Capacità di diffusione per monossido di carbonio
La capacità di diffusione per monossido di carbonio (Dlco) fornisce informazioni sulla velocità con cui l’ossigeno viene trasferito dal polmone al letto capillare polmonare. L’ossigeno viaggia dagli alveoli ai globuli rossi nei capillari polmonari per diffusione passiva. Il trasferimento di ossigeno dipende dalla differenza di tensione dell’ossigeno tra l’alveolo e il sangue capillare polmonare, nonché dall’area e dallo spessore dell’interfaccia alveolo-capillare., Il monossido di carbonio segue la stessa via dall’alveolo al globulo rosso, dove si lega con l’emoglobina. Il trasferimento di monossido di carbonio attraverso la membrana alveolare-capillare è limitato dalla diffusione. Il trasferimento di monossido di carbonio è limitato, non dal flusso sanguigno polmonare, ma piuttosto dalla velocità di diffusione attraverso il capillare alveolare e le membrane dei globuli rossi., Il trasferimento di monossido di carbonio è limitato solo dalla velocità di diffusione perché la concentrazione di monossido di carbonio nel polmone durante il test è bassa e il numero di siti di legame dell’emoglobina è così alto che non si saturano. Pertanto, Dlco è una misura dell’impedenza al flusso di gas attraverso l’interfaccia alveolare-capillare.
La tecnica più semplice e più utilizzata per misurare la Dlco è il metodo a respiro singolo. Questo metodo, descritto per la prima volta da Krogh nel 1915,82, fu successivamente sviluppato come test clinico della funzione polmonare da Forster e colleghi nel 1954.,83 Per eseguire questo test, il bambino espira prima in RV e poi fa un respiro profondo (>dal 90% al 95% di VC) da uno spirometro contenente una miscela di monossido di carbonio allo 0,3%, un gas tracciante (ad esempio, 10% elio, 0,3% neon o 0,3% metano), 21% ossigeno e l’azoto dell’equilibrio. Il respiro è tenuto a quasi piena ispirazione per 10 secondi, e il bambino poi espira completamente. Le concentrazioni di monossido di carbonio e del gas tracciante sono misurate nella frazione alveolare del gas scaduto., La concentrazione di monossido di carbonio che raggiunge gli alveoli all’inizio della presa del respiro è inferiore alla concentrazione inspirata (0,3%), perché è diluita dal volume nei polmoni all’inizio della manovra (cioè, RV). La variazione della concentrazione del gas tracciante viene utilizzata per calcolare la concentrazione media di monossido di carbonio alveolare all’inizio della sospensione del respiro. Fornisce anche una misura del volume alveolare mediante diluizione del gas., Il volume di monossido di carbonio prelevato in 10 secondi è il prodotto del volume alveolare e della differenza tra la concentrazione iniziale stimata e la concentrazione scaduta misurata di monossido di carbonio alveolare. La capacità di diffusione è il volume di monossido di carbonio trasferito dal gas alveolare al sangue in millilitri al minuto diviso per la differenza tra la pressione media del monossido di carbonio alveolare-capillare e la pressione media del monossido di carbonio capillare polmonare., Si presume che la pressione capillare media del monossido di carbonio sia zero perché il monossido di carbonio si lega strettamente all’emoglobina nel globulo rosso. I valori di Dlco devono essere regolati in conformità con le raccomandazioni ATS84 in base ai valori di emoglobina del paziente perché valori bassi o alti possono influenzare i risultati. Per i bambini di età inferiore ai 15 anni (e tutte le donne),
Per uomini e ragazzi di età pari o superiore a 15 anni,
In Nord America, Dlco è espresso in millilitri al minuto per millimetro di mercurio. In Europa, la stessa misura è indicata come fattore di trasferimento ed è espressa in millimoli al minuto per kilopascal. Ulteriori dettagli possono essere trovati nel documento ATS/ERS del 2005 su questa tecnica.84
Il valore Dlco varia direttamente con la dimensione del polmone. Le normali equazioni di riferimento per gli adulti prevedono la Dlco in base all’altezza, al sesso e all’età.84 Equazioni pubblicate differiscono sostanzialmente nelle loro previsioni., Negli adulti, il Dlco normale medio a respiro singolo è di circa 20-30 mL / min / mm Hg, è leggermente più alto negli uomini che nelle donne e diminuisce con l’avanzare dell’età.32 I valori di riferimento normali per i bambini sono limitati.I valori 42,85,86 nei bambini in età scolare vanno da 10 a 15 mL/min / mm Hg e aumentano con l’altezza fino a raggiungere i livelli degli adulti nella tarda adolescenza. Se i risultati previsti non corrispondono in modo coerente alla situazione clinica, le equazioni di riferimento e i dettagli dei test dovrebbero essere rivalutati. Nei bambini piccoli con un VC di < da 1,5 a 2.,0 L, possono essere necessarie modifiche metodologiche per garantire l’accuratezza della misurazione. Questo può essere vero anche per i bambini più grandi che hanno una malattia restrittiva e volumi altrettanto piccoli.
La maggior parte delle condizioni per le quali la Dlco è clinicamente utile provocano diminuzioni nel trasferimento di monossido di carbonio. La Dlco è preziosa negli adulti per valutare il grado e la progressione dell’enfisema e può essere utile per distinguere l’enfisema (Dlco basso) dalla broncopneumopatia cronica ostruttiva dovuta prevalentemente a bronchiectasie (Dlco normale)., Dlco is also low in interstitial lung disorders, including sarcoidosis, collagen vascular diseases (lupus erythematosus, scleroderma), hypersensitivity pneumonitis, histiocytosis X, and drug-induced lung disease (amiodarone, bleomycin, methotrexate). Dlco may be reduced in congestive heart failure, alveolar proteinosis, bronchial obstruction, bronchiolitis obliterans, pulmonary vascular obstruction (obliterative pulmonary vasculitis, pulmonary embolus), and chronic liver disease (hepatorenal syndrome).,87 Il monitoraggio Dlco in pazienti sottoposti a trapianto polmonare può aiutare nella diagnosi precoce di bronchiolite obliterante. Dlco è utile clinicamente quando rileva anomalie a fronte di risultati spirometrici altrimenti normali e volumi polmonari frazionari. La Dlco può essere ridotta prima dello sviluppo di ipossiemia a riposo o con sforzo in pazienti con disturbi vascolari polmonari, come ipertensione polmonare primaria, emboli polmonari ricorrenti o vasculopatia obliterativa. La Dlco deve essere misurata anche in pazienti con dispnea inspiegabile.,
Sebbene destinato ad essere una misura della dimensione e dello spessore della membrana alveolo-capillare, Dlco è influenzato da molti fattori che possono complicare l’interpretazione dei risultati. Dlco è aumentato in condizioni che aumentano il flusso sanguigno polmonare e quindi il volume alveolo-capillare e la superficie. Nei pazienti con shunt intracardiaci da sinistra a destra, la Dlco può essere elevata in relazione agli aumenti del volume ematico capillare polmonare, sebbene la funzione della membrana alveolo-capillare rimanga normale., Dlco aumenta di circa due volte durante l’esercizio a causa del reclutamento di capillari polmonari e il relativo aumento della superficie della membrana alveolo-capillare. La Dlco può essere elevata nei pazienti con asma o obesità, di nuovo probabilmente a causa dell’aumento del volume del sangue polmonare, ma questi aumenti non hanno alcun significato clinico. La Dlco è diminuita nei pazienti con anemia e aumentata nella policitemia. Pertanto, i livelli di emoglobina dovrebbero essere considerati quando si interpretano i risultati., L’anemia grave o l’anemia che si sviluppa nel corso della chemioterapia non devono essere interpretate come malattia polmonare. L’emorragia polmonare può provocare aumenti acuti di Dlco relativi al legame del monossido di carbonio all’emoglobina negli spazi aerei e nelle vie aeree. Dlco è stato utilizzato per monitorare l’entità dell’emorragia intra-alveolare nella sindrome di Goodpasture. Il fumo negli adulti e negli adolescenti può produrre livelli di carbossiemoglobina dal 10% al 12%., Ogni aumento dell ‘1% del livello di carbossiemoglobina provoca approssimativamente una diminuzione dell’ 1% della Dlco a causa della riduzione del gradiente di pressione alveolare-capillare per il monossido di carbonio. La manovra di Valsalva riduce il volume del sangue polmonare e quindi riduce l’assorbimento di monossido di carbonio. La manovra di Müeller, la postura supina e l’altitudine producono aumenti di Dlco. L’ipossia alveolare e l’ipercarbia alveolare in pazienti con insufficienza respiratoria compensata riducono il gradiente alveolare-capillare per l’ossigeno, aumentano il gradiente per il monossido di carbonio e aumentano la Dlco., Queste ultime influenze sono modeste o non sono rilevanti nel normale contesto clinico e, pertanto, non influenzano l’interpretazione dei risultati.
L’interpretazione dei risultati è anche confusa da fattori correlati alla malattia che influenzano la distribuzione della ventilazione e del flusso sanguigno polmonare. La Dlco viene misurata solo nelle aree del polmone in cui fluiscono sia il gas che il sangue. La distribuzione irregolare di ventilazione e perfusione riduce l’area efficace per lo scambio di gas alveolo-capillare. Pertanto, i risultati in pazienti con ostruzione delle vie aeree devono essere interpretati con cautela., La Dlco globale diminuisce se il monossido di carbonio non raggiunge un’area del polmone o raggiunge un’area in concentrazione inferiore. Come con altri metodi diluitivi, il volume alveolare può essere sottovalutato nei pazienti con ostruzione delle vie aeree. Lo svuotamento polmonare non omogeneo può oscurare la normale netta demarcazione tra spazio morto anatomico e gas alveolare, risultando in un campione che non riflette la concentrazione media di monossido di carbonio alveolare. La Dlco è generalmente diminuita se i capillari polmonari sono ostruiti. Tuttavia, questo potrebbe non essere il caso dell’ipertensione polmonare di origine precapillare., Le grandi emboli polmonari riducono la perfusione nelle regioni del polmone, ma i cambiamenti globali nelle pressioni vascolari polmonari possono aumentare la perfusione in altre regioni, attenuando le riduzioni previste della Dlco. L’intuizione suggerirebbe che la pneumonectomia dovrebbe ridurre la Dlco della metà. Questo di solito non è il caso, tuttavia, perché quando tutta la gittata cardiaca scorre attraverso un singolo polmone, il reclutamento di capillari polmonari aumenta la superficie per lo scambio di gas e si traduce in una riduzione inferiore al 50% della Dlco., L’interpretazione dei risultati richiede un’attenta considerazione di molteplici fattori, tra cui altre misure della funzione polmonare, possibili fattori di confusione correlati ai test e alla malattia e la situazione clinica del paziente. Dlco non deve essere ottenuto di routine, ma piuttosto ordinato per specifiche indicazioni cliniche.