FISIOPATOLOGIA RESPIRATORIA Prof. Annalisa Cogo annalisa.cogo@unife.it Centro Studi Biomedici Applicati allo Sport

DIAGNOSTICA FUNZIONALE RESPIRATORIA Volumi Polmonari Flussi Diffusione alveolo capillare Muscolatura Respiratoria Valutazione ossigenazione Valutazione della Capacità di Esercizio

Utilizzo dei test di funzionalità respiratoria Diagnostico Valutare sintomi o segni o esami di lab. anormali Misuare l’effetto di una malattia sulla funzione polmonare. Fare screening dei soggetti a rischio (es. fumatori) Valutare il rischio preoperatorio Definire una prognosi Valutare stato di salute prima di iniziare un programma di intensa attività fisica.

Utilizzo dei test di funzionalità respiratoria Monitoraggio Valutare l’efficacia della terapia Monitorare l’andamento di una patologia polmonare Monitorare soggetti esposti a rischio lavorativo/ambientale Valutare le limitazioni funzionali/invalidità. Valutare i pazienti da inserire in programmi di riabilitazione respiratoria Indagini epidemiologiche o ricerche cliniche

Volumi Polmonari Statici Volume Corrente: quantità di aria che viene mobilizzata in un atto respiratorio Ventilazione minuto (VE): Volume Corrente x Frequenza Respiratoria Capacità Vitale (CV): massima quantità di aria mobilizzata in un atto respiratorio massimale Volume Residuo (VR): aria che resta nel polmone al termine di un’espirazione massimale Capacità Polmonare Totale (CPT) = CV + VR = massima quantità di aria contenuta nel polmone

CURVA DI ESPIRAZIONE FORZATA Si fa compiere al soggetto un’ inspirazione massimale (fino a CPT), seguita da un’espirazione massimale fino a VR. Soggetto può essere seduto o in piedi e deve indossare uno stringinaso. I valori sono paragonati a valori teorici (o predetti) costruiti in base a: Età, Sesso, Altezza, Peso, Etnia VEMS = volume espiratorio massimo nel primo secondo VEMS/CV = indice di Tiffenau

Criteri fondamentali Accettabilità (salita rapida, presenza di picco, svuotamento fino a VR, non interruzioni, non colpi di tosse...) Riproducibilità (delta  150mL tra 3 CV e 3 VEMS) Controllare sempre altezza, età, sesso

ERRORI I 2 errori più frequenti sono: Inizio lento per cui il PEF viene raggiunto più tardi e a un volume inferiore (= PEF ) 2. Espirazione che non arriva fino a volume residuo: in questo modo cambino i valori dei FEF.

Se questo non è disponibile: VEMS/CV < 88% del predetto OSTRUZIONE Riduzione sproporzionata del flusso massimale rispetto ai volumi. Implica un restringimento delle vie aeree durante l’espirazione ed è rappresentato da una  del rapporto VEMS/CV < 5° percentile. F -0.19 x E + 89.1 +- 10.7 M = -0.18 x E + 87.21 +-11.8 Se questo non è disponibile: VEMS/CV < 88% del predetto La prima alterazione associata con ostruzione è un rallentamento nella parte finale dello spirogramma = forma concava

< LLN (5° percentile) DIAGNOSI 1. VEMS/CV < LLN (5° percentile) < 88% del teorico negli uomini 2. Se VEMS/CV > valori sopra riportati 1. normale per capirlo guardo VEMS e CV che devono essere >80% del teorico 2 sospetto restrizione se sono < 80% del predetto---- misurare Volume Residuo OSTRUZIONE

Diagnosi di ostruzione al flusso aereo Si raccomanda di identificare l’ostruzione sulla base del FEV1/VC <5° percentile del predetto (<88%) L’impiego di FVC invece di VC rende meno sensibile il test. L’uso di FEV1/VC < 0.70 sovrastima l’ostruzione negli anziani e la sottostima nei giovani. 21

PERCHE’ CV e non CVF ? Il rapporto VEMS/CV è più accurato nell’identificare i pattern ostruttivi. Infatti la CVF è più dipendente dai flussi e dai volumi e potrebbe essere ridotta in modo armonico alla riduzione del VEMS dando così origine ad un rapporto VEMS/CVF normale.

Necessità di misurare la CV lenta Quando le vie aeree si collassano precocemente in espirazione. Anche in questo caso la curva ha un aspetto concavo, la CPT è normale ed il VR è alto.

Gravità dell’ostruzione Livello VEMS% predetto Lieve >70 Moderato <70  60 Moderatamente grave <60  50 Grave <50  35 Molto grave < 35

REVERSIBILITA’ dell’OSTRUZIONE BRONCHIALE Si somministra un farmaco broncodilatatore a breve durata d’azione (in genere salbutamolo 400mcg in 4 somministrazioni successive con distanziatore )e si ripete la spirometria Se il VEMS   12% in valore percentuale E  200mL in valore assoluto  REVERSIBILE

RESTRIZIONE VEMS/CV normale La presenza di restrizione può essere sospettata quando la CV é ridotta ma il rapporto VEMS/CV é = o  e la curva flusso-volume non ha un aspetto concavo. MA la sola  di CV é associata a  della CPT solo nel 50% dei casi. CPT < 5°percentile del predetto o 80% del predetto

Test di Stimolazione Bronchiale

IPERREATTIVITÀ BRONCHIALE Curve dose-risposta alla metacolina 40 120 240 400 800 1600 3200 Dose (µg di metacolina) 10 20 30 50 60 70 ΔFEV1% PD15FEV1= 31 µg PD20FEV1= 49 µg PD30FEV1= 92 µg Nel pannello di sinistra è raffigurata la curva dose-risposta del test alla metacolina in un soggetto normale e, nel pannello di destra, quella di un soggetto con asma.

Algoritmo per la diagnosi funzionale di asma Sintomi: tosse, sibili, dispnea, intolleranza allo sforzo Sospetto clinico di Asma Spirometria Test di broncostimolazione no Sindrome ostruttiva? sì Diagnosi alternative all’Asma Iperreattività bronchiale? Test di reversibilità no sì Trattamento ex adiuvantibus 4-6 settimane Ostruzione reversibile? no sì sì no Diagnosi di Asma Diagnosi alternative all’Asma

MISURA DEL VOLUME RESIDUO: DILUIZIONE con ELIO

MISURA DEL VOLUME RESIDUO: CABINA PLETISMOGRAFICA

Livelli di gravità per DLCO Livello di gravità DLCO%predetto Lieve >60% <LLN Moderato <60%  40% Grave < 40%

Valutazione Capacità di Esercizio 1. Test del cammino dei 6 minuti (6MWT) Si calcola la distanza percorsa in 6 minuti dal soggetto durante una camminata lungo un corridoio di 25-30 m, alla massima velocità sostenibile. Il soggetto indossa un pulsossimetro per la misura della FC e della SpO2 (desaturazione durante esercizio) 2. Test da sforzo cardiorespiratorio (CPT)

CPT: OBIETTIVI Far esercitare un soggetto al massimo della sua capacità per ottenere gli indicatori della funzionalità cardiorespiratoria. Nel soggetto normale l’esercizio è generalmente limitato dalla capacità della muscolatura scheletrica di utilizzare l’ossigeno piuttosto che dalla capacità cardiaca/ventilatoria.

RISPOSTA NORMALE ALL’ESERCIZIO Portata Cardiaca sale dal livello di riposo (5L/min) ad un massimo di circa 20L/min. A carichi di lavoro leggeri si ha incremento sia della gittata (da 80 a circa 110mL) sia della frequenza cardiaca. Per carichi di lavoro maggiori l’incremento è solo della frequenza Pressione sistolica sale da circa 120mmHg a circa 200- 250mmHg Pressione diastolica sale di circa 10-15mmHg Ventilazione incrementa da 5-10L/min fino a circa 200L/min. L’incremento è ottenuto all’inizio con un incremento del volume corrente (fino a circa il 65% della capacità vitale) e poi della frequenza respiratoria (fino a circa 60/min). L’incremento della ventilazione non è comunque sufficiente a soddisfare le richieste metaboliche dell’organismo in corso di esercizio massimale. Per soddisfarle si ha una maggiore estrazione di O2 dal sangue rispetto alla condizione di riposo e l’attivazione del metabolismo anaerobico con l’incremento dell’esercizio .

TEST da SFORZO CARDIORESPIRATORIO: PARAMETRI VO2 Velocità di Consumo di ossigeno = indice del lavoro svolto VO2max Consumo di ossigeno al massimo sforzo = misura della massima capacità di esercizio fisico del soggetto VCO2 Velocità di produzione di anidride carbonica MVV Massima ventilazione volontaria: Il volume di aria ventilato in 12 sec di respirazione rapida e profonda (forzata) VEmax Ventilazione al massimo dell’esercizio VEmax pred La massima capacità ventilatoria durante esercizio estrapolata da MVV o VEMS (=VEMS x 0.35-0.40) Riserva Ventilatoria: differenza tra MVV e VE max

SOGLIA ANAEROBICA Il momento in cui il metabolismo anaerobico comincia a contribuire alla produzione di energia. E’ caratterizzato da un incremento del quoziente respiratorio (R = CO2/O2) dovuto al fatto che viene prodotta anidride carbonica senza equivalente consumo di ossigeno. E’caratterizzato anche dal cambiamento di pendenza della curva VE/VO2 poiché la ventilazione incrementa più del consumo di ossigeno.

VE e VO2 max in soggetto normale durante esercizioincrementale.