Sezione:

Questo studio ha dimostrato che, per i pazienti che giace in decubito laterale, un aumento significativo scambio di gas è stata presente con un polmone normale giù in circa il 60% di pazienti selezionati casualmente con unilaterale parenchimale polmonare malattia, ed era vero il contrario, in circa il 40% dei pazienti.

Nei nostri 16 pazienti in cui è stato eseguito uno studio completo, abbiamo scoperto che le differenze nella PaO2 tra il polmone normale e quello malato nella posizione dipendente erano significativamente correlate alle differenze nella ventilazione frazionata che andava al polmone normale tra il dipendente e la posizione supina. Inoltre, abbiamo scoperto che quest’ultimo era correlato in modo significativo al volume di chiusura. Pertanto, questo risultato indica che maggiore è la ventilazione frazionata che va al polmone normale nella posizione dipendente, migliore è l’ossigenazione con il polmone normale nella posizione dipendente. Viceversa, minore è la ventilazione frazionata al polmone normale nella posizione dipendente, peggiore è l’ossigenazione con il polmone normale nella posizione dipendente. È stato anche dimostrato che più basso è il volume di chiusura, maggiore è la ventilazione frazionata al polmone normale nella posizione dipendente e, al contrario, maggiore è il volume di chiusura, minore è la ventilazione frazionata al polmone normale nella posizione dipendente. Pertanto, un normale schema di effetto posturale sulla distribuzione della ventilazione al polmone dipendente è stato invertito nei pazienti con aumento del volume di chiusura. Così, l’ossigenazione nel recumbency laterale in pazienti con malattia polmonare unilaterale potrebbe essere influenzata dalla ventilazione frazionaria al polmone dipendente e quest’ultimo, a sua volta, potrebbe essere influenzato dal volume di chiusura.

Nel polmone verticale normale, a causa delle differenze di pressione idrostatica all’interno del polmone, il flusso sanguigno per unità di volume aumenta dall’alto verso il basso raggiungendo i valori più alti alle basi dei polmoni (1). Questo modello è influenzato da cambiamenti di postura. Nella posizione del decubito laterale, le regioni dipendenti sono meglio perfuse.

La distribuzione della ventilazione è anche dipendente dalla gravità, in modo che normalmente la ventilazione alla base superi quella all’apice quando si respira a capacità residua funzionale (FRC). Qualsiasi cambiamento nella postura influenza la distribuzione della ventilazione, in quanto fa il flusso sanguigno. Il polmone dipendente è meglio ventilato del polmone più in alto nella posizione del decubito laterale (2).

Negli adulti normali, non ci sono differenze significative nello scambio gassoso tra le posizioni del decubito laterale sinistro e destro (3). Tuttavia, è stato riportato che nella malattia polmonare unilaterale, una PaO2 significativamente più alta si verifica quando il paziente giace con il polmone normale verso il basso (3, 4). L’aumento dei valori di PaO2 è probabilmente il risultato di un miglioramento dello shunt da destra a sinistra o di una migliore corrispondenza tra ventilazione e perfusione quando il polmone non affetto dipende, rispetto alla situazione in cui il polmone interessato dipende (5).

In contrasto con la situazione negli adulti, l’ossigenazione nei neonati può essere migliorata se il bambino con malattia polmonare unilaterale è posizionato con il polmone normale più in alto (10). Nei neonati e nei bambini molto piccoli, è stato dimostrato che la ventilazione è distribuita preferenzialmente al polmone più alto (14). La parete toracica di un bambino è più floppier di quella di un adulto e la pressione pleurica a riposo in un bambino è più vicina alla pressione atmosferica. Pertanto, nella postura del decubito laterale, la chiusura delle vie aeree periferiche è più probabile che si verifichi nelle regioni polmonari dipendenti e la ventilazione sia distribuita verso il polmone più alto (15). Un’ulteriore spiegazione si basa su una differenza di pressione idrostatica transaddominale molto ridotta nel bambino, riducendo così il vantaggio funzionale del diaframma dipendente.

Anche negli adulti è stata osservata un’inversione della distribuzione gravitazionale della ventilazione a FRC quando il volume di chiusura è aumentato. Quindi, le vie aeree dipendenti tenderanno a chiudersi durante la respirazione di marea, come fanno nei soggetti anziani (16). La capacità di chiusura (CC) è la somma del volume di chiusura e del volume residuo. Quando il volume di chiusura aumenta fino a quando non invade un normale intervallo di respirazione (es., quando CC > FRC), parte del flusso sanguigno polmonare sarà distribuito agli alveoli con vie aeree chiuse, di solito nelle parti dipendenti dei polmoni. Ciò costituirà uno shunt o un ridotto rapporto ventilazione-perfusione e diminuirà l’ossigenazione arteriosa. Qualsiasi diminuzione fisiologica di FRC aumenterà questa differenza. L’influenza fisiologica più comune è posturale. Il FRC in posizione supina è notevolmente inferiore a quello in posizione verticale, in modo che anche in soggetti normali 44 anni di età o più anziani, CC può essere uguale o superiore FRC quando supina. D’altra parte, nella postura eretta, CC non supera FRC fino a circa 65 anni di età (11). Pertanto, l’invasione del volume di chiusura su FRC è una funzione dell’invecchiamento. In questo studio, l’analisi dei gas del sangue arterioso è stata eseguita in posizione sdraiata, in modo che qualsiasi differenza tra CC e FRC potrebbe essere stata migliorata. A sua volta, questo avrebbe reso il problema più evidente nei pazienti che avevano già un volume di chiusura aumentato.

Il volume di chiusura aumenta anche nei fumatori di sigarette (17) e nei pazienti con insufficienza cardiaca congestizia (18). Si potrebbe presumere che la polmonite unilaterale o la tubercolosi polmonare stessa possano produrre un aumento del volume di chiusura. Tuttavia, a nostra conoscenza, non sono state pubblicate relazioni su questo argomento. Inoltre, nonostante il fatto che questi due gruppi di pazienti avessero risposte diverse alla postura, avevano in comune una malattia polmonare unilaterale. Pertanto, la malattia polmonare unilaterale da sola non potrebbe essere la causa diretta dell’aumento del volume di chiusura e della diversa risposta alla postura.

Nei soggetti anziani, le parti superiori dei polmoni sono meglio perfuse rispetto ai soggetti giovani (16). Inoltre, in una malattia polmonare parenchimale come la polmonite o la tubercolosi, il riempimento alveolare può causare anomalie dello scambio gassoso e la vasocostrizione polmonare ipossica può dirigere il flusso sanguigno polmonare lontano da alveoli scarsamente ventilati.

Pertanto, riteniamo che l’effetto posturale sullo scambio gassoso nei pazienti con aumento del volume di chiusura e malattia polmonare unilaterale potrebbe essere diverso dalla situazione negli adulti normali, ma simile a quella nei neonati.

In pazienti adulti con volume di chiusura normale e malattia polmonare unilaterale, la perfusione gravitazionalmente aumentata al polmone dipendente sarebbe accompagnata da una maggiore ventilazione con il polmone normale nella posizione dipendente; l’ossigenazione risultante sarebbe buona. Quando il polmone malato dipende, la ventilazione regionale a questo polmone anormale dipendente non potrebbe essere aumentata in modo appropriato (4) e l’ossigenazione sarebbe scarsa. Pertanto, in questo studio abbiamo calcolato la differenza di PaO2 tra il polmone normale e quello malato nella posizione dipendente come indice dell’effetto posturale sull’ossigenazione, per entrambe le posizioni di decubito laterale nei pazienti con malattia polmonare unilaterale. Abbiamo anche calcolato la differenza nella ventilazione frazionata che va al polmone normale tra la posizione dipendente e la posizione supina come indice dell’effetto posturale sulla distribuzione della ventilazione al polmone normale nella posizione dipendente rispetto alla posizione supina.

Nei pazienti adulti con aumento del volume di chiusura e malattia polmonare unilaterale, abbiamo ragionato che, con il polmone normale nella posizione dipendente,la ventilazione sarebbe distribuita preferenzialmente al polmone malato più in alto, scarsamente perfuso a causa dell’aumento del volume di chiusura; l’ossigenazione risultante sarebbe scarsa. Inoltre, con il polmone malato nella posizione dipendente, la ventilazione sarebbe distribuita preferenzialmente al polmone normale più alto e ben perfuso, che è attribuibile a un flusso sanguigno dipendente sostanzialmente ridotto dalla vasocostrizione ipossica del polmone malato; l’ossigenazione risultante sarebbe buona. Così il modello normale dell’effetto posturale sull’ossigenazione sarebbe invertito in pazienti con volume di chiusura aumentato. Pertanto, abbiamo ipotizzato che il miglioramento della PaO2 con il polmone normale nella posizione dipendente nei pazienti con malattia polmonare unilaterale possa dipendere dall’entità del volume di chiusura.

Rimane la domanda su quanto del polmone deve essere malato affinché la perfusione relativa alla ventilazione sia sufficientemente ridotta per produrre questo effetto. Il grado di deviazione del flusso dal sito ipossico con un processo patologico localizzato dipende dalla dimensione del segmento ipossico; più piccola è la regione ipossica, maggiore è la deviazione percentuale del flusso sanguigno da quel segmento (19, 20). Man mano che il segmento del test ipossico diventa più grande, la sua attività si manifesta con aumenti più sostanziali della pressione arteriosa polmonare transmurale e della pressione di perfusione; il segmento ipossico più grande diventa meno efficace nel deviare il flusso sanguigno (20). Riteniamo quindi che una quantità minima di coinvolgimento polmonare, nel senso di una soglia, potrebbe non essere un requisito essenziale per deviare il flusso sanguigno da un polmone malato. Nell’uomo, l’ipossia in un singolo lobo del polmone provoca un rapido declino della perfusione del lobo tale che il flusso sanguigno regionale è la metà di quello durante la normossia (21). In questo studio, abbiamo appositamente selezionato soggetti con malattia polmonare unilaterale, in cui è stato coinvolto almeno un lobo polmonare.

Al fine di stimare approssimativamente quale percentuale di popolazione generale di pazienti con malattia polmonare unilaterale può ottenere una migliore ossigenazione posizionando il polmone malato nella posizione dipendente, abbiamo eseguito l’analisi dei gas del sangue arterioso in 44 pazienti selezionati casualmente con polmonite unilaterale o tubercolosi polmonare. Abbiamo scoperto che in 44 pazienti con malattia polmonare unilaterale, circa il 60% ha mostrato una migliore ossigenazione con il polmone normale in posizione dipendente, ma anche che circa il 40% ha mostrato una migliore ossigenazione con il polmone malato in posizione dipendente. Inoltre, questo miglioramento è statisticamente significativo, suggerendo che l’entità dell’effetto posturale non è banale e che l’effetto potrebbe essere clinicamente significativo. Inoltre, tra le due posizioni, entrambi i gruppi hanno mostrato un aaPo significativamente diverso 2. Poiché aaPo 2 è una misura della grandezza del rapporto ventilazione-perfusione, questo risultato implica che un rapporto ventilazione-perfusione significativamente diverso potrebbe esistere tra le due posizioni in entrambi i gruppi.

Questa scoperta di un diverso effetto posturale non è coerente con un rapporto precedente, che suggeriva che giacere sul polmone normale provocasse la massima pressione arteriosa di ossigeno in ogni paziente (4). Tuttavia, altri studi hanno dimostrato che uno scambio gassoso favorevole non era sempre presente quando i pazienti giacevano nella posizione del decubito laterale con il polmone normale verso il basso (3, 6-9).

Nonostante questi risultati incoerenti nelle relazioni precedenti, non è stato condotto nessuno studio sistemico sul motivo per cui sono stati osservati diversi effetti posturali. Pertanto, al fine di comprendere meglio questo fenomeno, abbiamo studiato l’influenza della distribuzione della ventilazione sull’ossigenazione in reclinazione laterale e l’influenza del volume di chiusura sulla distribuzione della ventilazione in una piccola sottopopolazione di pazienti con malattia polmonare unilaterale. I risultati di questo studio hanno dimostrato che l’ossigenazione in recumbency laterale nella malattia polmonare unilaterale può essere influenzata dal volume di chiusura attraverso una conseguente alterazione nella distribuzione della ventilazione al polmone dipendente. Questo risultato sembra essere coerente con precedenti rapporti secondo cui è stato osservato un miglioramento dello scambio gassoso quando il polmone malato è stato posto in posizione dipendente in pazienti neonati con malattia polmonare unilaterale (10) le cui vie aeree dipendenti tendono a chiudersi durante la respirazione di marea, e anche in pazienti adulti con embolia polmonare unilaterale che stavano ricevendo ventilazione meccanica (8). Le ragioni della somiglianza tra quest’ultimo caso e le nostre scoperte potrebbero essere che il polmone non dipendente riceve una maggiore ventilazione regionale nei pazienti ventilati meccanicamente e che il flusso sanguigno è diretto al polmone sano nei pazienti con embolia polmonare (8). Sono necessari ulteriori studi in un numero maggiore di pazienti con malattia polmonare unilaterale per confermare i nostri risultati attuali.

In questa epoca di ventilazione assistita e ausili respiratori, è certamente incoraggiante stabilire la possibilità di migliorare l’ossigenazione arteriosa semplicemente cambiando la posizione del corpo piuttosto che ricorrendo a costosi dispositivi respiratori (22). È noto che i cambiamenti di posizione sono necessari per la prevenzione dell’ulcera da decubito nei pazienti immobilizzati e generalmente si raccomanda che i pazienti costretti a letto debbano essere girati da un lato all’altro ogni 2 h. Tuttavia, può essere necessaria una considerazione della diversa risposta nell’ossigenazione con diverse posizioni corporee per un’ossigenazione ottimale durante l’assistenza respiratoria nei pazienti con malattia polmonare unilaterale.La differenza di PaO2 tra il polmone normale e quello malato in posizione dipendente era strettamente correlata con la differenza di PaO2 tra il polmone normale in posizione dipendente e supina (Figura 4). Se PaO2 con il polmone normale in posizione dipendente è superiore a quello con il polmone malato in posizione dipendente, tende ad essere superiore al PaO2 in posizione supina. D’altra parte, se PaO2 con il polmone normale nella posizione dipendente è inferiore a quella con il polmone malato nella posizione dipendente, tende ad essere inferiore alla PaO2 in posizione supina. Pertanto, per il posizionamento di pazienti con volume di chiusura normale e malattia polmonare unilaterale, posizionare il polmone normale nella posizione dipendente potrebbe essere preferibile posizionare il polmone malato nella posizione dipendente o in posizione supina. Al contrario, per il posizionamento di pazienti con volume di chiusura aumentato, posizionare il polmone malato nella posizione dipendente o in posizione supina potrebbe essere preferibile al polmone normale nella posizione dipendente. Pertanto, raccomandiamo che la posizione del paziente per la massima ossigenazione debba essere scelta su base individuale in base alla documentazione della migliore ossigenazione del paziente mediante analisi dei gas del sangue arterioso o pulsossimetria, e non come una questione di protocollo di routine.

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Fig. 4. Correlazione tra la differenza di PaO2 tra il polmone normale e malato nella posizione dipendente e la differenza di PaO2 tra il polmone normale nella posizione dipendente e supina. È stata osservata una correlazione positiva significativa (r = 0,812, p < 0,001). La linea di identità è indicata.

In conclusione, questo studio ha dimostrato che per i pazienti con malattia polmonare parenchimale unilaterale, giacendo con il polmone normale nella posizione dipendente non sempre si tradurrà in uno scambio di gas ottimale e una pressione arteriosa massima di ossigeno. Non solo la postura, ma anche il volume di chiusura, gioca un ruolo nel determinare il grado di ossigenazione nella reclinazione laterale. Quando il volume di chiusura aumenta con il polmone malato dipendente, meno della ventilazione totale viene distribuita al polmone dipendente e l’ossigenazione migliora progressivamente. Questa osservazione suggerisce che il flusso sanguigno, così come la ventilazione, viene spostato lontano dal polmone anormale dipendente nei pazienti con malattia polmonare unilaterale e aumento del volume di chiusura.