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Anche se sembrano simili, i termini ventilazione e ossigenazione si riferiscono a due processi fisiologici separati (anche se interdipendenti). Capire la differenza tra i due è fondamentale per poter trattare efficacemente i pazienti e prendere decisioni cliniche appropriate (Galvagno 2012).

Quando ci si trova di fronte a un paziente che ha difficoltà respiratorie, è importante sapere se ha bisogno di aiuto nella ventilazione (far entrare e uscire l’aria dai polmoni), o se ha bisogno di ossigeno a causa dell’ipossiemia (scambio di gas compromesso).

Il rilevamento precoce del declino respiratorio riduce l’incidenza delle emergenze mediche, la necessità di ventilazione meccanica e il bisogno di ricovero in terapia intensiva. Pertanto, avere un’adeguata conoscenza dell’anatomia e della fisiologia respiratoria significa essere in grado di rispondere correttamente ai pazienti e, auspicabilmente, prevenire il deterioramento (Vincent et al. 2018).

Qual è la differenza tra ventilazione e ossigenazione?

Ventilazione

La ventilazione può essere considerata l’atto della respirazione normale e spontanea. Si riferisce ai due processi di inspirazione ed espirazione, cioè il movimento dell’aria dentro e fuori i polmoni. (Pandirajan 2020).

Questi processi formano un sistema di consegna che fornisce agli alveoli aria ricca di ossigeno (Reminga & King 2016).

L’inspirazione è iniziata dalla contrazione dei muscoli inspiratori (diaframma e muscoli intercostali esterni), che aumenta il volume della cavità toracica e successivamente dei polmoni. Questo crea una pressione negativa che permette all’aria di essere facilmente aspirata nei polmoni (Pandirajan 2020).

L’espirazione è il processo opposto, in cui i muscoli inspiratori si rilassano e fanno diminuire il volume della cavità toracica e dei polmoni. Questo crea una pressione positiva che costringe l’aria ad uscire dai polmoni (Pandirajan 2020).

La ventilazione può essere misurata valutando i segni clinici (aumento del torace, compliance e frequenza respiratoria) (Galvagno 2012).

Ossigenazione

L’ossigenazione è la consegna di ossigeno ai tessuti per mantenere l’attività cellulare (Reminga & King 2016).

Fa parte del processo di scambio gassoso, dove l’ossigenazione avviene contemporaneamente all’eliminazione dell’anidride carbonica dal flusso sanguigno ai polmoni (Dezube 2019; Kaynar 2020).

Questi gas (ossigeno e anidride carbonica) sono trasportati per diffusione passiva attraverso la membrana, il che significa che il processo di scambio gassoso non richiede alcun dispendio energetico da parte dell’individuo (Wagner 2015).

L’ossigenazione non può essere misurata valutando solo i segni clinici; generalmente richiede un pulsossimetro (Galvagno 2012).

L’insufficienza respiratoria

Comprendere la differenza tra ventilazione e ossigenazione è fondamentale quando ci si trova di fronte a un paziente che soffre di insufficienza respiratoria – causata da un’incapacità di mantenere i livelli di ossigeno nel sangue, una quantità eccessiva di livelli di anidride carbonica nel sangue, o entrambi contemporaneamente (Tidy 2015; MedlinePlus 2016).

Ci sono quattro tipi di insufficienza respiratoria:

1. Tipo I, un problema di ossigenazione che causa basso ossigeno e livelli da normali a bassi di anidride carbonica.
2. Tipo II, un problema di ventilazione che causa basso ossigeno e alti livelli di anidride carbonica.
3. Tipo IIII (perioperatorio).
4. Tipo IV (shock).

(Shebl & Burns 2019; Melanson n.d.)

Per rispondere in modo appropriato a un paziente, è necessario determinare il tipo di difficoltà che sta affrontando.

Infarto respiratorio di tipo I (ipossiemia)

Il tipo I, noto anche come insufficienza respiratoria ipossiemica, si verifica quando un individuo non è in grado di ossigenarsi adeguatamente. È clinicamente definita da una tensione arteriosa di ossigeno (PaO2) inferiore a 60 mmHg (su aria ambiente). I livelli di anidride carbonica sono normali o bassi. È il tipo più comune di insufficienza respiratoria (Kaynar 2020).

Il tipo I è generalmente associato a malattie polmonari acute che causano l’occupazione degli alveoli da parte del fluido o dell’espettorato (l’ossigeno non può nuotare attraverso il fluido o l’infezione) o il collasso delle unità alveolari (Kaynar 2020).

La terapia con ossigeno è generalmente necessaria per trattare i pazienti con ipossiemia (Shebl & Burns 2019).

Le cause includono:

• Edema polmonare;
• Polmonite;
• Emorragia polmonare;
• Atelectasia;
• Embolia polmonare;
• Sindrome da distress respiratorio acuto;
• BPCO;
• Fibrosi polmonare;
• Asma;
• Ipertensione polmonare; e
• Pneumotorace.

(Shebl & Burns 2019; Physiopedia 2019)

I sintomi includono:

• Confusione;
• Mancanza di respiro;
• Irritabilità;
• Tachicardia (battito cardiaco anormalmente veloce);
• Tachipnea (respiro anormalmente rapido); e
• Tinta bluastra alla pelle.

(Shebl & Burns 2019)

Infarto respiratorio di II tipo (ipercapnia)

Il II tipo, noto anche come insufficienza respiratoria ipercapnica, si verifica quando c’è un eccesso di anidride carbonica nel sangue. Questo è solitamente causato dall’ipoventilazione, cioè il paziente non è in grado di ventilare adeguatamente per aspirare la quantità di ossigeno necessaria. Ciò si traduce in uno scambio di gas squilibrato, causando l’accumulo di anidride carbonica (Patel, Miao & Majmundar 2020; Jewell 2017; Malhotra 2012).

E’ clinicamente definito da una pressione arteriosa di anidride carbonica (PaCO2) superiore a 50 mmHg e può verificarsi insieme all’ipossiemia (Shebl & Burns 2019).

Il supporto ventilatorio (invasivo o non invasivo, a seconda della situazione clinica) è generalmente richiesto per trattare i pazienti con ipercapnia (Shebl & Burns 2019).

È causata da condizioni che impediscono la ventilazione come:

• BPCO;
• Asma;
• Malattia neuromuscolare acuta;
• Pneumotorace;
• Ostruzione delle vie aeree;
• Odose di farmaci;
• Avvelenamento;
• Ferimenti alla testa e al collo;
• Edema polmonare; e
• Sindrome da distress respiratorio dell’adulto.

(Tidy 2015)

I sintomi includono:

• Mal di testa;
• Mancanza di respiro;
• Confusione;
• Cambiamento di comportamento;
• Riduzione dello stato cosciente o incoscienza;
• Seizures;
• Agitazione;
• Estremità calde; e
• Tremori alle mani.

(Shebl & Burns 2019; WebMD 2019)

L’ipercapnia è un’emergenza medica che può essere fatale se non trattata (WebMD 2019).

Conclusione

I pazienti che sperimentano l’insufficienza respiratoria richiedono l’intervento appropriato. È fondamentale differenziare se si tratta di un problema di ventilazione o di ossigenazione e trattare il paziente di conseguenza.

L’assistenza deve essere affidata al team medico in caso di deterioramento, poiché un intervento precoce è vitale per garantire che la mortalità sia ridotta e la ventilazione invasiva (se necessaria) sia ridotta al minimo.

Risorse aggiuntive

• Patient.info, Respiratory Failure, https://patient.info/doctor/respiratory-failure
• Hypoxaemia: Reversible Causes of Cardiac Arrest, https://www.ausmed.com.au/cpd/articles/hypoxaemia
• Administering Non-invasive Ventilation (NIV), https://www.ausmed.com.au/cpd/articles/non-invasive-ventilation

• Dezube, R 2019, ‘Exchanging Oxygen and Carbon Dioxide’, Merck Manuals, viewed 30 April 2020, https://www.merckmanuals.com/home/lung-and-airway-disorders/biology-of-the-lungs-and-airways/exchanging-oxygen-and-carbon-dioxide
• Galvagno, S M 2012, ‘Understanding Ventilation Vs. Oxygenation is Key in Airway Management’, Journal of Emergency Medical Services, vol. 37 no. 11, viewed 29 April 2020, https://www.jems.com/2012/11/19/understanding-ventilation-vs-oxygenation/
• Jewell, T 2017, Hypercapnia: Che cos’è e come viene trattata, Healthline, viewed 30 April 2020, https://www.healthline.com/health/hypercapnia
• Kaynar, A M 2020, ‘Respiratory Failure’,MedScape, viewed 30 April 2020, https://emedicine.medscape.com/article/167981-overview
• Malhotra, A 2012, ‘Disorders of Ventilatory Control’, Goldman’s Cecil Medicine (Twenty Fourth Edition), viewed 30 April 2020, https://www.sciencedirect.com/topics/medicine-and-dentistry/hypoventilation
• MedlinePlus 2016, Respiratory Failure, MedlinePlus, viewed 30 April 2020, https://medlineplus.gov/respiratoryfailure.html
• Melanson, P n.d., Acute Respiratory Failure, McGill Critical Care Medicine, viewed 29 April 2020, https://www.mcgill.ca/criticalcare/teaching/files/acute
• Pandirajan, K 2020, Mechanics of Breathing, TeachMe Physiology, viewed 29 April 2020, https://teachmephysiology.com/respiratory-system/ventilation/mechanics-of-breathing/
• Patel, S, Miao, J H & Majmundar, S H 2020, ‘Physiology, Carbon Dioxide Retention’, StatPearls, viewed 30 April 2020, https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK482456/
• Physiopedia 2019, Respiratory Failure, Physiopedia, viewed 30 April 2020, https://www.physio-pedia.com/Respiratory_Failure
• Reminga, C & King, L G 2016, ‘Oxygenation and Ventilation’, Monitoring and Intervention for the Critically Ill Small Animal: The Rule of 20, visto il 29 aprile 2020, https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/9781118923870.ch8
• Shebl, E & Burns, B 2019, ‘Respiratory Failure’, StatPearls, visto il 29 aprile 2020, https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK526127/
• Tidy, C 2015, Respiratory Failure, Patient.info, visto il 30 aprile 2020, https://patient.info/doctor/respiratory-failure
• Vincent, J et al. 2018, ‘Improving Deterioration of Patient Deterioration in the General Hospital Ward Environment’, Eur J Anaesthesiol, vol. 35 no. 5, viewed 29 April 2020, https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5902137/
• Wagner, P D 2015, ‘The Physiological Basis of Pulmonary Gas Exchange: Implications for Clinical Interpretation of Arterial Blood Gases’, European Respiratory Journal, vol. 45 no. 1, viewed 29 April 2020,https://erj.ersjournals.com/content/45/1/227
• WebMD 2019, Hypercapnia (Hypercarbia), WebMD, viewed 30 April 2020, https://www.webmd.com/lung/copd/hypercapnia-copd-related#1