Le vie aeree periferiche sono materia di studio da molto tempo e attualmente sono oggetto di intenso interesse sia mediante studi di tipo funzionale che di imaging (1, 2). Tra le metodiche funzionali in grado di valutare le “aree silenti del polmone” la tecnica di diluizione dei gas permette di valutare l’efficienza della distribuzione della ventilazione. Questa tecnica si avvale di strumenti che utilizzano la diluizione di un gas traccia di cui si misura la variazione di concentrazione per evidenziare la mancanza di omogeneità nella conduzione e nella diffusione dei gas tra zone diverse del polmone. Tali metodiche sono note fin dagli anni quaranta del secolo scorso e nel 2013 è stato effettuato un documento condiviso sull’utilizzo delle tecniche di washout (3). Negli ultimi anni sono state effettuate diverse pubblicazioni che utilizzano la tecnica con respiri multipli (Multiple Breath Washout, MBW). MBW utilizza la diluizione di un gas tracciante che viene respirato per alcuni minuti (azoto - N₂, elio - He, esafluoruro di zolfo - SF₆). La durata del test è di circa 5-10 minuti.
Il washout con respiro singolo (Single Breath Washout, SBW) misura la pendenza del tratto denominato S_III di uno spirogramma. La metodica prevede una singola inspirazione massimale da Capacità Funzionale Residua (CFR) inalando una miscela di ossigeno al 100% a cui segue una espirazione lenta e costante fino a Volume Residuo (VR). Durante l’espirazione sono misurate le variazioni di concentrazione del gas N₂ che è presente normalmente nei polmoni e che si è diluito con l’ossigeno puro inspirato disegnando così un grafico con quattro fasi. L’incremento di pendenza della retta di fase tre (S_III) ha permesso di identificare soggetti fumatori a rischio di sviluppare BPCO ed è stata correlata ad alterazioni istopatologiche di danno delle piccole vie aeree. Nell’ambito dell’asma la maggiore pendenza di S_III è stata correlata alla gravità di malattia e alla frequenza di riacutizzazioni. La durata del test è di circa 1-2 minuti. Da un punto di vista dell’esecuzione dell’esame la tecnica SBW ha tempi di esecuzione ridotti rispetto a MBW. Il presente studio ha voluto confrontare le due metodiche in una popolazione di soggetti asmatici per valutare quale metodica sia migliore nella valutazione della disomogeneità di ventilazione.
Il disegno dello studio ha previsto una coorte di 196 pazienti con precedente diagnosi di asma in fase di stabilità clinica tra i 18 e 60 anni e un gruppo di controllo di 224 soggetti. I pazienti ed i controlli sono stati sottoposti a SBW e a MBW con N₂. Le variabili calcolate con il SBW erano N₂ S_III misurato dalla regressione lineare tra il 25% e il 75% del volume esalato. Le variabili misurate con il MBW erano il Lung Clearance Index (LCI), la CFR, la pendenza della retta di fase III normalizzata per la concentrazione (Sn_III)_, gli indici S_cond ed S_acin che sono correlabili al contributo all’inomogeneità da parte della diffusione e della interazione tra diffusione e convezione, rispettivamente. Per tutti i soggetti è stata effettuata una spirometria semplice esprimendo i dati in z-scores con sospensione della terapia per l’asma da almeno 12 ore. Inoltre è stata misurata la frazione di ossido nitrico esalato (FeNO) e tutti i soggetti asmatici hanno compilato il questionario per il controllo dell’asma (ACT).
I risultati dello studio hanno mostrato che:

• nei soggetti sani la pendenza di N₂ S_III correla con l’età e l’altezza;
• nei soggetti asmatici, quelli con un alterato S_III sono più anziani, hanno un FeNO più elevato, maggiori anomalie alla spirometria, maggiore prevalenza di fumatori e presentano un ACT lievemente peggiore;
• tutti gli indici del MBW sono anomali in una proporzione maggiore di soggetti asmatici rispetto ai dati di SBW S_III. Circa il 25% degli asmatici mostra inomogeneità di ventilazione osservata mediante N₂ S_III, mentre sono circa il 50% quelli che mostrano valori alterati al MBW. I soggetti asmatici con inomogeneità evidenziata mediante N₂ S_III in assenza di alterazioni di MBW sono meno del 10%.

Il confronto tra le due metodiche di diluizione dei gas in una popolazione di soggetti asmatici è l’oggetto del presente studio il quale ha mostrato che il MBW è stato maggiormente sensibile nell’individuare il coinvolgimento delle piccole vie di questi soggetti. I valori alterati di SBW N₂ S_III sono in accordo con dati della letteratura per i quali N₂ S_III è marker di invecchiamento e di danno a livello delle piccole vie.
Un incremento della pendenza di SBW S_III è indice di distribuzione non uniforme sia della ventilazione che della miscelazione del gas. Gli autori hanno correlato la minore sensibilità del SBW S_III con l’influenza della forza di gravità sull’espansione delle unità polmonari e quindi sull’inomogeneità di convezione. Durante la manovra le unità apicali, che si sono riempite meno di ossigeno puro essendo già “aperte” è più ricche di N₂, si svuotano prima e appiattiscono la pendenza di SBW S_III. Inoltre differenti unità polmonari con diverse caratteristiche meccaniche di compliance e di resistenza influenzano ulteriormente la misura. MBW d’altra parte risente in maniera minore delle diverse costanti di tempo delle differenti unità polmonari avendo tempi molto maggiori per la diffusione del gas.
Lo scopo dello studio è a mio parere interessante in quanto mette a confronto due tecniche che sono oggetto di intenso approfondimento soprattutto per quanto riguarda MBW indicandone la maggiore e minore sensibilità nella popolazione in studio.

Bibliografia

1. Postma DS, Brightling C, Baldi S, et al. Exploring the relevance and extent of small airways dysfunction in asthma (ATLANTIS): baseline data from a prospective cohort study. Lancet Respir Med 2019;7:402-16.
2. Foy BH, Soares M, Bordas R, et al. Lung computational models and the role of the small airways in asthma. Am J Respir Crit Care Med 2019;200:982-91.
3. Robinson PD, Latzin P, Verbanck S, et al. Consensus statement for inert gas washout measurement using multiple- and singlebreath tests. Eur Respir J 2013;41:507-22.