Ipercapnia

Mentre fornisce ossigeno al corpo, l'apparato respiratorio rimuove contemporaneamente il prodotto metabolico, l'anidride carbonica (anidride carbonica, CO2), che il sangue trasporta dai tessuti agli alveoli polmonari e, grazie alla ventilazione alveolare, viene eliminata dal sangue. L'ipercapnia, quindi, si riferisce a un livello anormalmente elevato di anidride carbonica nel sangue.

Epidemiologia

Secondo le statistiche straniere, in caso di obesità con un BMI di 30-35, la sindrome da ipoventilazione si sviluppa nel 10% dei casi e con un indice di massa corporea di 40 e oltre, nel 30-50%.

Nei pazienti con ipercapnia grave, la mortalità dovuta a insufficienza respiratoria è in media del 65%.

Le cause ipercapnia

Gli pneumologi citano le seguenti ragioni per l'aumento dei livelli di anidride carbonica (la sua pressione parziale – PaCO2) nel sangue:

• bronchite cronica ostruttiva e BPCO;
• esacerbazione dell'asma e riduzione prolungata della pervietà delle vie aeree (ostruzione), che porta allo stato asmatico;
• ipertensione polmonare, che può essere associata a danni agli alveoli nella bronchiolite cronica obliterante, nell'enfisema polmonare, nella polmonite, nonché nella silicosi e in altre malattie polmonari - malattie professionali delle vie respiratorie;
• sindrome da distress respiratorio dell'adulto;
• riduzione del volume respiratorio, anche nei casi di pneumosclerosi (spesso causata da bronchite cronica); atelettasia polmonare e bronchiectasia cronica; problemi cardiaci e alcune malattie sistemiche;
• apnea notturna, che influisce negativamente sull'equilibrio di O2 e CO2 nel sangue a causa della respirazione superficiale e intermittente; [ 1 ]
• diminuzione del tono e/o dell'elasticità del diaframma e dei muscoli respiratori intercostali nelle miopatie di natura distrofica o neurologica, ad esempio miastenia, sclerosi laterale amiotrofica, sindrome di Guillain-Barré.

Ipercapnia e ictus, traumi cranici e tumori cerebrali possono essere correlati eziologicamente a causa di disturbi circolatori cerebrali e danni al centro respiratorio del midollo allungato.

Inoltre, si osserva anche ipercapnia metabolica, causata da squilibrio elettrolitico (squilibrio acido-base) durante la febbre, disturbi ormonali (ipercorticismo, tireotossicosi), malattie nefrologiche (insufficienza renale), alcalosi metabolica e sviluppo di sepsi. [ 2 ]

L'ipercapnia nei bambini può essere causata da:

• malformazioni congenite dell'apparato broncopolmonare;
• sindrome da distress respiratorio nei neonati;
• aspirazione delle vie respiratorie dei neonati con liquido amniotico e meconio;
• ipertensione polmonare persistente del neonato.

Nei neonati prematuri si sviluppa una carenza di ossigeno nel sangue (ipossiemia e ipercapnia) associata a displasia broncopolmonare associata a supporto respiratorio artificiale (SLA) prolungato. [ 3 ]

Fattori di rischio

Oltre alle frequenti lesioni polmonari infettive (broncopolmonite e polmonite) e a tutte le malattie broncopolmonari croniche, il rischio di ipercapnia aumenta con:

• fumo;
• elevato grado di obesità (con sovrappeso e BMI superiore a 30-35, la respirazione diventa difficoltosa);
• danni polmonari causati dall'inalazione di sostanze tossiche o dall'inalazione di aria contenente concentrazioni anormalmente elevate di CO2;
• ipotermia (ipotermia);
• cancro ai polmoni;
• forti dosi di alcol, overdose di derivati dell'oppio (che deprimono la respirazione centrale);
• deformazioni del torace, in particolare con curvatura della colonna vertebrale;
• patologie autoimmuni con fibrosi sistemica (artrite reumatoide, fibrosi cistica, ecc.);
• la presenza di anomalie genetiche: ipoventilazione centrale congenita o sindrome della maledizione di Ondine.

Patogenesi

Durante il processo del metabolismo cellulare, l'anidride carbonica viene prodotta nei mitocondri, che poi si diffonde nel citoplasma, nello spazio intercellulare e nei capillari, dissolvendosi nel sangue, cioè legandosi all'emoglobina degli eritrociti. L'eliminazione della CO2 avviene durante la respirazione attraverso lo scambio gassoso negli alveoli, ovvero la diffusione del gas attraverso le membrane alveolo-capillari. [ 4 ]

Normalmente (a riposo), il volume respiratorio è di 500-600 ml; la ventilazione polmonare è di 5-8 l/min e il volume minuto della ventilazione alveolare è di 4200-4500 ml.

Spesso equiparando ipercapnia, ipossia e acidosi respiratoria, i fisiologi associano la patogenesi dell'aumento della pressione parziale dell'anidride carbonica (PaCO2) nel sangue a una ventilazione alterata, ovvero a un'ipoventilazione alveolare, la cui conseguenza è l'ipercapnia.

A proposito, ipercapnia e acidosi sono interconnesse, poiché l'acidosi respiratoria con una diminuzione del pH del sangue arterioso è una violazione dell'equilibrio acido-base con un aumento del contenuto di anidride carbonica nel sangue, causato dall'ipoventilazione. È l'acidosi respiratoria che spiega mal di testa, sonnolenza diurna, tremori e convulsioni, problemi di memoria. [ 5 ]

Ma una diminuzione del livello di CO2 nel sangue – ipocapnia e ipercapnia (cioè il suo aumento) – sono condizioni diametralmente opposte. In questo caso, l'ipocapnia si verifica con iperventilazione dei polmoni. [ 6 ]

Ma torniamo al meccanismo di sviluppo dell'ipercapnia. Durante la ventilazione polmonare, non tutta l'aria espirata (circa un terzo) viene liberata dall'anidride carbonica, poiché una parte di essa rimane nel cosiddetto spazio morto fisiologico dell'apparato respiratorio, ovvero il volume d'aria nei suoi vari segmenti, che non è immediatamente soggetto allo scambio gassoso. [ 7 ]

Le malattie broncopolmonari e altri fattori causano alterazioni del letto capillare polmonare e della struttura del tessuto alveolare, riducono la superficie di diffusione e la perfusione alveolare, aumentando inoltre il volume dello spazio morto, dove il livello di O2 è basso e il contenuto di CO2 è molto alto. E con il successivo ciclo respiratorio (inspirazione-espirazione), l'anidride carbonica non viene completamente eliminata, ma rimane nel sangue. [ 8 ]

Ad esempio, nella bronchite cronica ostruttiva, a causa della ridotta ventilazione alveolare, si osservano ipossiemia e ipercapnia, cioè il livello di ossigeno nel sangue diminuisce e quello di anidride carbonica aumenta.

L'ipercapnia cronica con bassi livelli di O2 nel sangue può verificarsi in assenza di cause evidenti, principalmente a carico dell'apparato respiratorio. In tali casi, l'ipoventilazione alveolare è associata a un disturbo (molto probabilmente genetico) nella funzione dei chemiocettori centrali della CO2 nel midollo allungato o dei chemiocettori nei corpi carotidei della parete esterna dell'arteria carotide. [ 9 ]

Sintomi ipercapnia

La sindrome da ipercapnia a lento sviluppo, o più precisamente la sindrome da ipoventilazione alveolare, può essere asintomatica e i suoi primi segni (mal di testa, vertigini, sensazione di affaticamento) sono aspecifici.

I sintomi dell'ipercapnia possono includere anche: sonnolenza, vampate di calore sulla pelle del viso e del collo, tachipnea (respiro accelerato), frequenza cardiaca anomala con aritmia, aumento della pressione sanguigna, spasmi muscolari e tremore oscillatorio delle mani e svenimento.

La dispnea (mancanza di respiro) è un sintomo piuttosto frequente, anche se ipercapnia e mancanza di respiro possono essere indirettamente correlate, poiché nelle malattie broncopolmonari si osserva una respirazione superficiale ma frequente (che porta al deterioramento della ventilazione alveolare).

Il quadro clinico dell'ipercapnia grave è caratterizzato da battito cardiaco irregolare, convulsioni, confusione e perdita di coscienza, disorientamento e attacchi di panico. Allo stesso tempo, se il cervello e il cuore non ricevono abbastanza ossigeno, il rischio di coma o arresto cardiaco è elevato.

La condizione di emergenza è l'ipercapnia acuta o l'insufficienza polmonare ipossiemica acuta.

L'ipercapnia permissiva si riferisce all'elevata pressione parziale di CO2 dovuta all'ipoventilazione nei pazienti sottoposti a ventilazione meccanica con danno polmonare dovuto a sindrome da distress respiratorio acuto o esacerbazione dell'asma bronchiale. [ 10 ]

Complicazioni e conseguenze

L'ipercapnia da moderata a grave può causare complicazioni significative e conseguenze negative.

L'ipercapnia e l'ipossia provocano la carenza di ossigeno nel corpo.

Inoltre, livelli elevati di anidride carbonica nel sangue provocano un aumento della gittata cardiaca con un forte aumento della pressione arteriosa e intracranica; ipertrofia del ventricolo destro del cuore (cuore polmonare); cambiamenti nel sistema ormonale, nel cervello e nel sistema nervoso centrale - con determinate reazioni mentali e stati di irritabilità, ansia e panico.

E, naturalmente, può verificarsi improvvisamente un'insufficienza respiratoria, che può portare alla morte. [ 11 ]

Diagnostica ipercapnia

Poiché i disturbi della ventilazione alveolare hanno molteplici cause, l'esame del paziente, la sua anamnesi e i suoi reclami vengono integrati da studi sugli organi respiratori, sullo stato dei muscoli respiratori e della circolazione cerebrale, dall'identificazione di disturbi ormonali e metabolici, patologie renali, ecc. Pertanto, la diagnosi può richiedere il coinvolgimento di specialisti competenti.

Sono necessari esami del sangue per valutare la composizione del gas, il livello di pH, il contenuto di bicarbonato nel plasma, ecc.

Si eseguono esami diagnostici strumentali: spirometria polmonare, capnometria e capnografia (determinazione della pressione parziale di CO2 nel sangue arterioso), esame radiografico della funzionalità polmonare, ECEE; se necessario - ecografia e TC di altri apparati e organi

La diagnosi differenziale è finalizzata a determinare l'eziologia dell'ipercapnia. [ 12 ]

Trattamento ipercapnia

Quando si conosce con precisione la causa dell'ipercapnia, il trattamento è mirato alla malattia broncopolmonare sottostante e vengono prescritti farmaci appropriati.

Innanzitutto, si tratta di broncodilatatori: Alupent (Orciprenalina), Atrovent, Isadrin, Aerophyllin, Hexaprenalina, ecc.

La fisioterapia è ampiamente utilizzata anche per la bronchite ostruttiva e la BPCO; per maggiori dettagli, vedere Fisioterapia per la broncopneumopatia cronica ostruttiva.

Benzomopina, Azamolin, Oliphen e altri antiipoxanti sono prescritti in caso di carenza di ossigeno. Pertanto, il farmaco Oliphen (compresse e soluzione iniettabile) è controindicato nei pazienti con disturbi della circolazione cerebrale e i suoi effetti collaterali sono limitati a orticaria allergica e ipotensione arteriosa moderata. [ 13 ], [ 14 ]

La ventilazione meccanica in ipercapnia (con intubazione endotracheale) è necessaria nei casi di insufficienza respiratoria acuta. Per migliorare lo scambio gassoso e prevenire problemi respiratori e ipossiemia, si utilizza la ventilazione non invasiva a pressione positiva (in cui l'ossigeno viene fornito attraverso una maschera facciale). [ 15 ]

Prevenzione

Per evitare l'ipercapnia è necessario:

• smettere di fumare e limitare il consumo di alcol;
• sbarazzarsi dei chili di troppo;
• trattare tempestivamente le malattie broncopolmonari, prevenendone la cronicizzazione e monitorandone la condizione in presenza di patologie sistemiche e autoimmuni;
• Evitare di inalare gas tossici
• mantenere il tono muscolare (mediante esercizio fisico regolare e, se possibile, attività sportiva).

Previsione

L'ipercapnia ha una prognosi variabile, che dipende dalla sua eziologia. E più giovane è il paziente, meglio è. [ 16 ]

In caso di ipercapnia grave, la disfunzione dell'apparato respiratorio, l'arresto dell'attività cardiaca e la morte delle cellule cerebrali per mancanza di ossigeno rappresentano una minaccia molto concreta.