Ipercapnia e Acidosi Respiratoria | Cause, Sintomi, Cura

Che Cos'è

L'ipercapnia è una condizione caratterizzata dall'aumento dell'anidride carbonica nel sangue.

Molto spesso, l'ipercapnia si associa alla cosiddetta acidosi respiratoria, ovvero a una tendenza alla riduzione del pH del sangue (acidosi) provocata dall'accumulo di anidride carbonica.

Nella maggior parte dei casi, l'ipercapnia è dovuta a una ridotta capacità di eliminazione dell'anidride carbonica da parte dei polmoni.

Anidride Carbonica

Produzione ed Eliminazione dell'Anidride Carbonica

Così come la legna e la benzina (combustibili) hanno bisogno di ossigeno (comburente) per bruciare, anche i nutrienti ingeriti con la dieta richiedono ossigeno per essere trasformati in energia.

Nei mitocondri delle cellule avvengono le reazioni chimiche che permettono di bruciare questi nutrienti in presenza di ossigeno, producendo energia, acqua e anidride carbonica (CO₂).

L'anidride carbonica è un prodotto di rifiuto e, dopo essere stata prodotta, diffonde dalle cellule al sangue. Nei liquidi corporei, la CO₂ si dissolve in acqua per formare un acido debole chiamato acido carbonico, che durante l'espirazione viene eliminato dai polmoni sotto forma di anidride carbonica.

Nota bene: l'anidride carbonica di per sé non è acida, perché non contiene alcun atomo di idrogeno. Tuttavia, nell'ambiente ematico si combina con l'acqua formando acido carbonico (H₂CO₃), che si dissocia prontamente in H⁺ (componente acido) e ione bicarbonato (HCO₃^-).

Pertanto, quando la concentrazione di anidride carbonica aumenta (ipercapnia), l'ambiente ematico si acidifica (acidosi respiratoria).

I globuli rossi sono deputati al trasporto di ossigeno dai polmoni ai tessuti periferici; a questo livello, cedono l'ossigeno, si caricano di anidride carbonica e la trasportano fino ai polmoni, dai quali viene espulsa con l'aria espirata.

I globuli rossi contengono un enzima che converte l'anidride carbonica in acido carbonico; in questo modo, la concentrazione di anidride carbonica nei globuli rossi rimane bassa e questo ne facilita la capacità di assorbimento dai tessuti.

Nel sangue venoso:

• il 10% dell'anidride carbonica si trova legata all'emoglobina;
• un altro 10% circa è presente in soluzione nel plasma;
• il restante 80% viene trasformato dai globuli rossi in ione bicarbonato HCO₃^-. Successivamente questi ioni vengono liberati nel plasma e trasportati grazie al flusso sanguigno.

Cosa Succede se c'è troppa Anidride Carbonica nel Sangue

Normalmente, l'anidride carbonica non interferisce con il trasporto dell'ossigeno, dato che si lega all'emoglobina in zone diverse della molecola. Tuttavia, alti livelli di CO₂ interferiscono con i livelli di ossigeno, causando un minor trasporto di ossigeno da parte dell'emoglobina ¹.

D'altro canto, alti livelli di anidride carbonica rendono il sangue più acido. Questo perché, come abbiamo visto, maggiori quantità di CO₂ si dissolvono nel sangue in acido carbonico, che a sua volta si divide naturalmente, producendo più ioni idrogeno e abbassando il pH del sangue.

Avere un pH del sangue stabile intorno a 7,4 è cruciale per fornire ossigeno a tutto il corpo e aiutare le proteine a funzionare normalmente ^{2, 3}. Di conseguenza, i cambiamenti nell'acidità del sangue possono danneggiare gravemente molti organi.

Sintomi

I sintomi dell'ipercapnia possono variare a seconda della causa sottostante.

Poiché l'aumento dell'acidità del sangue può danneggiare molti sistemi di organi, l'ipercapnia può provocare una varietà di sintomi diversi, tra cui:

• Sintomi Lievi
  • Pelle arrossata
  • Confusione
  • Mal di testa
  • Sensazione di fiato corto
  • Sensazione di affaticamento o sfinimento fisico
  • Disorientamento, Vertigini
  • Aumento della frequenza cardiaca
• Sintomi Gravi
  • Gravi difficoltà respiratorie
  • Stato confusionale
  • Convulsioni
  • Perdita di coscienza
  • Aritmie cardiache
  • Spasmi muscolari anormali

La ventilazione (respirazione assistita) e l'aumento dell'ossigeno possono ridurre i sintomi dell'ipercapnia.

Cause

L'ipercapnia può derivare da molteplici cause sottostanti, che possono essere raggruppate in due categorie principali:

• Il corpo produce più anidride carbonica
• Il corpo elimina meno anidride carbonica.

Nella maggior parte dei casi, l'ipercapnia è dovuta all'incapacità dei polmoni di eliminare adeguatamente l'anidride carbonica.

Qualsiasi disturbo o malattia che comprometta la funzione respiratoria può quindi aumentare il rischio di ipercapnia e acidosi respiratoria. Nello specifico, la respirazione può essere compromessa da:

• riduzione del parenchima polmonare funzionale (per es., da tubercolosi, BPCO);
• impedimenti allo scambio gassoso tra alveoli e capillari (per es. edema, asma, polmonite, fibrosi cistica, enfisema polmonare, BPCO);
• insufficiente ventilazione polmonare da paralisi o debolezza della muscolatura respiratoria (ad es. in caso di anoressia, sindrome di Guillain-Barré o sclerosi laterale amiotrofica
• malformazioni della colonna vertebrale tali da impedire un'adeguata espansione polmonare;
• apnea notturna, che si verifica quando la respirazione si interrompe per poi riprendere ripetutamente durante il sonno;
• problemi con il controllo della respirazione da parte del cervello, per es. a causa di un avvelenamento da barbiturici, epinefrina, nicotina, oppioidi.

Livelli più elevati di anidride carbonica nell'ambiente (ad es. per attività vulcaniche o geotermiche, o esalazioni industriali) bloccano la capacità del corpo di eliminare adeguate quantità di anidride carbonica e possono anche causare ipercapnia. Questo accade perché la maggiore concentrazione di CO₂ nell'aria non permette al gas di lasciare il sangue durante l'espirazione ^{4, 5}.

Obesità

L'obesità può causare vari problemi respiratori, inclusa la sindrome da ipoventilazione dell'obesità, un disturbo respiratorio caratterizzato da una combinazione di obesità e respirazione eccessivamente lenta o superficiale. Ciò può causare insufficienza respiratoria (con bassi livelli di ossigeno nel sangue) e ipercapnia ⁶.

L'obesità è anche la principale causa di apnea ostruttiva del sonno, che rappresenta una comune causa di ipercapnia ⁷.

I pazienti con apnea ostruttiva del sonno mostrano spesso ipercapnia diurna, che risulta più grave nei pazienti obesi e in quelli con altri disturbi respiratori correlati all'obesità ^{8, 9}.

Diagnosi

L'emogasanalisi (dosaggio di ossigeno e anidride carbonica nel sangue arterioso, prelevato mediante puntura dell'arteria radiale) viene comunemente usata per diagnosticare l'ipercapnia.

L'ipercapnia viene generalmente definita come un livello di anidride carbonica nel sangue di oltre 45 mmHg (6 kPa).

Il medico può anche valutare le capacità respiratorie usando la spirometria. In questo test, si respira con forza in un tubo collegato a un apparecchio, che misurerà la capacità gassosa dei polmoni e con quanta forza riescono ad eliminare l'aria.

Le radiografie o le scansioni TC dei polmoni possono aiutare i medici a individuare patologie come l'enfisema o altre malatite polmonari.

Saturimetro

Il saturimetro, noto anche come pulsossimetro od ossimetro, è un apparecchio medico che permette di misurare in modo del tutto non invasivo la saturazione di ossigeno nel sangue.

La saturazione di ossigeno nel sangue è un indice ematico che permette di stabilire la funzione respiratoria dell'essere umano.

La presenza di una saturazione dell'ossigeno nel sangue inferiore alla norma è una condizione medica che prende il nome di ipossiemia (“ipo” = basso, “ossi” = ossigeno ed “emia” = sangue).

L'ipossiemia può associarsi o meno a un aumento dei valori di anidride carbonica (ipercapnia).

Trattamento

Il trattamento dell'ipercapnia/acidosi respiratoria dipende dalla causa sottostante.

Il trattamento consiste generalmente nella somministrazione di ossigeno (nei casi più gravi attraverso ventilazione assistita), e nella correzione del pH ematico mediante soluzioni tampone.

Alcuni farmaci possono aiutare il paziente a respirare meglio, tra cui:

• broncodilatatori, che aiutano i muscoli che costringono i bronchi a rilassarsi facilitando la repirazione;
• corticosteroidi per via inalatoria od orale, che aiutano a ridurre al minimo l'infiammazione delle vie aeree;
• antibiotici, utili in caso di infezioni respiratorie, come polmonite o bronchite acuta;
• l'acetazolamide può stimolare la respirazione.

La cosiddetta riabilitazione polmonare prevede la correzione della dieta, la pratica di esercizio fisico e altre modifiche dello stile di vita per contribuire positivamente alla salute generale e respiratoria del paziente.

• Uno studio su pazienti molto obesi con apnea notturna e ipercapnia ha suggerito che la perdita di peso potrebbe potenzialmente ridurre l'ipercapnia ¹⁰.
• Il fumo aumenta esponenzialmente la quantità di anidride carbonica inalata (circa 350 volte di più rispetto all'aria normale). Inoltre, la nicotina può peggiorare l'ipercapnia interferendo con il controllo del cervello sulla respirazione ^{11, 12}.
  

Alcuni casi gravi di ipercpnia possono richiedere un intervento chirurgico per trattare o sostituire le vie aeree o i polmoni danneggiati.