Lo scompenso cardiaco con Frazione di Eiezione (FE) ridotta è una comorbidità comune e devastante nei pazienti con Broncopneumopatia Cronica Ostruttiva (BPCO). Tipicamente i pazienti affetti da overlap BPCO/scompenso cardiaco presentano una ridotta tolleranza allo sforzo caratterizzata da dispnea intensa ed affaticabilità muscolare. Conoscere i meccanismi sottostanti la suddetta condizione patologica è fondamentale per migliorare quantità e qualità di vita di tali pazienti. Attualmente vi è un crescente consenso nell’associare l’overlap BPCO/scompenso cardiaco ad un’aumentata risposta ventilatoria rispetto alla domanda metabolica (VE/VCO₂ ↑). In questa condizione l’inefficienza ventilatoria varia molto, nonostante a riposo vengano identificati valori di FEV₁ e FE molto simili (1). Purtroppo, ad oggi, le determinanti fisiologiche che comportano una così larga variabilità sintomatologica non risultano ben conosciute.
Nello studio sono stati arruolati 22 pazienti stabili con età > 50 anni, diagnosi di BPCO (classe funzionale 2 e 3 GOLD) e HFrEF (< 40%) secondario a cardiopatia ischemica, lievemente in sovrappeso, storia di abitudine tabagica (pack years > 10), valutati in due centri accademici (Brasile e Canada) e sottoposti a test da sforzo cardiopolmonare.
I pazienti sono stati sottoposti ad ecocardiogramma, HRTC torace (per quantificare quota enfisematosa), PFR globale e DL_CO, utilizzando gli stessi parametri di riferimento in ambo i laboratori (2). L’intensità della dispnea è stata valutata secondo scala di BORG modificata (0-10 punti). Il test da sforzo è stato eseguito con protocollo incrementale di 10W ogni 3’ (a seguito di breve esercizio privo di carico), per permettere di ottenere valori stabilizzati all’emogasanalisi. Sono stati valutati gli indici di slope VE/VCO₂, al Nadir e a fine esercizio ed è stato prelevato un campione di sangue capillare dal lobo dell’orecchio da porre a confronto con emogasanalisi di 5 pazienti, in modo da confermare i valori sovrapponibili.
Risultati. I parametri spirometrici hanno mostrato TLC (Total Lung Capacity) media conservata (6,5 ± 1,01), in linea con concomitante quota restrittiva causata da comorbidità cardiaca, RV (Residual Volume) e RV/TLC elevati (3,01 ± 0,65 e 0,48 ± 0,07), ridotto IC (Inspiratory Capacity)/TLC (0,37 ± 0,07).
La PCO₂ si è rivelata parametro chiave nella definizione della risposta ventilatoria all’esercizio. Perciò i pazienti sono stati divisi in 2 gruppi: ipocapnici (1 gruppo, n = 10) e normocapnici (2 gruppo, n = 12). Nel primo gruppo l’emogasanalisi ha mostrato alcalosi respiratoria compensata. Sebbene entrambi i gruppi non abbiano evidenziato enfisema severo alla HRTC, il primo gruppo presentava un pattern radiologico enfisematoso più pronunciato con valori inferiori di DL_CO (11,6 ± 1,7 vs 20,4 ± 3,9) e Krogh (2,6 ± 0,5 vs 4,3 ± 0,9) e rapporto TAPSE/PAPs più basso all’ecocardiogramma.
Il gruppo ipocapnico ha presentato valori di VO₂ peak inferiori e di VCO₂ superiori, in associazione a valori sistematicamente superiori di VE submassimale e VE/VCO₂, a parità di carico di lavoro. Tuttavia i valori maggiori di VE si associavano a livelli VT (volume tidale) e VD (spazio morto)/VT molto simili tra i 2 gruppi, a differenza di frequenza respiratoria più alta tra gli ipocapnici. A causa dell’iperinflazione dinamica la capacità inspiratoria diminuiva durante l’esercizio causando aumentato rapporto VT/IC (per aumento EELV, End-Expiratory Lung Volume) e pertanto una più precoce alterazione della meccanica ventilatoria. Infine il gruppo ipocapnico ha riportato valori superiori di dispnea (peak dispnea 8,5 vs 5) in assenza di differenze significative nell’affaticamento/dolore agli arti inferiori (5,5 vs 6). Da tali risultati si evince la correlazione tra aumentata VE/VCO₂ e ridotta PCO₂ con peggioramento di dispnea.
L’iperventilazione del primo gruppo ha consentito di preservare la saturazione ossiemoglobinica, a discapito di maggiore dispnea, alterata meccanica ventilatoria e ridotta tolleranza allo sforzo. E’ riconosciuto nella letteratura internazionale (3) come lo slope VE/VCO₂ sai un affidabile marcatore di scarsa efficienza efficienza ventilatoria tra i pazienti con BPCO. In questo studio si è posta grande attenzione ai meccanismi sottostanti la variabilità del rapporto VE/VCO₂ correlata principalmente a riduzione di PCO₂ (PetCO₂). Nella fattispecie, è interessante notare come un aumentato drive ventilatorio abbia condotto ad una risposta ventilatoria eccessiva allo scopo di compensare precocemente l’acidosi metabolica. In questo contesto si può definire l’atteggiamento del gruppo normocapnico come “not fighter” attraverso l’iperventilazione, ritardando così l’alterazione della meccanica ventilatoria. Un altro aspetto importante è il rapporto TAPSE/PAPs diminuito nel gruppo ipocapnico, suggerendo una circolazione anomala (uncoupling/disaccoppiata) nel ventricolo destro. La ridotta DL_CO spiega invece una maggiore estensione delle alterazioni nel microcircolo polmonare dei pazienti ipocapnici. Da notare come Guazzi et al. (4) abbiano posto in relazione la riduzione di TAPSE/PAPs con aumentato VE/VCO₂ in pazienti con scompenso cardiaco. Nonostante ciò, i meccanismi fisiopatologici sottostanti tale condizione sono in fase di studio, sebbene le ipotesi più accreditate riguardino una maggiore stimolazione afferente dei recettori cardiopolmonari in pazienti con PAPs aumentata. Inoltre il grado maggiore di enfisema potrebbe aver contribuito ad un aumento delle resistenze vascolari polmonari e ad un peggioramento della riserva contrattile del ventricolo destro.
Il presente studio ha dimostrato che è possibile intercettare, attraverso la CPET (Cardiopulmonary Exercise Testing) (associata ad esami funzionali cardiorespiratori a riposo), specifici pazienti caratterizzati da eccessivo stimolo del drive neurale respiratorio con conseguente inefficienza ventilatoria e ridotta tolleranza allo sforzo. Su tali pazienti è importante stabilire strategie terapeutiche tempestive ottimizzando sia il versante farmacologico cardio-respiratorio che quello fisioterapico/riabilitativo attraverso rinforzo muscolare, stimolazione elettrica e programmi di esercizio con carichi alternati in modo da ridurre l’alterazione ventilatoria in questi pazienti.

Bibliografia

1. Arbex FF, Alencar MC, Souza A, et al. Exercise ventilation in COPD: influence of systolic heart failure. COPD 2016;13:693-9.
2. Knudson RJ, Slatin RC, Lebowitz MD, Burrows B. The maximal expiratory flow-volume curve. Normal standards, variability, and effects of age. Am Rev Respir Dis 1976;113:587-600.
3. Neder JA, Berton DC, Arbex FF, et al. Physiological and clinical relevance of exercise ventilatory efficiency in COPD. Eur Respir J 2017;49:1602036.
4. Guazzi M, Naeije R, Arena R, et al. Echocardiography of right ventriculoarterial coupling combined with cardiopulmonary exercise testing to predict outcome in heart failure. Chest 2015;148:226-34.