CPE è causato da un’elevata pressione idrostatica capillare polmonare che porta alla trasudazione di liquido nell’interstizio polmonare e negli alveoli. L’aumento della pressione della LA aumenta la pressione venosa polmonare e la pressione nella microvasculatura polmonare, con conseguente edema polmonare.
Meccanismo della CPE
Il sangue capillare polmonare e il gas alveolare sono separati dalla membrana alveolo-capillare, che consiste di tre strati anatomicamente diversi: (1) l’endotelio capillare; (2) lo spazio interstiziale, che può contenere tessuto connettivo, fibroblasti e macrofagi; e (3) l’epitelio alveolare.
Lo scambio di liquidi avviene normalmente tra il letto vascolare e l’interstizio. L’edema polmonare si verifica quando il flusso netto di fluido dalla vascolarizzazione allo spazio interstiziale è aumentato. La relazione di Starling determina l’equilibrio dei fluidi tra gli alveoli e il letto vascolare. Il flusso netto di fluido attraverso una membrana è determinato applicando la seguente equazione:
Q = K(Pcap – Pis) – l(Pcap – Pis),
dove Q è la filtrazione netta del fluido; K è una costante chiamata coefficiente di filtrazione; Pcap è la pressione idrostatica capillare, che tende a forzare il fluido fuori dal capillare; Pis è la pressione idrostatica nel liquido interstiziale, che tende a forzare il fluido nel capillare; l è il coefficiente di riflessione, che indica l’efficacia della parete capillare nell’impedire la filtrazione delle proteine; la seconda Pcap è la pressione colloide osmotica del plasma, che tende a tirare il fluido nel capillare; e la seconda Pis è la pressione colloide osmotica nel fluido interstiziale, che tira il fluido fuori dal capillare.
La filtrazione netta del fluido può aumentare con i cambiamenti dei diversi parametri dell’equazione di Starling. Il CPE si verifica prevalentemente in modo secondario alla compromissione del deflusso dell’AL o alla disfunzione del LV. Affinché si sviluppi un edema polmonare secondario a un aumento della pressione capillare polmonare, la pressione capillare polmonare deve salire a un livello superiore alla pressione osmotica dei colloidi nel plasma. La pressione capillare polmonare è normalmente 8-12 mm Hg, e la pressione osmotica colloide è 28 mm Hg. Un’elevata pressione di cuneo capillare polmonare (PCWP) può non essere sempre evidente nella CPE accertata, perché la pressione capillare può essere tornata alla normalità quando viene eseguita la misurazione.
Linfatico
I linfatici svolgono un ruolo importante nel mantenere un adeguato equilibrio di fluidi nei polmoni rimuovendo soluti, colloidi e liquidi dallo spazio interstiziale ad una velocità di circa 10-20 mL/h. Un aumento acuto della pressione arteriosa capillare polmonare (cioè a >18 mm Hg) può aumentare la filtrazione di fluido nell’interstizio polmonare, ma la rimozione linfatica non aumenta in modo corrispondente. Al contrario, in presenza di una pressione LA cronicamente elevata, il tasso di rimozione linfatica può arrivare a 200 mL/h, il che protegge i polmoni dall’edema polmonare.
Stadi
La progressione dell’accumulo di fluido nella CPE può essere identificata in tre stadi fisiologici distinti.
Stadio 1
Nello stadio 1, la pressione elevata della LA causa distensione e apertura dei piccoli vasi polmonari. In questo stadio, lo scambio di gas nel sangue non si deteriora, o può anche essere leggermente migliorato.
Stadio 2
Nello stadio 2, fluido e colloide si spostano nell’interstizio polmonare dai capillari polmonari, ma un aumento iniziale del deflusso linfatico rimuove efficacemente il fluido. La continua filtrazione di liquidi e soluti può sopraffare la capacità di drenaggio dei linfatici. In questo caso, il fluido si raccoglie inizialmente nel compartimento interstiziale relativamente flessibile, che è generalmente il tessuto perivascolare dei grandi vasi, specialmente nelle zone dipendenti.
L’accumulo di liquido nell’interstizio può compromettere le piccole vie aeree, portando a una lieve ipossiemia. L’ipossiemia in questa fase è raramente di entità sufficiente a stimolare la tachipnea. La tachipnea in questa fase è principalmente il risultato della stimolazione dei recettori capillari juxtapulmonary (J-type), che sono terminazioni nervose non mielinizzate situate vicino agli alveoli. I recettori di tipo J sono coinvolti nei riflessi che modulano la respirazione e la frequenza cardiaca.
Stadio 3
Nello stadio 3, mentre la filtrazione del fluido continua ad aumentare e si verifica il riempimento dello spazio interstiziale libero, il fluido si accumula nello spazio interstiziale relativamente poco flessibile. Lo spazio interstiziale può contenere fino a 500mL di fluido. Con ulteriori accumuli, il fluido attraversa l’epitelio alveolare negli alveoli, portando all’allagamento alveolare. In questa fase, le anomalie negli scambi gassosi sono evidenti, la capacità vitale e gli altri volumi respiratori sono sostanzialmente ridotti, e l’ipossiemia diventa più grave.
Disordini cardiaci che si manifestano come CPE
Ostruzione del deflusso atriale
Questa può essere dovuta a stenosi mitralica o, in rari casi, a mixoma atriale, trombosi di una valvola prostetica o una membrana congenita nell’atrio sinistro (per esempio, cor triatriatum). La stenosi mitrale è di solito una conseguenza della febbre reumatica, dopo la quale può gradualmente causare un edema polmonare. Altre cause di CPE spesso accompagnano la stenosi mitrale nel CPE acuto; un esempio è la diminuzione del riempimento del LV a causa della tachicardia in aritmia (ad esempio, fibrillazione atriale) o febbre.
Disfunzione sistolica del LV
La disfunzione sistolica, una causa comune di CPE, è definita come una diminuzione della contrattilità miocardica che riduce la portata cardiaca. La caduta della gittata cardiaca stimola l’attività simpatica e l’espansione del volume sanguigno attivando il sistema renina-angiotensina-aldosterone, che causa il deterioramento diminuendo il tempo di riempimento del LV e aumentando la pressione idrostatica capillare.
L’insufficienza cronica del LV è solitamente il risultato dell’insufficienza cardiaca congestizia (CHF) o della cardiomiopatia. Le cause delle esacerbazioni acute includono quanto segue:
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Infarto miocardico acuto (MI) o ischemia
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Non conformità del paziente con le restrizioni dietetiche (ad esempio, le restrizioni dietetiche di sale)
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Non conformità del paziente con i farmaci (es, diuretici)
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Anemia grave
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Sepsi
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Tirotossicosi
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Miocardite
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Tossine miocardiche (es, alcol, cocaina, agenti chemioterapici come la doxorubicina, trastuzumab)
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Malattia valvolare cronica, stenosi aortica, rigurgito aortico, e rigurgito mitrale
Disfunzione diastolica LV
Ischemia e infarto possono causare disfunzione diastolica LV oltre alla disfunzione sistolica. Con un meccanismo simile, la contusione miocardica induce la disfunzione sistolica o diastolica.
La disfunzione diastolica segnala una diminuzione della distensibilità diastolica del LV (compliance). A causa di questa diminuita compliance, è necessaria un’elevata pressione diastolica per ottenere un volume di ictus simile. Nonostante la normale contrattilità del LV, la ridotta portata cardiaca, insieme all’eccessiva pressione diastolica finale, genera un edema polmonare idrostatico. Anomalie diastoliche possono anche essere causate da pericardite costrittiva e tamponamento.
Disritmie
Fibrillazione atriale rapida di nuova insorgenza e tachicardia ventricolare possono essere responsabili di CPE.
Ipertrofia del LV e cardiomiopatie
Queste possono aumentare la rigidità del LV e la pressione end-diastolica, con edema polmonare risultante da un aumento della pressione idrostatica capillare.
Sovraccarico di volume del LV
Il sovraccarico di volume del LV si verifica in una varietà di condizioni cardiache o non cardiache. Le condizioni cardiache sono la rottura del setto ventricolare, l’insufficienza aortica acuta o cronica e il rigurgito mitrale acuto o cronico. Endocardite, dissezione aortica, rottura traumatica, rottura di una fenestrazione valvolare congenita, e cause iatrogene sono le eziologie più importanti di rigurgito aortico acuto che può portare a edema polmonare.
Rottura del setto ventricolare, insufficienza aortica, e rigurgito mitrale causare elevazione della pressione end-diastolica LV e pressione LA, portando a edema polmonare. L’ostruzione del deflusso del LV, come quella causata dalla stenosi aortica, produce un aumento della pressione di riempimento end-diastolica, un aumento della pressione LA e un aumento delle pressioni capillari polmonari.
Alcune ritenzione di sodio possono verificarsi in associazione con la disfunzione sistolica del LV. Tuttavia, in alcune condizioni, come i disturbi renali primari, la ritenzione di sodio e il sovraccarico di volume possono giocare un ruolo primario. Il CPE può verificarsi in pazienti con insufficienza renale emodialisi-dipendente, spesso come risultato del mancato rispetto delle restrizioni dietetiche o del mancato rispetto delle sessioni di emodialisi.
Infarto miocardico
Una delle complicazioni meccaniche del MI può essere la rottura del setto ventricolare o del muscolo papillare. Queste complicazioni meccaniche aumentano sostanzialmente il carico di volume nel contesto acuto e quindi possono causare edema polmonare.
Ostruzione del deflusso della valvola aortica
L’ostruzione acuta della valvola aortica può causare edema polmonare. Tuttavia, la stenosi aortica dovuta a un disordine congenito, calcificazione, disfunzione della valvola protesica o malattia reumatica ha solitamente un decorso cronico ed è associata a un adattamento emodinamico del cuore. Questo adattamento può includere l’ipertrofia concentrica del LV, che a sua volta può causare un edema polmonare attraverso la disfunzione diastolica del LV. La cardiomiopatia ipertrofica è una causa di ostruzione dinamica del deflusso del LV.
L’elevata pressione sanguigna sistemica può essere considerata un’eziologia di ostruzione del deflusso del LV perché aumenta la resistenza sistemica contro la funzione di pompa del ventricolo sinistro.