Il concetto di pressione media di riempimento sistemico

Questo capitolo non ha alcuna rilevanza per nessuna sezione del CICM Primary Syllabus 2017, perché il college non ha mai chiesto ai suoi candidati all’esame cosa significano effettivamente i concetti di pressione media sistemica e pressione media di riempimento circolatorio. Tuttavia, questi termini spuntano fuori in una varietà di posti. Fondamentalmente ogni situazione che richiede una discussione sui determinanti del precarico di ritorno venoso della gittata cardiaca o della pressione venosa centrale arriverà a un punto in cui si dovrà almeno menzionare la MSFP, se non spiegarla. Così, l’autore ha ritenuto necessario dedicare un’intera pagina separata ad esso, al fine di affrontare alcuni malintesi, prevalentemente il suo.

In sintesi:

La migliore introduzione a questo argomento è probabilmente l’articolo di Carl F. Rothe (1993), scritto con l’autorità di qualcuno i cui precedenti tre decenni sono stati spesi facendo ricerche pionieristiche sull’argomento. Sebbene il concetto sia ben accettato nella letteratura medica, la sua applicazione all’interpretazione della fisiologia emodinamica non è senza controversie. Tuttavia, se un tirocinante CICM dovesse argomentare con troppa competenza contro di esso, potrebbe mettersi nella pericolosa posizione di essere più corretto dell’esaminatore. Ai fini del buon esito dell’esame, sarebbe meglio evitare la questione dell’utilità di questa variabile, o la validità del modello emodinamico di Guyton.

Pressione del sangue in assenza di circolazione

Precedendo da alcune delle definizioni che seguono, si può tranquillamente dire che la pressione media di riempimento circolatorio è fondamentalmente la pressione esercitata dal sangue che si accumula nel sistema circolatorio di un corpo morto. Consideriamo il seguente esperimento mentale, spiegato per mezzo di una serie di diagrammi. Teoricamente, un solo diagramma sarebbe stato sufficiente, ma questo sito ha una lunga storia di esagerazione.

Allora. Le arterie hanno tipicamente una pressione media alta, e le vene hanno tipicamente una pressione media bassa, con i capillari che appartengono a una via di mezzo. L’alta pressione arteriosa è dovuta principalmente alla pressione prodotta dall’azione della pompa cardiaca, così come (in misura minore) alla muscolarità delle pareti arteriose. La bassa pressione venosa è bassa in parte a causa del basso tono muscolare delle pareti di questi vasi, e in parte perché l’azione di pompaggio del cuore decomprime continuamente le vene centrali.

Tuttavia, quando la pressione del polso arterioso diminuisce (per esempio quando il cuore non riesce), la pressione arteriosa scende. Allo stesso tempo, la pressione venosa centrale aumenta, poiché l’azione di pompaggio del cuore non sposta più tanto liquido dalla circolazione venosa, e anche la pressione venosa aumenta.

Ora, diciamo che il cuore si ferma. L’azione pulsatile della pompa cessa e la pressione arteriosa scende precipitosamente. Tuttavia, il flusso non cessa completamente. Le arterie, essendo più muscolari, esercitano una pressione maggiore sul loro contenuto di sangue rispetto alle vene, e a causa di questo gradiente di pressione una parte del volume circolatorio arterioso migra gradualmente nella circolazione venosa quando il cuore si è fermato. Questo volume è di circa 4ml/kg, cioè circa 300ml in un essere umano di dimensioni normali, o circa il 6% del volume totale della circolazione. Questi valori provengono da Rothe (1976) che ha prodotto un arresto cardiaco nei cani e poi ha misurato la quantità di sangue che doveva rimuovere dalle loro vene centrali per mantenere la loro pressione venosa centrale a un punto stabile prima dell’arresto.

Così, un certo volume finisce per essere ridistribuito nella parte venosa della circolazione e dopo un tempo abbastanza lungo la pressione venosa aumenta e la pressione arteriosa diminuisce, fino a quando entrambe le pressioni sono in equilibrio. Questa è la pressione media di riempimento circolatorio, o “mittlere Druck der Fliissigkeit”.

Si può notare che durante tutto questo processo, da qualche parte nel sistema circolatorio c’è un punto che rimane ad una pressione stabile (che è la MCFP), indipendentemente dagli eventi catastrofici che si riverberano nel resto dell’organismo. Rothe (1993) pensava che questo probabilmente accade nelle piccole venule (meno di 1 mm di diametro), e che non è costante – presente in diversi punti di diversi organi, e cambia costantemente a seconda delle condizioni prevalenti.

Pressione media sistemica e pressione media di riempimento circolatorio

La pressione media di riempimento circolatorio (MCFP) è la pressione nell’intero sistema circolatorio in assenza di flusso. È la pressione esercitata dalle pareti della circolazione (compresi il cuore e i vasi polmonari) sul suo contenuto di fluido, e quindi può essere pensata come una misura del potenziale di rinculo elastico immagazzinato in queste pareti. È stata definita da Arthur Guyton come

“La pressione che sarebbe misurata in tutti i punti dell’intero sistema circolatorio se il cuore fosse fermato improvvisamente e il sangue fosse ridistribuito istantaneamente in modo tale che tutte le pressioni fossero uguali.”

La pressione media di riempimento sistemico (MSFP) è la pressione nel solo circuito sistemico, cioè ignorando il cuore e la circolazione polmonare, anche in assenza di flusso. Questa è di solito la pressione a cui si è interessati quando si discute del precarico cardiaco e delle curve di funzione vascolare, perché è la pressione che si pensa spinga il sangue verso l’atrio destro lungo un gradiente di pressione.

La pressione media di riempimento cardiopolmonare è quindi la pressione media nelle camere cardiache immobili e nella circolazione polmonare. Questa variabile è una controparte necessaria della MSFP ma è raramente discussa. Di solito è circa 3 mmHg più alta della MSFP, principalmente a causa della maggiore elastanza delle camere cardiache. Può essere misurata al letto del paziente chiudendo simultaneamente tutti i vasi maggiori e fermando il cuore.

Misurazioni umane della pressione media di riempimento sistemico

Dopo aver generato intere montagne di cani bastardi morti, Guyton e soci furono in grado di dire con sicurezza che la MSFP è probabilmente intorno ai 7-8 mmHg nella maggior parte dei mammiferi di media grandezza. I dati umani erano più difficili da raccogliere nell’illuminato ambiente scientifico post Norimberga, considerando che l’arresto cardiaco è uno dei requisiti principali per una misurazione accurata. Tuttavia, l’ingegnosità degli investigatori ci ha fornito alcune informazioni che sostanzialmente confermano Guyton. Schipke et al (2003) sono riusciti a convincere un’ottantina di persone a farsi misurare la loro MSFP durante un arresto cardiaco indotto (VF, durante l’impianto di un AICD) e hanno trovato valori di MSFP intorno ai 12 mmHg. Gli investigatori lamentavano che la durata dell’arresto cardiaco (~13 secondi) non era abbastanza lunga per ottenere buone misurazioni: le pressioni arteriose e venose non si equilibravano mai. Uno studio successivo di Repessé et al (2015) non ha avuto questo problema, poiché hanno usato pazienti morti in terapia intensiva che avevano CVC e linee arteriose; e di nuovo la MSFP era intorno ai 12 mmHg. I loro dati sono riprodotti qui sotto, per dimostrare il concetto.

Determinanti della pressione media di riempimento sistemico

Da quanto sopra, ci devono essere due fattori principali che determinano la MSFP:

• Tono della muscolatura liscia nella circolazione sistemica, e
• Volume di liquido nella circolazione sistemica.

Il tono della muscolatura liscia che compone le pareti del sistema circolatorio è chiaramente qualcosa che giocherà un ruolo nella pressione di rinculo elastico che produce la MSFP. Repessé et al (2015), nello studio già descritto sopra, hanno menzionato che la MSFP nei pazienti morti che avevano ricevuto noradrenalina era più alta (circa 14-15 mmHg), il che ha senso perché la noradrenalina è un potente arterio- e venocostrittore. Per contrasto, uno studio molto precedente di Starr (1940) restituì misure di 5,6 mmHg da corpi che erano morti da diverse ore, che è probabilmente ciò che accade quando tutto il tono della muscolatura liscia è irreversibilmente perso.

Il volume nel sistema circolatorio gioca ovviamente anche un ruolo. Versare del fluido in un recipiente esercita una pressione sulle pareti di quel recipiente, e nel sistema circolatorio la pressione che queste pareti morbide e molli producono dipende principalmente dal tono della muscolatura liscia (vedi sopra). Spesso si può trovare questo concetto separato in volumi “non sollecitati” e “sollecitati”. Si dice che il volume “non stressato” sia un volume di fluido (presumibilmente sangue) nel sistema circolatorio che non produce alcuno “stress” sulle pareti, cioè dove la misurazione della PMSF darebbe una pressione di 0 mmHg. Secondo Young (2010) e Magder (2016), il “volume non stressato” descrive circa l’85% del volume totale del sangue venoso: in una circolazione con un tono simpatico minimo, solo il 15% circa del volume totale del sangue contribuisce a generare la MSFP.

Logicamente, il “volume stressato” è quindi “il volume di sangue che deve essere rimosso dalla vascolarizzazione per diminuire la pressione transmurale dei vasi dal valore esistente a zero”. Secondo Rothe (1983), questi volumi sono costrutti puramente ipotetici, “calcolati estrapolando la parte lineare della relazione di capacità alla pressione transmurale zero”. La curva reale diventa meno lineare a valori molto bassi di MSFP (sotto 5mmHg), come è stato dimostrato da Lee et al (1988):

Quindi, il volume non stressato probabilmente non è completamente non stressato. In ogni caso, sarebbe contrario alla logica che la pressione intravascolare sia effettivamente zero mmHg, poiché anche un millilitro di fluido esercita una pressione non nulla sulle pareti della camera che lo contiene.

Il significato e la rilevanza della pressione media di riempimento sistemico

Il modello Guyton suggerisce che il flusso di sangue che ritorna al cuore è principalmente guidato da questa pressione media di riempimento sistemico. Questa è la pressione da cui il sangue fluisce e la CVP è la pressione a cui fluisce, superando la resistenza vascolare venosa nel processo. La portata cardiaca, in questo modello, non gioca alcun ruolo nel determinare la pressione nella circolazione venosa.

Non tutti sono d’accordo che questi concetti abbiano un valore scientifico. Magder (2006), Brenglemann (2003) e Henderson et al (2010) forniscono maggiori dettagli, ma qui sarà sufficiente dire che vari studenti seri di fisiologia hanno fatto eccezione al disegno dell’esperimento di Guyton, alla metodologia di misurazione e al ragionamento di base. Tuttavia, si consiglia al tirocinante CICM di fare pace con questa controversia e di memorizzare questo shibboleth emodinamico come se fosse una legge newtoniana. Questo concetto è molto popolare e c’è il rischio che l’esaminatore seduto di fronte a voi sia un forte sostenitore. Le luccicanti rockstar della FOAM (per esempio Jon-Emile Kenny, del PulmCCM) le conferiscono anche credibilità aumentando la sua esposizione. Inoltre, nei loro commenti per la domanda 19 della prima prova del 2014, gli esaminatori hanno menzionato che “sono stati assegnati voti supplementari per le descrizioni della relazione con la pressione di riempimento sistemica media e altre influenze oltre a questa”. In breve, la MSFP supera gli esami.