Alcalosi respiratoria e acidosi respiratoria nei pazienti con ventilazione meccanica: quando trattarle e quando accettarle.

31 lug 2021

La ventilazione meccanica deve evitare acidosi respiratoria o alcalosi respiratoria?

Come spesso avviene in medicina (e nella vita…), la risposta a questa domanda non può esaurirsi con un semplice “sì” o “no” ma richiede un approccio un po’ più articolato. La risposta è infatti diversa in caso di acidosi o alcalosi e se la ventilazione meccanica è controllata o assistita.

Anticipo le conclusioni nella figura 1, che poi cercherò di motivare.


Figura 1


In questo post per acidosi ed alcalosi intendiamo disturbi non compensati dell'equilibrio acido base, quindi di condizioni con pH < 7.35 (acidemia) o pH > 7.45 (alcalemia).

Ricordiamo che la ventilazione meccanica si definisce controllata quando il paziente non contribuisce in alcun modo alla ventilazione: la frequenza respiratoria rilevata è uguale a quella impostata, non vi sono segni di trigger inspiratorio né di attività inspiratoria durante l'inspirazione. La ventilazione si definisce invece assistita quando invece almeno la frequenza respiratoria dipende dal paziente: in questo caso si vede l’attivazione del trigger inspiratorio e la frequenza respiratoria è superiore a quella impostata.

Iniziamo ad esaminare i 4 casi sintetizzati nella tabella in figura 1.

ALCALOSI RESPIRATORIA CON VENTILAZIONE CONTROLLATA

E’ in assoluto il caso più semplice da capire e risolvere. L'ipocapnia alla base dell'alcalosi respiratoria è conseguenza unicamente della ventilazione meccanica ed il paziente ne subisce passivamente gli effetti deleteri: vasocostrizione nella circolazione sistemica e riduzione della cessione di ossigeno ai tessuti per spostamento a sinistra della curva di dissociazione dell'emoglobina (figura 2).


Figura 2

La conseguenza può essere ischemia ed ipossia tissutale, particolarmente temibile a livello cerebrale e miocardico.

Questa alcalosi respiratoria deve essere evitata ed è facile farlo: è sufficiente limitare il volume corrente a 6-8 ml/kg di peso ideale e, se nonostante ciò persiste l’ipocapnia, ridurre la frequenza respiratoria quanto basta per rientrare in un range accettabile di pH e PaCO2 accettabile (ad esempio PaCO2 > 30 mmHg e pH < 7.5).

ALCALOSI RESPIRATORIA CON VENTILAZIONE ASSISTITA

In questa condizione l'ipocapnia è una conseguenza dell'aumentata attività dei centri respiratori (figura 3).

Figura 3

L'eventuale modificazione della ventilazione meccanica non potrà risolvere il problema: la riduzione del supporto inspiratorio (o, peggio ancora, la riduzione della sensibilità del trigger inspiratorio) non fa altro che aumentare lo sforzo inspiratorio che il paziente deve generare per mantenere il livello di ventilazione che i centri respiratori comandano. Se la riduzione dell'assistenza inspiratoria dovesse diminuire la ventilazione ed aumentare la
PaCO2, sarebbe segno che i muscoli respiratori, non più adeguatamente assistiti, si sono affaticati ed arresi. In altre parole, la PaCO2 aumenterà solo quando il paziente sarà stremato dallo sforzo di respirare.
L’unica arma sensata per aumentare la
PaCO2 in un paziente con alcalosi respiratoria in ventilazione assistita è ridurre farmacologicamente l’attività dei centri del respiro con la sedazione.

Ma vale la pena farlo? Spesso no, e cerchiamo di capire il perchè.

Uno dei più temibili effetti negativi dell’ipocapnia è la vasocostrizione cerebrale, che però non dovrebbe essere un problema in ventilazione assistita.

L'acidità del pH liquorale è il principale stimolante dei centri del respiro, e quindi la causa prima di iperventilazione ed ipocapnia.  Esistono anche altri stimoli dei centri del respiro, sia corticali che periferici, ma di norma sono secondari rispetto all’importanza che ha la concentrazione di liquorale H+

Possiamo ragionevolmente pensare che un soggetto ipocapnico in ventilazione assistita abbia acidosi liquorale (quindi una elevata concentrazione di H+) che stimola i centri respiratori e l'ipocapnia del sangue arterioso sia la conseguenza dell'iperventilazione. La presenza di acidosi liquorale è un ottimo antidoto contro la vasocostrizione cerebrale che invece è indotta da una condizione opposta, cioè l'alcalosi liquorale (bassa concentrazione di H+ liquorale).

L’acidosi liquorale è frequente nella patologie cerebrali infiammatorie, emorragiche ed ischemiche, che sono proprio quelle condizioni in cui di solito si osserva l’alcalosi respiratoria in ventilazione assistita. 

L'assenza di vasocostrizione cerebrale può essere confermata da una semplice valutazione neurologica: la presenza di una buona vigilanza o addirittura di contenuti di coscienza dovrebbero escludere una significativa ipoperfusione cerebrale.

Dobbiamo però essere consapevoli che l'alcalosi respiratoria nel sangue arterioso, pur probabilmente senza effetti deleteri a livello cerebrale, mantiene i propri effetti indesiderati sistemici extracerebrali, indipendentemente dal pH liquorale. Potrebbe essere una condizione sfavorevole in pazienti a rischio di ipoperfusione coronarica oppure in caso di segni di ipossia tissutale. Possiamo pertanto tollerare l’ipocapnia e l'alcalosi respiratoria nei pazienti in ventilazione assistita se sono assenti rischi di ipoperfusione del miocardio o di altri organi o tessuti.


ACIDOSI RESPIRATORIA CON VENTILAZIONE CONTROLLATA

Nei casi di acidosi respiratoria con ventilazione controllata possiamo aumentare la ventilazione minuto a patto che non esponga al rischio di ventilator-induced lung injury, ad esempio mantenendo la driving pressure inferiore a 15 cmH2O e lo stress index attorno a 1 (vedi post del 28/02/2015).

Se questo non fosse possibile possiamo accettare l'ipercapnia, che ha molti effetti fisiologici favorevoli, come ad esempio l'aumento della portata cardiaca, del trasporto di ossigeno e della cessione di ossigeno ai tessuti (spostamento a destra della curva di dissociazione dell’emoglobina). 

Per questi effetti l'acidosi respiratoria è solitamente ben tollerata dal punto di vista fisiopatologico, sicuramente molto meglio dell’ipocapnia.


ACIDOSI RESPIRATORIA CON VENTILAZIONE ASSISTITA

L'acidosi respiratoria con ventilazione assistita deve sempre essere evitata, perchè segno di un insufficiente supporto inspiratorio per muscoli respiratori deboli o affaticati

Questo è vero anche quando è presente una PaCO2 fisiologica (intorno a 40 mmHg) in presenza di acidosi: non è normale avere una PaCO2 normale quando vi è un’acidosi e quindi anche questa condizione va vista come segno di fatica o debolezza dei muscoli respiratori.

In questi casi la soluzione è semplice: aumentare il supporto inspiratorio e, se questo non risolvesse l'acidosi respiratoria, iniziare una ventilazione controllata per mettere temporaneamente a riposo i muscoli respiratori.

Conclusione.

Acidosi respiratoria ed alcalosi respiratoria possono essere tollerabili o meno in funzione del fatto che si manifestino durante ventilazione controllata o assistita.

In corso di ventilazione controllata non è accettabile l’alcalosi respiratoria mentre in corso di ventilazione assistita non è accettabile l'acidosi respiratoria.

Al contrario l’ipocapnia in ventilazione assistita e l’ipercapnia in ventilazione controllata possono essere accettabili dopo averne valutato l’impatto su altri organi e parenchimi.

Un sorriso a tutti gli amici di ventilab e buona vacanza!





4 commenti:

  1. Caro Beppe, come sempre complimenti per le tue relazioni, sempre chiare ed interessanti. Una domanda: che livello di acidosi respiratoria possiamo accettare in modalità controllata? Fino a quanto ci possiamo spingere in relativa sicurezza?

    RispondiElimina
    Risposte
    1. Caro Guido, penso che finchè il pH non diventa inferiore a 7.20 non ci sia motivo di trattare l'ipercapnia se questo comporta un prezzo da pagare (ad esempio una ventilazione non protettiva). Possono fare eccezione situazioni molto particolari, come ad esempio una concomitante ipertensione endocranica concomitante.
      Approcci ancor più tolleranti possono essere lasciati a chi ha più confidenza con la gestione del paziente ipercapnico (un atteggiamento nel quale mi ritrovo spesso anche io se reputo che la cura sia peggiore del problema).

      Elimina
  2. Giuseppe Guarino3 agosto 2021 00:02

    L'alcalosi respiratoria è spesso indice di ipossiemia ovvero per l equazione dei gas alveolari una riduzione della CO2 inspirata aumenta la PaO2. Bisogna trattare la causa dell'alcalosi, non l'alcalosi stessa.

    RispondiElimina
    Risposte
    1. Giuseppe, non sono sicuro di aver compreso bene il tuo commento: se lo avessi male interpretato, non esitare a segnalarmelo.
      L'alcalosi respiratoria da trattare è, a mio parere, quella iatrogena in ventilazione controllata: in questa condizione non si sviluppa ipossiemia perchè, come hai scritto anche tu, la riduzione della PCO2 alveolare ha come conseguenza l'aumento della PO2 alveolare.
      Nei pazienti in ventilazione assisita, l'ipossiemia può essere uno stimolo a iperventilare e quindi dare alcalosi respiratoria. Per la verità questo accade per valori di PaO2 decisamente bassi, inferiori a 50 mmHg.
      In caso di malattie parenchimali polmonari in cui l'ossigenoterapia assicura una PaO2 > 60 mmHg, l'iperventilazione è legata prevalentemente alla afferenze dalle vie aeree e dal parenchima polmonare affetti da condizione di infiammazione. Certamente in questi casi l'alcalosi respiratoria conseguenza dell'iperventilazione potrà cessare al risolversi dello stimolo che l'ha prodotta.

      Elimina