Embolia polmonare acuta: Part I

Questo articolo di New Frontiers esamina l’epidemiologia, fisiopatologia, diagnosi, trattamento e prevenzione dell’embolia polmonare (PE) in 2 parti. In questa prima sezione riassumiamo i meccanismi di disfunzione ventricolare destra, ipossiemia arteriosa e altre anomalie dello scambio di gas. Per la diagnosi, semplifichiamo e acceleriamo il work-up. Per la seconda parte forniamo un approccio contemporaneo alla stratificazione del rischio per determinare quali pazienti possono giustificare l’intervento oltre l’uso di eparina e warfarin da solo. Concludiamo con una panoramica dei concetti contemporanei nell’ottimizzazione della profilassi.

L’EP è una malattia cardiovascolare e cardiopolmonare comune con un’incidenza negli Stati Uniti che supera 1 su 1000 e un tasso di mortalità >15% nei primi 3 mesi dopo la diagnosi.1 Questo rende l’EP probabilmente una malattia mortale come l’infarto miocardico acuto. Ciononostante, il pubblico non è stato ben istruito sull’EP. Di conseguenza, la diagnosi precoce e la pronta presentazione per la valutazione medica sono rimaste molto indietro rispetto alla consapevolezza pubblica delle sindromi coronariche acute e dell’ictus. Anche se la discussione sull’eziologia dell’EP si è classicamente concentrata sulle cause acquisite ed ereditarie di ipercoagulabilità, esiste anche un’associazione tra la malattia aterosclerotica e la trombosi venosa spontanea.2

Il fattore di rischio reversibile più comune per l’EP è l’obesità, una pandemia crescente nella nostra società. Altri fattori di rischio reversibili comuni includono il fumo di sigaretta e l’ipertensione. Tuttavia, il fascino pubblico dell’EP si è concentrato sui viaggi aerei a lungo raggio, una rara causa di tromboembolia venosa.3 L’EP si verifica anche nel contesto di malattie attribuibili a interventi chirurgici, traumi, immobilizzazione, cancro,4 contraccettivi orali,5 gravidanza e terapia ormonale sostitutiva postmenopausale,6 oltre a condizioni mediche come polmonite e insufficienza cardiaca congestizia. La predisposizione genetica alla trombosi venosa è sempre più riconosciuta,7 e gli studi sui gemelli hanno dimostrato l’importante contributo di uno stato protrombotico ereditato.8 L’aumento dei livelli dei fattori di coagulazione e dei peptidi di attivazione contribuisce al rischio di EP. Anche le carenze di fattori anticoagulanti aumentano il rischio trombotico.9

Patofisiologia

Emodinamica

La risposta emodinamica all’EP dipende dalle dimensioni dell’embolo, dalla malattia cardiopolmonare coesistente e dagli effetti neuroumorali.10 Lo scompenso emodinamico si verifica non solo a causa dell’ostruzione fisica del flusso sanguigno, ma anche a causa del rilascio di fattori umorali, come la serotonina dalle piastrine, la trombina dal plasma e l’istamina dai tessuti.

L’EP acuta aumenta la resistenza vascolare polmonare, in parte attribuibile alla vasocostrizione ipossica. Nei pazienti senza precedenti malattie cardiopolmonari, la pressione media dell’arteria polmonare può raddoppiare fino a circa 40 mm Hg. Un ulteriore raddoppio della pressione dell’arteria polmonare può verificarsi in pazienti con precedente ipertensione polmonare. In circostanze estreme in pazienti con ipertensione polmonare tromboembolica cronica, la pressione arteriosa polmonare può superare la pressione arteriosa sistemica.

L’aumento del postcarico ventricolare destro può causare dilatazione ventricolare destra, ipocinesi, rigurgito tricuspidale con dilatazione anulare della valvola tricuspide, e infine insufficienza ventricolare destra. Mentre questo processo patologico si evolve, la maggior parte dei pazienti mantiene una pressione arteriosa sistemica normale per 12-48 ore e può dare l’impressione di essere emodinamicamente stabile. Poi, spesso bruscamente, l’ipotensione arteriosa sistemica resistente alla pressione e l’arresto cardiaco possono seguire.

L’allargamento del ventricolo destro attribuibile al sovraccarico di pressione causa uno spostamento verso sinistra del setto interventricolare, che è una manifestazione della dipendenza interventricolare. La contrazione del ventricolo destro continua anche dopo che il ventricolo sinistro inizia a rilassarsi alla fine della sistole. Il setto interventricolare si appiattisce durante la sistole e poi si gonfia verso il ventricolo sinistro, con un movimento paradossale del setto che distorce la cavità ventricolare sinistra normalmente circolare. C’è una compromissione diastolica del ventricolo sinistro, attribuibile allo spostamento del setto, alla ridotta distensibilità ventricolare sinistra e all’alterazione del riempimento ventricolare sinistro durante la diastole. La contrazione atriale sinistra ha un contributo maggiore del normale al riempimento ventricolare sinistro, con conseguente onda A prominente su Doppler che è molto più alta dell’onda E.10

Quando lo stress della parete ventricolare destra aumenta, l’ischemia cardiaca può svilupparsi, perché l’aumento della pressione ventricolare destra comprime l’arteria coronaria destra, diminuisce la perfusione subendocardica e limita la fornitura di ossigeno miocardico.11 Il microinfarto del ventricolo destro porta ad aumenti della troponina,12 e il sovraccarico ventricolare destro causa aumenti sia del peptide natriuretico di tipo B13 che del peptide natriuretico di tipo B.14,15

Scambio di gas

L’EP acuta compromette il trasferimento efficiente di ossigeno e anidride carbonica attraverso il polmone (Tabelle 1 e 2). La diminuzione della Po2 arteriosa (ipossiemia) e l’aumento del gradiente di tensione di ossigeno alveolare-arterioso sono le anomalie più comuni dello scambio di gas. Lo spazio morto totale aumenta. La ventilazione e la perfusione non sono compatibili, con il flusso sanguigno dalle arterie polmonari ostruite reindirizzato ad altre unità di scambio dei gas. Può verificarsi lo smistamento del sangue venoso nella circolazione sistemica.

Il volume corrente normale include sia il gas respirato che entra nelle unità di scambio dei gas (bronchioli respiratori, dotti alveolari e sacchi alveolari) sia lo spazio morto anatomico. Nei polmoni normali, la ventilazione e la perfusione sono ben abbinate, e il rapporto tra la ventilazione alle strutture di scambio dei gas e il flusso di sangue ai capillari polmonari è circa 1,0. Il trasferimento di ossigeno è compromesso quando la ventilazione alveolare ai capillari polmonari è ridotta rispetto al flusso sanguigno (basse unità V̇/); il rapporto tra ventilazione e perfusione scende a <1,0. Lo shunting da destra a sinistra si verifica quando non c’è ventilazione alle unità polmonari perfuse o quando il sangue venoso bypassa i polmoni ed entra nella circolazione sistemica.

Il trasferimento di ossigeno è una cascata con il gas che scorre da una fonte ad alta pressione (l’atmosfera) a una destinazione a bassa pressione (i mitocondri). La pressione parziale dell’ossigeno diminuisce quando il gas si sposta dall’atmosfera alle alveole al sangue arterioso e infine ai tessuti. La diminuzione iniziale della pressione dell’ossigeno si verifica quando l’aria entra nelle vie aeree superiori umide, dove le molecole di vapore acqueo riducono la pressione parziale dell’ossigeno. La diffusione dell’anidride carbonica dai capillari nelle unità di scambio dei gas diminuisce ulteriormente la pressione dell’ossigeno alveolare. Il gradiente di tensione dell’ossigeno da alveolare ad arterioso rappresenta l’inefficienza del trasferimento di ossigeno attraverso i polmoni, spesso come risultato di un ridotto rapporto di ventilazione rispetto alla perfusione nelle unità di scambio dei gas polmonari.

Ipossiemia

Diversi meccanismi spiegano la presenza di ipossiemia arteriosa nel contesto di un’EP acuta. Il disadattamento della ventilazione e della perfusione è la causa più comune dell’alterazione del trasferimento di ossigeno polmonare.16 A differenza dei polmoni normali, dove la ventilazione è ben adattata al flusso sanguigno, l’EP causa la ridistribuzione del flusso sanguigno in modo che alcune unità di scambio di gas polmonari abbiano un basso rapporto tra ventilazione e perfusione, mentre altre unità polmonari hanno rapporti eccessivamente alti di ventilazione e perfusione. L’ipossiemia arteriosa si verifica quando il sangue venoso scorre attraverso le unità di scambio dei gas polmonari, dove il rapporto tra ventilazione e flusso sanguigno capillare è basso. L’atelettasia, causata dalla perdita di surfattante e dall’emorragia alveolare, contribuisce anche a ridurre il rapporto tra ventilazione e perfusione e all’ipossiemia arteriosa.

Si ha uno shunt quando il sangue venoso entra nel sistema arterioso sistemico senza passare attraverso le unità di scambio dei gas ventilate del polmone. Il fallimento dell’ossigeno supplementare per correggere l’ipossiemia arteriosa che accompagna l’EP acuta spesso riflette l’esistenza di uno shunt da destra a sinistra del sangue venoso attraverso il cuore, i polmoni o entrambi. Nell’EP acuta, lo smistamento intracardiaco di solito avviene attraverso un forame ovale pervio; la pressione atriale destra supera la pressione atriale sinistra, anche se entrambe le pressioni sono normali. L’applicazione della pressione positiva di fine espirazione o della pressione positiva continua delle vie aeree può peggiorare lo shunting intracardiaco, perché la pressione positiva delle vie aeree aumenta ulteriormente la resistenza vascolare polmonare aumentando la pressione alveolare e comprimendo i vasi polmonari. Il risultante aumento della pressione atriale destra esacerba lo shunt intracardiaco da destra a sinistra.

Una bassa pressione di ossigeno nel sangue venoso può anche contribuire all’ipossiemia arteriosa quando l’EP provoca insufficienza ventricolare destra. Una bassa gittata cardiaca porta a una maggiore estrazione di ossigeno nei tessuti, diminuendo così la pressione parziale dell’ossigeno nel sangue venoso al di sotto dei livelli normali. Il sangue venoso con una Po2 anormalmente bassa amplifica l’effetto dei bassi rapporti di ventilazione e perfusione quando passa attraverso unità di scambio di gas polmonari malate alla circolazione sistemica. Al contrario, il contenuto di ossigeno arterioso non è influenzato da una bassa Po2 venosa quando i polmoni sono normali e i rapporti tra ventilazione e flusso sanguigno nelle unità di scambio dei gas polmonari sono circa 1,0.

Altre anomalie di scambio dei gas

Nei pazienti con EP acuta, lo spazio morto totale aumenta perché le unità polmonari continuano ad essere ventilate nonostante una perfusione ridotta o assente. L’ostruzione completa di un’arteria polmonare da parte di un embolo causa un aumento dello spazio morto anatomico. Al contrario, l’ostruzione incompleta di un’arteria polmonare aumenta lo spazio morto fisiologico, cioè il rapporto tra ventilazione e perfusione aumenta. L’aumento dello spazio morto compromette l’eliminazione efficiente dell’anidride carbonica. Tuttavia, i chemorecettori midollari percepiscono qualsiasi aumento della Pco2 arteriosa e aumentano la ventilazione minuta totale, abbassando così la Pco2 arteriosa alla norma e spesso sotto la norma. Così, la maggior parte dei pazienti con PE si presentano con una Pco2 arteriosa inferiore al normale e un’alcalosi respiratoria a causa di un aumento della ventilazione totale al minuto. Dati limitati suggeriscono che l’aumento della ventilazione minuta totale si verifica a causa della stimolazione riflessa dei sensori capillari irritanti e juxta nel polmone.

Nell’ambito dell’EP acuta, l’ipercapnia riflette un’embolia massiva accompagnata da marcati aumenti dello spazio morto sia anatomico che fisiologico. Il volume alveolare di ogni respiro tidal è gravemente ridotto, e i muscoli ventilatori non sono in grado di sostenere il marcato aumento della ventilazione minuta necessaria per mantenere la normale Paco2 arteriosa. Il trattamento con la ventilazione a pressione positiva e la paralisi permettono la riduzione della produzione di anidride carbonica e il riposo dei muscoli ventilatori fino a quando la terapia definitiva allevia l’ostruzione tromboembolica e aumenta il volume alveolare di ogni respiro corrente.

La capacità di diffusione del monossido di carbonio a respiro singolo (Dlco) è una tecnica ben standardizzata e sensibile che verifica lo scambio anormale di gas polmonari misurando il tasso di assorbimento del monossido di carbonio.17 Sebbene la Dlco sia spesso ridotta nei pazienti con PE, molti altri disturbi polmonari causano anche riduzioni anormali della Dlco.

Diagnosi

Per diagnosticare la PE, si deve pensare alla PE come una possibilità diagnostica. Il quadro clinico, combinato con un’anamnesi e un esame fisico mirati, fornisce spesso indicazioni utili. L’ECG e la radiografia del torace possono identificare rapidamente diagnosi alternative, specialmente l’infarto del miocardio e la polmonite, rispettivamente. Le misurazioni dei gas sanguigni arteriosi si sono rivelate deludenti. Valori normali del gradiente di ossigeno alveolare-arterioso non escludono un’EP acuta18; L’ipossiemia discrimina scarsamente tra coloro che hanno e non hanno un’EP acuta.19

La diagnosi tempestiva e accurata dell’EP è facilitata da una valutazione clinica che valuta la probabilità dell’EP e fa un uso appropriato del d-dimero ELISA plasmatico e della TAC toracica (Figura).20 Wells et al21 hanno sviluppato un semplice modello clinico per prevedere la probabilità dell’EP. Il loro sistema di punteggio ha un massimo di 12,5 punti, basato su 7 variabili: 3 punti ciascuno per l’evidenza clinica della trombosi venosa profonda e una diagnosi alternativa meno probabile dell’EP, 1,5 punti ciascuno per la frequenza cardiaca >100 al minuto, l’immobilizzazione/intervento chirurgico entro 4 settimane e la precedente trombosi venosa profonda/PE, e 1 punto ciascuno per l’emottisi o il cancro. Un punteggio di <2 punti rende la PE a bassa probabilità (2% di probabilità), e un punteggio di >6 punti rende la PE ad alta probabilità (50% di probabilità). In una coorte consecutiva di pazienti con sospetta PE, quasi la metà aveva un punteggio di bassa probabilità.

Il d-dimero è elevato in quasi tutti i pazienti con EP a causa della fibrinolisi endogena, anche se inefficace, che fa sì che la plasmina digerisca parte del coagulo di fibrina e rilasci d-dimeri nella circolazione sistemica. Tra i pazienti che si presentano al Dipartimento di Emergenza del Brigham and Women’s Hospital, i livelli normali di d-dimero ELISA hanno un alto valore predittivo negativo per l’EP indipendentemente dalla probabilità clinica.22 Su 1109 analisi consecutive del d-dimero tra i pazienti con sospetta EP, 547 erano normali. Solo 2 su 547 avevano un’EP nonostante un d-dimero normale. In questa coorte, la sensibilità del d-dimero per l’EP acuta era del 96,4% e il valore predittivo negativo era del 99,6%. Incorporando il d-dimero ELISA nell’algoritmo diagnostico, saranno necessarie meno TAC del torace, con conseguente miglioramento dell’efficienza diagnostica e riduzione dei costi. Tuttavia, questi risultati non riguardano i pazienti ricoverati con sospetto di EP.

Nell’EP acuta, il livello di fibrinogeno diminuisce, probabilmente a causa dell’attivazione della fibrinolisi endogena. Mentre il livello di fibrinogeno diminuisce, il livello di d-dimero aumenta. In futuro, un elevato rapporto tra d-dimero e fibrinogeno potrebbe aiutare a escludere l’EP acuta.23

La TAC toracica è diventata la modalità di imaging preferita.20,24 In assenza di EP, la TAC toracica può rivelare una ragione precedentemente insospettata per i sintomi che simulano l’EP, come la polmonite o la fibrosi interstiziale che non erano evidenti sulla radiografia toracica. La scansione polmonare viene usata meno frequentemente perché i suoi risultati sono spesso equivoci. La scansione polmonare rimane comunque lo studio di imaging di prima linea per i pazienti con anafilassi al mezzo di contrasto, insufficienza renale, o gravidanza, così come nei pazienti con precedente PE diagnosticata dalla scansione polmonare.

Conoscere la generazione di scanner CT del torace che viene utilizzato è fondamentale per interpretare i risultati del test di imaging. Gli scanner di prima generazione hanno una risoluzione di 5 mm e possono non rilevare un terzo delle EP, soprattutto nelle arterie polmonari subsegmentali.25 Tuttavia, gli scanner di terza generazione forniscono una risoluzione di 1 mm con una sola inspirazione. Per le istituzioni che non dispongono di scanner di terza generazione, un’utile strategia alternativa è l’ecografia venosa delle gambe quando la TC del torace non mostra alcuna evidenza di EP.26

Footnotes