Distretto broncopolmonare: anatomofisiopatologia e terapia topica

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1 IV CORSO DI AGGIORNAMENTO MULTIDISCIPLINARE PEDIATRICO (Confronto tra specialisti e pediatri di base) Distretto broncopolmonare: anatomofisiopatologia e terapia topica dott. Fulvio Esposito direttore Pneumologia Pediatrica AORN Santobono-Pausilipon

2 Le strutture del distretto broncopolmonare 1) Trachea 2) Bronchi 3) Bronchioli 4) Dotti alveolari 5) Alveoli (5) (2) (1) (4) (3)

3 Distretto Broncopolmonare Tratto tracheo-bronchiale Tratto bronchiolo-alveolare

4 Tratto tracheobronchiale Trachea (extra ed intratoracica) Bronchi principali (destro e sinistro) Bronchi lobari Bronchi segmentari La suddivisione dei vari bronchi avviene per via dicotomica ed, a seconda dell area polmonare, sono necessarie divisioni prima di giungere al bronchiolo

5 Tratto bronchiolo-alveolare Bronchiolo (3-4 suddivisioni) Bronchioli terminali (1 suddivisione) Bronchioli respiratori (2 suddivisioni) Dotti alveolari (9 generazioni) Sacchi alveolari (unità terminale)

6 Anatomia microscopica Le pareti bronchiali presentano tre strati: 1) mucosa 2) sottomucosa 3) fibrocartilagineo che comprende anche la muscolatura liscia

7 Epitelio bronchiale Esso comprende 8 citotipi: 1) cellula ciliata 2) cellula calciforme (mucina) 3) cellula di Clara (film acquoso) 4) cellula sierosa 5) cellule basali 6) cellule intermedie 7) cellule dall orletto a spazzola 8) cellule endocrine

8 Epitelio ciliato Le vie aeree sono rivestite da un epitelio cilindrico pseudostratificatociliato, che ha la funzione di far progredire il muco dalla periferia delle vie aeree verso la glottide. Oltre a svolgere un ruolo di barriera protettiva le cellule epiteliali ciliate possono rilasciare mediatori capaci di modulare attività biologiche: a) reazioni infiammatorie; b) processi riparativi e cicatriziali; c) contrazione dei muscoli lisci bronchiali.

9 Gli alveoli polmonari Gli alveoli sono costituiti da un epitelio formato da pneumociti di I e II tipo che poggiano su una sottile lamina basale e sugli endoteliociti dei capillari polmonari. Il rivestimento epiteliale è costituito prevalentemente dal citoplasma appiattito dei pneumociti di tipo I, connessi da giunzioni particolarmente strette per prevenire il passaggio di liquidi dall interstizio nel lume alveolare.

10 Pneumociti II tipo Tra i pneumociti di tipo I si osservano altri elementi cellulari che sporgono nel lume alveolare (pneumociti di tipo II). Questi sono caratterizzati dalla presenza di numerosi granuli citoplasmatici che prendono il nome di "corpi lamellari e contengono il surfattante alveolare, un particolare materiale fosfolipidico con funzioni tensioattive. I pneumociti di tipo II sono inoltre dotati di capacità riparativa poichè, in caso di lesioni dell epitelio alveolare, possono differenziarsi in pneumociti di tipo I.

11 Il circolo polmonare e bronchiale Il circolo polmonare consente gli scambi gassosi e nutre anche i bronchioli respiratori Il circolo bronchiale provvede alla nutrizione dell intero albero bronchiale sino ai bronchioli terminali.

12 Il circolo polmonare L arteria polmonare nasce dal ventricolo destro e si ramifica in maniera dicotomica asimmetrica, seguendo il decorso delle vie aeree, sino a generare la fitta rete anastomotica capillare alveolare. Le vene polmonari che raccolgono il sangue ossigenato proveniente dai polmoni sboccano nell atrio sinistro in numero di quattro.

13 Bronchioli respiratori e dotti alveolari L insieme del bronchiolo respiratorio, degli alveoli e dei capillari costituiscono l acino polmonare che rappresenta l unità fondamentale anatomo funzionale del polmone Alveolo Dotto alveolare

14 Fisiopatologia del distretto broncopolmonare Funzione respiratoria (ventilazione, perfusione, scambio gassoso) Meccanica respiratoria (inspirazione, espirazione)

15 Funzione respiratoria La respirazione è una funzione vitale dell organismo nella quale si realizzano due eventi fisiologici: 1. Penetrazione di aria negli alveoli (ventilazione) 2. Scambio gassoso a livello alveolo capillare con conseguente ossigenazione del sangue arterioso ed eliminazione di CO2 attraverso l aria espirata.

16 Ventilazione Esiste una ventilazione esterna ed una ventilazione alveolare. La ventilazione esterna è la quantità di aria, misurata alla bocca, che viene inspirata ed espirata in 1 min.; essa è uguale al prodotto tra volume corrente e frequenza respiratoria Adulti: 500cc x = 6-8 l/m La ventilazione alveolare (aria utilizzata ai fini degli scambi gassosi) è uguale al volume corrente meno lo spazio morto moltiplicata la frequenza respiratoria Adulti: (500cc 150cc) x = 4,2-4,5 l/m

17 Perfusione Poiché la pressione media dell arteria polmonare è di circa 15mmHg e la resistenza nella circolazione polmonare è un 1/10 di quella sistemica, la circolazione polmonare ha una grande capacità di riserva dovuta alla grande distensibilità del letto vascolare polmonare ed all utilizzazione della capacitanza di vasi non in funzione.

18 Rapporto ventilazione/perfusione Durante la ventilazione l aria non si distribuisce in maniera uniforme. Ad alti volumi polmonari le basi si espandono più degli apici mentre, a bassi volumi polmonari, la ventilazione sarà indirizzata prevalentemente alle porzioni superiori. Anche la perfusione è maggiore alle basi rispetto agli apici, pertanto, normalmente le zone più ventilate sono anche quelle più perfuse.

19 Scambio gassoso La principale funzione dell apparato respiratorio è quella di fornire un adeguato scambio dei gas: eliminare CO2 ed introdurre O2 La pressione di biossido di carbonio (PaCO2) nel sangue arterioso è direttamente proporzionale alla produzione di CO2 da parte dei vari tessuti ed organi ed è inversamente proporzionale alla ventilazione alveolare (VA). La V.A. rappresenta la differenza tra la ventilazione per minuto (quantità di gas che entra ed esce dal polmone in un minuto) e lo spazio morto ventilatorio (la porzione della ventilazione per minuto che non contribuisce allo scambio gassoso)

20 Scambio gassoso Lo scambio gassoso avviene a livello della membrana alveolo capillare per un meccanismo di diffusione passiva secondo gradiente di concentrazioni. Il gradiente per l O2 agisce in senso alveolo sangue; Il gradiente per la CO2 in senso sangue alveolo Le concentrazioni dei gas disciolti nel sangue arterioso vengono espresse come pressioni parziali: PaO2 e PaCO2 I valori normali nel sangue arterioso sono: PaO mmHg PaCO mmHg

21 Trasporto dei gas nel sangue L ossigeno nel sangue viene trasportato in massima parte legato all emoglobina (Hb) e solo in piccola parte disciolto. La saturazione in O2 dell Hb dipende dalla pressione parziale del gas che è del 97% nel sangue arterioso e del 75% nel sangue venoso. La cessione di O2 da parte dell Hb avviene secondo una caratteristica curva di dissociazione La CO2 viene trasportata in forma disciolta come carbonati o legata alle proteine. La sua solubilità è di 20 volte superiore a quella dell O2.

22 Meccanica della respirazione Schematicamente l apparato respiratorio consiste in un apparecchio di scambio dei gas (la superficie alveolo - capillare), una pompa (i polmoni e la parete toracica) ed un generatore nervoso che controlla la pompa mediante un sistema complesso di connessioni afferenti ed efferenti. La struttura polmone-parete toracica rappresenta un sistema in equilibrio elastico fra due forze opposte: - l elasticità polmonare che tende a collassare l organo - l elasticità delle strutture osteo-muscolari che tendono ad allargare il torace La risultanza di questo equilibrio è una pressione intrapleurica negativa che è di -2,5 cm/h2o alla base e di -10 cm/h2o all apice polmonare.

23 Meccanica ventilatoria La meccanica ventilatoria prevede due fasi: INSPIRAZIONE ESPIRAZIONE

24 Inspirazione La inspirazione è una fase attiva che richiede contrazione dei muscoli inspiratori(diaframma, intercostali, addominali) e determina un aumento di volume della gabbia toracica. Questo aumento si realizza sia in senso antero-posteriore per sollevamento delle coste che in senso longitudinale per abbassamento del diaframma. Durante l inspirazione la pleura viscerale segue la pleura parietale per cui alla caduta della pressione intrapleurica segue la caduta della pressione intralveolare Si realizza così un gradiente pressorio fra aria esterna ed aria alveolare che crea un flusso d aria dalla bocca agli alveoli

25 Espirazione L espirazione è una fase passiva in cui si ha il ripristino dell equilibrio elastico (al termine dell espirazione) senza alcuna contrazione dei muscoli. Il ritorno nella posizione di equilibrio elastico e l aumento della pressione intralveolare che si realizza alla fine della inspirazione determinano il passaggio d aria dagli alveoli alla bocca. Si ha contrazione dei muscoli espiratori quando vi è uno aumento della ventilazione esterna per aumento della frequenza, nello sforzo, nelle manovre di espirazione forzata, durante la tosse.

26 Terapia Inalatoria La terapia aerosolica permette la somministrazione di farmaci direttamente nelle vie respiratorie.

27 Terapia Inalatoria Consente: Stessi effetti farmacologici di altre somministrazioni Minor dosaggio Minori effetti collaterali

28 Terapia Inalatoria L aerosol è costituito da particelle solide e/o gocce di liquido che attraverso la bocca ed il naso penetrano nelle vie respiratorie.

29 Terapia Inalatoria La sedimentazione delle particelle è legata alle loro dimensioni (MMAD). Il diametro ideale perché le goccioline raggiungano tutto il tratto respiratorio è compreso tra micron. Le particelle con diametro grande sono assorbite dal primo tratto respiratorio, solo quelle più piccole raggiungono bronchioli ed alveoli.

30 Diffusibilità delle particelle MMAD//µm Alte vie Bronchi Polmone profondo >10 SI NO NO 10-7 SI NO NO 6-4 +/- SI NO 3-2 NO SI +/- 1 NO NO SI

31 Terapia Inalatoria NEBULIZZAZIONE NEBULIZZATORI ELETTRICI DEVICES PREDOSATI ELETTRICI A COMPRESSORE ELETTRICI A ULTRASUONI DEVICES PRESSURIZZATI POLVERI

32 Soluzione o sospensione SOLUZIONE Capacità di mantenere costante nel tempo il DAMM ottimale delle particelle Elevata precisione di dosaggio grazie alla concentrazione costante Semplice utilizzo del farmaco (la soluzione non deve essere agitata prima dell uso) Fine micronizzazione delle particelle erogate, con migliore veicolazione nelle vie aeree inferiori SOSPENSIONE Tendenza alla formazione di macroaggregati e, quindi, all erogazione di particelle con DAMM non ottimale Formazione di precipitato durante l aerosolizzazione con mancata erogazione di parte del principio attivo Minore praticità d uso (la sospensione deve essere agitata prima dell uso) Insufficiente micronizzazione delle particelle erogate, con conseguente ridotta veicolazione nelle vie aeree inferiori

33 Caratteristiche ottimali DAMM < 3 micron (Aria e Ultrasuoni) EROGARE 3 ml IN < 6 minuti (Aria e Ultrasuoni) FLUSSO > Litri/minuto (Aria)

34 Consigli pratici La mascherina è consigliabile per le infiammazioni delle prime vie aeree come le riniti e la sinusite e quando si fa l aerosol l ai bimbi più piccoli; La mascherina deve essere tenuta il più possibile aderente al viso; Il boccaglio va utilizzato quando si curano le infiammazioni delle vie aeree inferiori come la bronchite e l asma, l facendo bene attenzione a non respirare con il naso;

35 Consigli pratici La quantità di liquido nell ampolla non dovrebbe superare i 4-5 ml; Quando si fa l aerosol, l tenere il busto eretto per non limitare l inspirazione; l Non usare farmaci in sospensione con i nebulizzatori a ultrasuoni o accertarsi (foglietto illustrativo) che il farmaco possa essere utilizzato con questo tipo di apparecchi

36 Consigli pratici L aerosol non deve durare più di 10 minuti Sciacquare la bocca dopo la terapia Dopo l uso l sciacquare l ampolla l con acqua senza usare detersivi

37 GRAZIE