L’ossigenazione cerebrale è fortemente correlata al grado di saturazione arteriosa ossiemoglobinica e al flusso ematico cerebrale. Nei pazienti in salute è stato dimostrato come una ridotta ossigenazione cerebrale possa causare un deficit centrale nel controllo della muscolatura periferica, traducendosi in fatica generale e ridotta tolleranza allo sforzo (1). In tale contesto, va sottolineata la maggiore incidenza nei confronti di pazienti affetti da pneumopatia cronica responsabile di ipossiemia arteriosa. In quest’articolo gli autori si sono concentrati infatti sulle conseguenze derivanti dall’ipossiemia secondaria a fibrosi polmonare. Sebbene sia noto come in questi pazienti le cause dell’intolleranza all’esercizio siano multifattoriali (alterazione scambi gassosi, anomalie della meccanica respiratoria, disordini cardiocircolatori), molto meno è stato dimostrato riguardo all’ipossigenazione cerebrale. Pertanto gli obiettivi degli autori si sonno suddivisi in: 1) investigare gli effetti dello sforzo fisico correlato all’ipossiemia secondaria a fibrosi polmonare, 2) determinare l’eventuale associazione tra ipossigenazione cerebrale e scarsa tolleranza allo sforzo.
Ventisette pazienti con diagnosi accertata di interstiziopatia polmonare (criteri clinici, radiologici e in alcuni casi anche istopatologici) sono stati reclutati dall’ambulatorio di Fibrosi polmonare della Queen’s University, Ontario, Canada, tra novembre 2018 e febbraio 2020, per la partecipazione a questo studio prospettico. Tra i criteri d’esclusione una riacutizzazione della fibrosi con necessità di terapia corticosteroidea nei tre mesi precedenti. Dodici i pazienti in salute reclutati (sovrapponibili per sesso, età e BMI) che hanno rappresentato il gruppo di controllo.
Tutti i partecipanti, previo consenso informato, si sono astenuti da attività fisica intensa nelle 48 ore precedenti e dall’assunzione di caffeina nel giorno del test. Inoltre sono stati elaborati test sull’attività fisica quotidiana e relativa dispnea mediante questionario mMRC. I volumi polmonari sono stati calcolati con esecuzione di spirometria globale e DLCO con sistema Vmax 229d e comparati con i rispettivi indici predetti (2). Successivamente veniva condotto un Test Cardiopolmonare da sforzo (modalità respiro per respiro), con carico aumentato di 5-15W dopo 3 minuti di riposo (previo valore di dispnea riportato) e ogni 2 minuti fino alla limitazione dei sintomi. La saturazione ossiemoglobinica veniva costantemente misurata con sensore per il lobo auricolare, la dispnea e la fatica muscolare agli arti inferiori misurate secondo la Scala di Borg. La concentrazione dell’ossiemoglobina (HbO₂) e della De-Ossiemoglobina (HHb) della corteccia pre-frontale è stata misurata con il sistema NIRS-Spettroscopia nel vicino infrarosso, una tecnica non invasiva di radiazione ottica che si avvale di diffusione e assorbimento di fotoni. La concentrazione totale di emoglobina è stata calcolata con la somma tra HbO₂ e HHb. I parametri indicativi del flusso cerebrale e dell’apporto di ossigeno sono l’Hb tot e HbO₂ mentre HHb rappresenta principalmente l’ossigenazione venosa e l’estrazione di ossigeno dai tessuti. Il TSI (tissue saturation index) è stato calcolato come rapporto HbO₂/HHb, cioè una stima affidabile dello stato di de-ossigenazione dei tessuti. La desaturazione è stata definita per un calo del 4% del TSI nel corso dell’esercizio. Nell’analisi statistica è risultata una storia maggiore di fumo, maggiore dispnea e minor attività fisica tra i pazienti con fibrosi polmonare. I volumi polmonari e DLCO risultavano più bassi tra i pazienti malati (p<0.05). Non è stata rilevata una differenza significativa in termini di storia di fumo, parametri antropometrici e indici di funzionalità polmonare tra i pazienti che hanno mostrato (n.=16) o non (n.=11) desaturazione cerebrale durante l’esercizio. La prevalenza di fibrosi polmonare idiopatica era simile tra i pazienti con e senza desaturazione cerebrale (p< 0.05). Nel CPET i pazienti con ILD hanno presentato valori più bassi di Peak-Work-Rate e VO₂ Max, valori più elevati di equivalenti Ve/VCO₂ e Ve/VO₂ e maggiore limitazione della ventilazione. Principalmente i pazienti con fibrosi hanno evidenziato desaturazione cerebrale significativa nel corso dell’esercizio con relativa ipossiemia periferica (p<0.05). Pertanto dall’analisi dei risultati è interessante notare l’associazione tra desaturazione cerebrale e ipossiemia periferica nei pazienti con ILD e come la desaturazione cerebrale sia risultato un predittore indipendente di scarsa tolleranza all’esercizio. Sebbene alcuni studi affermino l’importanza dell’incremento del flusso cerebrale per compensare un’ipossiemia periferica, la saturazione cerebrale e l’ipossia in corso di esercizio risultavano entrambe ridotte (3). I risultati del presente studio dimostrano come la desaturazione cerebrale si possa correlare maggiormente a ipossiemia periferica piuttosto che a ridotto afflusso cerebrale ematico (considerando HbTot come surrogato del flusso ematico).
Tutto ciò si traduce in conseguente fatica generale e ridotta attività muscolare periferica, ovvero uno dei punti chiave della dispnea nei pazienti affetti da ILD (4). L’inquadramento clinico precoce di tali pazienti da un punto di vista funzionale è utile per la prescrizione precoce di ossigenoterapia sotto sforzo, con lo scopo di evitare la desaturazione cerebrale e la successiva fatica muscolare, responsabile della riduzione della qualità di vita dei pazienti affetti da importante fibrosi polmonare.

Bibliografia

1. Amann M, Romer LM, Subudhi AW, et al. Severity of arterial hypoxaemia affects the relative contributions of peripheral muscle fatigue to exercise performance in healthy humans. J Physiol (Paris) 2007;581;389-403.
2. Quanjer PH, Stanojevic S, Cole TJ, et al.; ERS Global Lung Function Initiative. Multiethnic reference values for spirometry for the 3-95-yr age range: the global lung function 2012 equations. Eur Respir J 2012;40:1324-43.
3. Goodall S, Twomey R, Amann M. Acute and chronic hypoxia: implications for cerebral function and exercise tolerance. Fatigue 2014;2:73-92.
4. Verges S, Rupp T, Jubeau M, et al. Cerebral perturbations during exercise in hypoxia. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol 2012;302:R903-16.