Le misurazioni della velocità di flusso d'aria e dei volumi polmonari possono essere utilizzate per differenziare le patologie ostruttive da quelle restrittive, per determinare il livello di gravità della malattia e per valutare la risposta alla terapia.
Le misurazioni vengono tipicamente riportate come flussi, volumi assoluti e come percentuali del valore previsto, utilizzando dati derivati da un grosso campione di persone che si presumeva avessero una normale funzionalità respiratoria.
Principi e strumenti di base della funzionalità respiratoria
Le misure quantitative del flusso inspiratorio ed espiratorio vengono ottenute con la spirometria forzata. Si utilizzano delle clip nasali per occludere le narici. Nelle valutazioni del flusso inspiratorio e del volume, il paziente espira nella maniera più completa possibile, quindi inspira forzatamente. Il volume inspiratorio è la quantità massima di aria inalata in un respiro profondo, e il flusso inspiratorio è il volume inspirato al secondo.
Nelle valutazioni del flusso espiratorio e del volume, i pazienti inspirano il più profondamente possibile, serrano le labbra attorno a un boccaglio ed espirano il più completamente e vigorosamente possibile in un apparecchio che registra il volume espirato (capacità vitale forzata [CVF]) e il volume espirato nel primo secondo (FEV1).
Queste manovre forniscono diverse misure: CVF, FEV1, e picco di flusso espiratorio. Il FEV1 è il parametro di flusso più riproducibile ed è particolarmente utile nella diagnosi e nel monitoraggio dei pazienti affetti da patologie polmonari ostruttive. Sia il FEV1 che la CVF aiutano a differenziare i disturbi polmonari ostruttivi da quelli restrittivi. L’interpretazione di queste misurazioni dipende dalla corretta esecuzione del test da parte del paziente, che spesso migliora se assistito e istruito durante la manovra vera e propria.
La curva flusso-volume e la curva volume-tempo forniscono indicazioni aggiuntive: il flusso espiratorio è spesso meno minimo a volumi polmonari bassi a causa del maggiore ritorno elastico, e la curva può evidenziare pattern tipici di patologie come fibrosi polmonare o BPCO quando presentata in funzione del volume polmonare.
Capacità funzionali e curve chiave
Volume polmonare e CFR: i volumi polmonari sono misurati determinando la CFR, la quantità di aria residua nei polmoni dopo espirazione normale. La CFR rappresenta circa il 40% della capacità polmonare totale (CPT). La CFR può essere misurata tramite diluizione dei gas o mediante pletismografia corporea, con quest’ultima che è più accurata in presenza di limitazioni del flusso aereo e gas intrappolato.
Le tecniche di diluizione includono lavaggio dell’azoto e equilibrazione dell’elio. Entrambe le tecniche possono sottovalutare la CFR perché misurano solo la porzione comunicante con le vie aeree. La pletismografia corporea, basata sulla legge di Boyle, stima la variazione del volume polmonare in condizioni di cabina chiusa.
Curva flusso-volume: differisce dallo spirogramma tradizionale mostrando il flusso (L/s) in funzione del volume polmonare (L) durante l’inspirazione massimale e l’espirazione massimale. Il vantaggio principale è la capacità di mostrare se il flusso è adeguato per un determinato volume polmonare. Ad esempio, in fibrosi polmonare si osservano tipicamente volumi ridotti, ma se si considera il flusso in funzione del volume polmonare può emergere un flusso apparentemente maggiore a valle dell’aumento dell’elasticità del polmone fibrotico.
La curva flusso-volume richiede la misura dei volumi polmonari assoluti. Alcuni laboratori costruiscono grafici del flusso d’aria rispetto alla CVF, ma tale rappresentazione non fornisce molte informazioni sull’inspirazione.
Classificazione delle patologie: ostruttive vs restrittive
Sulla base delle velocità di flusso e dei volumi polmonari, è possibile classificare la maggior parte delle patologie respiratorie in ostruttive o restrittive. Le patologie ostruttive sono caratterizzate dalla riduzione del flusso d’aria, in particolare del FEV1 e del FEV1 espresso come rapporto con la CVF (FEV1/CVF). Il grado di riduzione del FEV1 rispetto ai valori previsti determina la gravità del difetto ostruttivo.
I difetti ostruttivi sono causati da maggiore resistenza al flusso d’aria a causa di anomalie interne delle vie aeree, alterazioni della parete delle vie aeree o riduzione del ritorno elastico. Con la riduzione del flusso d’aria, i tempi espiratori sono più lunghi e l’aria può rimanere intrappolata, aumentando i volumi polmonari come CPT e volume residuo. Esempi comuni includono BPCO, asma e bronchiectasie.
Le linee guida ERS/ATS hanno aggiornato l’interpretazione delle prove di funzionalità respiratoria, raccomandando di esprimere tutte le misurazioni, tra spirometria, volumi polmonari e DLCO, in z-score piuttosto che in percentuale dei valori previsti. Uno z-score inferiore a -1,645 indica soglia di competenza inferiore al 5° percentile. Per giudicare la risposta ai broncodilatatori, le linee guida raccomandano l’uso della variazione percentuale rispetto al valore previsto di un individuo e considerare miglioramenti del FEV1 e/o della CVF.
Nel caso delle patologie ostruttive, i principali pattern includono l’ostruzione delle vie aeree, la presenza di ostruzione delle piccole vie aeree e, in alcuni casi, la combinazione di restrizione e ostruttività. La diagnosi di asma può richiedere test di provocazione con metacolina quando la spirometria è negativa ma il sospetto rimane elevato; PC20 è la concentrazione di metacolina che causa una riduzione del 20% di FEV1. L’iperventilazione volontaria eucapnica e lo sforzo da tapis roulant o ciclo-ergometro possono essere impiegati per identificare broncocostrizione indotta dall’esercizio.
Considerazioni pratiche e applicazioni cliniche
Il test di spirometria è lo strumento più diffuso per la valutazione della funzionalità polmonare, utile per diagnosticare patologie ostruttive o restrittive e per monitorare la salute polmonare nel tempo. La curva flusso-volume e i parametri associati, come FEV1, CVF e FEV1/CVF, guidano la valutazione, la gestione e la valutazione della risposta al trattamento. La preparazione adeguata del paziente e l’addestramento durante la manovra sono fondamentali per ottenere risultati affidabili.
In contesti clinici, la disponibilità di un approccio diagnostico completo che integri spirometria semplice, spirometria globale, DLCO e pletismografia consente una caratterizzazione accurata anche in casi complessi, come fibrosi polmonari, enfisema, ipertensione polmonare e malattie immunologiche del polmone.
La prevenzione primaria e l’educazione al fumo restano elementi chiave della salute pubblica: oltre a evitare il fumo attivo, è importante limitare l’esposizione al fumo passivo e agli inquinanti ambientali, poiché le malattie respiratorie rappresentano una delle principali sfide sanitarie. Programmi di monitoraggio spirometrico nel tempo possono identificare soggetti a rischio di evoluzione verso patologie come la BPCO, favorendo interventi precoci.
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Applicazioni pratiche nel contesto clinico
La valutazione della funzione respiratoria è essenziale per distinguere tra ostruttiva e restrittiva, per valutare la gravità della malattia e per guidare le decisioni terapeutiche, inclusi interventi chirurgici o trapianti in contesti adeguati. L’approccio modulare e conforme alle linee guida ATS/ERS 2019 assicura un’esperienza confortevole per il paziente e risultati diagnostici affidabili, facilitando l’impostazione di percorsi terapeutici mirati e tempestivi.
Questo servizio di Fisiopatologia Respiratoria, integrato in centri specializzati, permette di eseguire test di spirometria e DLCO con refertazione pneumologica accurata e tempi di consegna rapidi, offrendo una valutazione completa della funzione polmonare e supportando i medici nel definire percorsi di cura adeguati alle condizioni specifiche di ciascun paziente.
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