio e alla sua regolazione in funzione degli stimoli che provengono dai recettori (periferici e centrali), dalla gabbia toracica e dai muscoli respiratori con funzione di mantice. La seconda è rappresentata dal polmone, costituito dalle vie respiratorie e dal parenchima.

Funzioni

• Fisica: umidificazione, riscaldamento e depurazione
• Ventilatoria e respiratoria: ventilazione e scambio dei gas (ematosi)
• Immunologica: difesa dai microorganismi (IgA secretorie, macrofagi alveolari)
• Emuntoria: eliminazione di sostanze volatili (chetoni, etanolo, ammoniaca), degradazione della NorAdrenalina e della 5-IdrossiTriptamina (serotonina)
• Metabolica: secrezione e metabolizzazione. Attivazione dell'angiotensina I ad angiotensina II mediante l'angiotensin converting enzyme (ACE)

Insufficienza respiratoria

L'insufficienza respiratoria è l'incapacità del sistema respiratorio (e non del solo polmone) di assicurare un adeguato scambio gassoso, sotto sforzo o a riposo. È una sindrome caratterizzata dalla caduta dei livelli di ossigeno nel sangue arterioso (ipossiemia), che può associarsi ad un aumento dei valori di anidride carbonica (ipercapnia). Il livello di PaO2 (pressione parziale di ossigeno nel sangue arterioso) sotto il quale si parla di insufficienza respiratoria è 60 mmHg. Questo limite è stato scelto perché è strettamente legato al punto critico sulla curva di dissociazione dell'emoglobina, sotto il quale la curva diventa più ripida e bastano piccoli cambiamenti di PaO2 per far variare grandemente il contenuto di ossigeno nel sangue. Allo stesso modo, per convenzione, è stato scelto per l'ipercapnia il limite di 45 mmHg di PaCO2.

Tipologie di insufficienza respiratoria

• Sindrome restrittiva: è un disturbo comune a diverse malattie, tutte caratterizzate dal fatto di limitare l'espansione del polmone e conseguentemente comportare un minor volume polmonare, un aumento del lavoro respiratorio, e un rapporto ventilazione/ossigenazione inadeguato. Le principali cause sono:
• Patologie parenchimali: interstiziali; es. fibrosi, pneumoconiosi, polmoniti, edema polmonare, granulomatosi. Perdita di tessuto funzionante; es. pneumotorace, atelettasie, neoplasie di grandi dimensioni, resezioni.
• Patologie della gabbia toracica: es. malformazioni scheletriche congenite o acquisite, cifoscoliosi, spondilite anchilosante, trauma toracico.
• Patologie neuromuscolari: es. poliomielite, distrofie muscolari, malattie del motoneurone, paralisi respiratoria.
• Patologie pleuriche: es. aderenze pleuriche, versamento, fibrosi.
• Patologie extratoraciche: es. distensione addominale, obesità.
• Sindrome ostruttiva: caratterizzata da una riduzione della ventilazione causata da un ostacolo che impedisce l’ingresso dell’aria nei polmoni, come nel caso della presenza di corpi estranei oppure a causa di tumori o altre patologie come bronchiti, polmoniti e asma bronchiale.
• Patologie parenchimali: es. enfisema, polmoniti
• Patologie diffuse delle vie aeree: es. asma e BPCO; bronchiectasie, bronchiti
• Ostruzione delle alte vie aeree: es. corpi estranei, neoplasie, stenosi tracheale, tracheomalacia, paralisi delle corde vocali.

L'insufficienza respiratoria acuta si verifica quando in presenza di una disfunzione del sistema respiratorio, circolatorio, un'anemia o una intossicazione con CO, in caso alte quote, si verifica una significativa alterazione degli scambi gassosi, che può portare anche alla morte. Il termine acuta si riferisce al fatto che questa sostanziale alterazione si sviluppa in un periodo di tempo relativamente breve (da ore a giorni).

Anche alterazioni periferiche, quali l'avvelenamento da monossido di carbonio e la sepsi, possono condurre ad un'insufficienza respiratoria acuta. È importante che l'alterazione respiratoria sia significativa, deve cioè rappresentare una sostanziale modificazione rispetto alle condizioni respiratorie di partenza del soggetto; ad esempio un individuo affetto da insufficienza respiratoria cronica possiede dei valori di gas ematici alterati rispetto alla norma, ma la cronicità di tali alterazioni permette al soggetto di compensare almeno in parte queste disfunzioni, tuttavia questi soggetti saranno vulnerabili ad insulti che invece verrebbero ben tollerati da individui precedentemente sani.

La riduzione del contenuto ematico di ossigeno nel sangue può raggiungere livelli tali da provocare dei danni d'organo. La riduzione della PaO2 può essere dovuta a 5 meccanismi principali:

• Riduzione della pressione parziale di ossigeno inspirata (per esempio ad alte quote o se si respira una miscela di gas con una ridotta percentuale di ossigeno)
• Ipoventilazione
• Alterazione del rapporto ventilazione/perfusione (V/Q)
• Shunt ematico (si divide in anatomico e funzionale)
• Alterata diffusione di O2 (dagli alveoli ai capillari ematici)

Può essere causata da:

• Disfunzionali polmonari: asma, enfisema polmonare, BPCO, polmonite, pneumotorace, contusione polmonare, emotorace, ARDS, fibrosi cistica.
• Disfunzionali cardiache: edema polmonare, ictus, aritmie, insufficienza cardiaca congestizia, patologie valvolari.
• Altre: affaticamento da iperventilazione nell'acidosi metabolica, intossicazioni da sostanze (oppiacei, benzodiazepine), malattie neurologiche.

BPCO (broncopneumopatia cronica ostruttiva)

È un'affezione cronica polmonare caratterizzata da una ostruzione bronchiale, con limitazione del flusso aereo solo parzialmente o per nulla reversibile, lentamente progressiva, causata da un'infiammazione cronica delle vie aeree e del parenchima polmonare.

Epidemiologia

Considerata la quarta causa di morte in Europa e negli USA (almeno 65 000 morti all'anno) studi recenti hanno evidenziato un aumento della mortalità a livello mondiale. Globalmente, a partire dal 2010, la BPCO ha colpito circa 329 milioni di persone (il 4,8% della popolazione). Nel maggio 2014 è classificata come la terza causa di morte, essendo responsabile di oltre 3 milioni di decessi. Il numero dei morti è destinato ad aumentare per gli alti tassi di fumatori e per l'invecchiamento della popolazione riscontrabile in molti paesi. È leggermente più frequente negli uomini rispetto alle donne. In alcuni paesi, la mortalità è diminuita negli uomini ma è aumentata nelle donne. Ciò probabilmente si spiega ai tassi di tabagismo che sono diventati simili nei due sessi. Si ritiene che l'aumento dei casi nei paesi in via di sviluppo, sia correlato all'aumento in queste regioni del tabagismo, ad un aumento della popolazione e al suo invecchiamento per via dei minori decessi associati ad altre cause come le malattie infettive. La BPCO è più comune nelle persone anziane dopo i 65 anni.

Ezioelogia

Il fumo di tabacco è la causa principale e più comune della condizione insieme ad altri fattori, quali l'inquinamento dell'aria e la genetica, che rivestono un ruolo minore. Circa il 20% di coloro che fumano andrà incontro a questa condizione, mentre tra coloro che hanno fumato permanentemente circa la metà ne soffrirà. La probabilità di sviluppare la BPCO aumenta con il numero di sigarette fumate. Le donne risultano essere più suscettibili agli effetti nocivi del fumo rispetto agli uomini. Nel mondo in via di sviluppo, una delle fonti più comuni di inquinamento atmosferico sono le cucine scarsamente ventilate e i fuochi utilizzati per il riscaldamento spesso alimentati a carbone o a biomasse come legno e sterco animale. Questi fuochi sono il metodo di cottura e riscaldamento utilizzato da quasi 3 miliardi di persone. L'esposizione a lungo termine a queste sostanze irritanti provoca una risposta infiammatoria nei polmoni. Le persone che vivono nelle grandi città presentano un più alto tasso di BPCO, rispetto a coloro che vivono nelle zone rurali, mentre l'inquinamento atmosferico urbano è un fattore che contribuisce alle riacutizzazioni. L'esposizione intensa e prolungata alle polveri, agli agenti chimici e ai fumi, aumenta il rischio di BPCO sia nei fumatori che nei non. Le esposizioni sul posto di lavoro sono ritenute essere la causa del 10-20% dei casi.

Patogenesi

All'origine della malattia vi è un processo infiammatorio di carattere cronico che perdura per anni e che interessa le vie respiratorie del paziente. Ciò comporta una graduale perdita della funzionalità dei polmoni con una disfunzione non completamente reversibile anche se viene trattata. La broncopneumopatia cronica ostruttiva è un tipo di malattia polmonare ostruttiva in cui vi è una cronica e non reversibile limitazione del flusso d'aria nei polmoni e l'incapacità di espirare completamente. La scarsità del flusso d'aria è il risultato della rottura del tessuto polmonare (noto come enfisema) e la relativa malattia delle vie aeree è chiamata bronchiolite ostruttiva.

La BPCO si sviluppa come una significativa risposta infiammatoria cronica agli agenti irritanti inalati. Inoltre, possono anche aggiungersi infezioni batteriche croniche. Le cellule responsabili della risposta infiammatoria coinvolte sono i granulociti neutrofili e i macrofagi. Coloro che fumano presentano inoltre il coinvolgimento dei linfociti T citotossici e di eosinofili similmente ai casi di asma.

Altri processi coinvolti e che comportano un danno polmonare includono lo stress ossidativo dovuto alle alte concentrazioni di radicali liberi nel fumo di tabacco e rilasciati dalle cellule infiammatorie e la rottura del tessuto connettivo dei polmoni dovuto alla attivazione di proteasi. Tale distruzione porta a sviluppare enfisema che poi contribuisce allo scarso scambio dei gas attraverso il respiro. Il restringimento delle vie aeree che si verifica a causa dell'infiammazione e dell'instaurarsi di cicatrici al loro interno, porta all'incapacità di respirare a pieni polmoni: la maggior riduzione del flusso d'aria si verifica quando vi è un espiro, cioè quando la pressione del torace comprime le vie aeree. Ciò può comportare la presenza di un quantitativo eccessivo di aria residua nei polmoni al momento di compiere il respiro successivo, con il risultato di avere un aumento del volume totale di aria nei polmoni: l'iperinalazione.

Bassi livelli di ossigeno e, infine, elevati livelli di anidride carbonica nel sangue, possono instaurarsi a causa di un cattivo scambio di gas dovuto alla ridotta ventilazione dovuta, a sua volta, all'ostruzione delle vie aeree, all'iperinalazione e ad un ridotto desiderio di respirare. Durante le riacutizzazioni, l'infiammazione delle vie aeree aumenta, con conseguente aumento dell'iperinalazione, ridotto flusso espiratorio e peggioramento del trasferimento dei gas. I bassi livelli di ossigeno, se presenti per un periodo prolungato, possono causare il restringimento delle arterie nei polmoni, mentre l'enfisema porta alla rottura dei capillari. Entrambe queste situazioni causano un aumento della pressione sanguigna nelle arterie polmonari, che possono evolvere in una condizione conosciuta come "cuore polmonare".

Segni e sintomi

I sintomi più comuni della BPCO sono la produzione di espettorato, dispnea e tosse produttiva. Questi sintomi si presentano per un periodo prolungato e di solito peggiorano nel tempo. A un paziente affetto da BPCO può essere necessario più tempo per compiere l'espiro che per l'inspiro. Può percepire un senso di oppressione toracica, anche se non è frequente e la presenza di un torace a botte è un segno caratteristico della BPCO, ma è relativamente raro. Solitamente, il primo sintomo che si verifica è la presenza di una tosse cronica. Quando essa persiste per più di tre mesi all'anno e per più di due anni, in combinazione con la produzione di espettorato e senza che vi sia un'altra spiegazione, per definizione vi è la presenza di una bronchite cronica. Questa condizione può verificarsi prima che la BPCO si sviluppi completamente. La dispnea è spesso il sintomo più fastidioso. In genere la mancanza di respiro è peggiore quando si è sotto sforzo e peggiora nel tempo. Negli stadi avanzati si verifica anche durante il riposo e può essere presente costantemente. Si tratta di una fonte di ansia per il paziente e comporta una scarsa qualità della vita. Molte persone con BPCO avanzato respirano attraverso le labbra serrate e ciò per alcuni può migliorare i sintomi della dispnea.

La BPCO avanzata conduce ad un aumento di pressione nelle arterie polmonari. Questa situazione viene indicata come cuore polmonare e porta a segni clinici come il gonfiore delle gambe e la sporgenza delle vene del collo. La BPCO è più comune di qualsiasi altra malattia polmonare come causa di cuore polmonare. La presenza di questa condizione è diventata tuttavia meno comune da quando si ricorre all'ossigenoterapia. La BPCO si verifica spesso insieme ad un certo numero di altre condizioni dovute in parte a fattori di rischio comuni. Queste condizioni includono: cardiopatia ischemica, ipertensione arteriosa, diabete mellito, atrofia muscolare, osteoporosi, cancro del polmone, disturbi d'ansia e depressione.

Diagnosi

Spirometria, saturazione dell'ossigeno, radiografia del torace, emogasanalisi (specie in acuto).

Segni di broncopatia cronica alla radiografia del torace:

• Iperdistensione polmonare
• Diaframma appiattito
• Ombra cardiaca allungata
• Spazio aereo retrosternale aumentato
• Perdita della vascolarizzazione e comparsa di bolle
• La comparsa di cuore polmonare cronico determina aumento del peduncolo vascolare ilare con ingrandimento dell’ombra cardiaca.

Cenni di trattamento

Le uniche misure che hanno dimostrato di ridurre la mortalità sono la sospensione dal fumo e l'assunzione di ossigeno. L'astinenza dal fumo diminuisce il rischio di morte del 18%. La riabilitazione respiratoria è un programma di esercizi fisici, di consulenza e di gestione della malattia, coordinato e multidisciplinare proposto per portare beneficio al paziente. Un regolare esercizio fisico o un programma di riabilitazione respiratoria, può portare a miglioramenti nei sintomi della malattia. La terapia farmacologica si basa sull'uso di broncodilatatori, corticosteroidi e antibiotici nelle riacutizzazioni. L'ossigenoterapia ha una importanza marcata nelle riacutizzazioni e nella prevenzione del cuore polmonare.

Prognosi

La BPCO solitamente peggiora nel tempo, e in ultima analisi, può portare alla morte. Si stima che il 3% di tutte le disabilità siano legate alla BPCO. La sopravvivenza a 10 anni dall'insorgenza è del 40%.

Asma

L'asma è una malattia infiammatoria caratterizzata da ostruzione generalmente reversibile delle vie aeree inferiori spesso in seguito a sensibilizzazione da parte di allergeni. Talvolta però l'ostruzione bronchiale può essere irreversibile. Vi giocano un ruolo importante numerose cellule, in particolare i mastociti, i granulociti eosinofili e i linfociti T. Nei soggetti predisposti, questa infiammazione provoca episodi ricorrenti di respiro sibilante e fischiante, difficoltà respiratoria, senso di costrizione toracica e tosse. Tali episodi si presentano generalmente "a crisi" lasciando periodi di relativo benessere fra una crisi e l'altra. I sintomi elencati sono di solito associati con diffusa ma variabile broncorestrizione reversibile dopo terapia con broncodilatatori o spontaneamente. L'infiammazione provoca anche un aumento della risposta delle vie aeree a numerosi stimoli più o meno specifici. I sintomi infine non sono sufficienti da soli per diagnosticare l'asma, perché potrebbero essere indotti da altre patologie quali bronchiti, enfisema o scompenso cardiaco. Capita spesso, peraltro, che nel linguaggio comune la parola "asma" venga utilizzata come sinonimo di "dispnea" o "mancanza di respiro", anche se di origine completamente diversa dal vero asma bronchiale: ad esempio nella vecchia definizione dello scompenso cardiaco acuto si parlava appunto di "asma cardiaco" che nulla ha a che fare con l'infiammazione dei bronchi. Pertanto, a differenza della definizione riportata nei testi degli anni settanta e ottanta, che facevano riferimento unicamente alle modificazioni funzionali e quindi al broncospasmo, l'attuale definizione sottolinea il ruolo determinante dell'infiammazione nella genesi dei sintomi e delle alterazioni funzionali. Questo dato ha un risvolto terapeutico importante ponendo i farmaci antinfiammatori come cardine della terapia dell'asma.

Epidemiologia

Nel 2011, 235-300.000.000 persone erano affette da asma nel mondo, e circa 250.000 persone muoiono ogni anno a causa della malattia. È più comune nei paesi sviluppati rispetto ai paesi in via di sviluppo. Il tasso globale di asma è aumentato in modo significativo tra il 1960 e il 2008 ed essa è stata riconosciuta come un importante problema di sanità pubblica dal 1970. L'asma può insorgere a qualsiasi età ma il picco d'incidenza si verifica a 3 anni. Buona parte dei soggetti asmatici nell'infanzia diventano asintomatici nell'adolescenza o in età adulta ma talvolta la sintomatologia non scompare oppure ricompare in età adulta, soprattutto nei casi di asma grave. Negli adulti la sintomatologia tende a cronicizzare e i soggetti raramente tornano asintomatici.