Effetto del allenamento sull Iperresponsività bronchiale negli asmatici: Metaanalisi Eichenberger PA, Sports Medicine 2013

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1 Effetto del allenamento sull Iperresponsività bronchiale negli asmatici: Metaanalisi Eichenberger PA, Sports Medicine 2013 Predictor variables Response variables Model 1 Model 2 Quality of life (n = 4) Exercise capacity (n = 8) Intercept +0.42*** +0.04** Airway hyperreactivity +0.83*** +0.16*** Lung function +0.78*** T Training hours 0.01*** +0.00** Questa metanalisi evidenzia che una attività fisica regolare ha un effetto positivo sulla qualità di vita degli asmatici poichè migliora l iperresponsività bronchiale e il FEV1 (a lungo termine.) Quindi l attività fiisica dovrebbe essere raccomndata come terapia supplementare in aggiunta ai farmaci.

2 Fisiologia del Respiro in Altura e Patologie Respiratorie Croniche

3 Ambiente Montano Pressione Barometrica PiO 2 Densità dell aria Umidità Temperatura Allergeni Inquinamento Vento

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5 Pressione Barometrica(PB), Pressione Inspiratoria dell ossigeno (PIO 2 ) e Densità dell aria a diverse altitudini Altitudine PB PIO2 Densità aria slm (- 16%) (- 21%)

6 O 2 in altitudine Capanna Regina Margherita 4559m PaO 2 in soggetti sani residenti slm nelle prime ore di esposizione a 1500m 76mmHg 2000m 70mmHg 2500m 64mmHg 3000m 60mmHg

7 Definizione di Quota (Bartsch & Saltin Scand J Med Sci Sport 2008) Near sea-level 0-500m Bassa Quota m Media Quota m Alta Quota m Quota estrema > 5500m

8 ADATTAMENTI all ALTITUDINE Apparato Respiratorio Iperventilazione- Vasocostrizione Arteria Polmonare Apparato Cardiovascolare Tachicardia-Possibile lieve incremento dei valori pressori Apparato endocrino Incremento ormoni surrenalici EPO

9 da A.Cogo Medicina e Salute in Montagna, HOEPLI,

10 La PaO 2 alla quale la VE, la FC e la PAP incrementano corrisponde alla PO 2 alla quale la curva di dissociazione dell Hb diventa ripida (PaO 2 60mmHg).

11 Il consumo di ossigeno ~ 1% ogni 100m 1200m La resistenza alla fatica salendo di quota

12 1. Respirazione durante esercizio incrementale in soggetto sano

13 2. Pattern Ventilatorio

14 Patologie Respiratorie croniche e Altitudine

15 Polmone e Ambiente Montano Pressione Barometrica Iperventilazione Ipocapnia Pressione di O2 Ipossiemia Vasocostrizione Polmonare Densità dell aria Resistenze vie aeree Flussi respiratori PAP Umidità Temperatura Iperventilazione di aria fredda e secca Broncocostrizione Allergeni Inquinamento

16 Per tollerare l ipossiemia... Risposta Iperventilatoria ottimale: drive ventilatorio, movimenti della gabbia toracica, muscoli respiratori Funzione Polmonare ottimale: no gravi deficit ostruttivi/restrittivi Scambio di Gas ottimale: Capacità di Diffusione

17 Patologie Respiratorie croniche e Altitudine L altitudine (ipossia + altre caratteristiche) può avere un effetto negativo sulla patologia? Il paziente è in grado di adattarsi alle modificazioni ambientali? Le informazioni sono limitate (soprattutto per i BPCO) e derivano quasi tutte da studi eseguiti in laboratorio (ipossia simulata)

18 Richieste Ventilatorie Ventilazione durante test da sforzo incrementale in soggetti sani. Ventilazione durante test da sforzo incrementale in soggetti BPCO.

19 Pazienti BPCO Punto Chiave è: definire il livello di PaO2 in altitudine Il paziente BPCO è in grado di mantenere un adeguata PaO2 o necessita di O2 supplementare?

20 BPCO in Altitudine La mortalità per enfisema e aumentata nei residenti in altitudine (Colorado, > 2500m) I BPCO hanno una capacità di esercizio ridotta per il deterioramento della ventilazione e dello scambio di gas. Già a sl le richieste ventilatorie sono incrementate In HA la VE incrementa già a riposo e la richiesta ventilatoria per lo stesso carico di lavoro è aumentata In 18 BPCO a 2086 m la distanza percora durante il Test del cammino 6 min è risultata 52% rispetto a sl (Kelly et al 2000) L altitudine può influire sulle molte problematiche fisiologiche dei BPCO. I BPCO devono essere studiati prima dell esposizione all altitudine.

21 I BPCO in altitudine, anche moderata, hanno una O2. N pz Altitudine FEV1% Ore esposizione PaO2 base PaO2 in Ipossia m ±7 52± m 42 75±9 51± m ±9 47±6 Graham&Houston 1978 Kelly et al Dillard 1998

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23 Progetto Fibrosi Cistica e Montagna In Italia colpisce circa 1 su Patologia multiorgano, soprattutto apparato digerente e respiratorio. Il grado di coinvolgimento differisce da persona a persona ma la maggior causa di morbilità nei pazienti FC è il progressivo deterioramento della funzione polmonare. Colpisce indifferentemente M e F. Oggi in Italia ci sono circa bambini, adolescenti e adulti affetti da FC. Oggi l aspettativa di vita è di 40 anni. Il 20% della popolazione FC in Italia oggi supera i 36 anni.

24 36 CF età FEV 1 % pred 66 (26 107) Parametro slm 2650 m dopo 1h a riposo 2650 m 5 a 30 W PaO2 mmhg SaO2% Raw kpa Pressione in arteria polmonare è incrementata in maniera sigbificativa da 27.6 (21 32) mmhg a 530 m a 34.8 (12 43) mmhg a 2,650 m (p=0.003) Fischer R et al Eur Respir J 2005

25 Frequenza e gravità delle desaturazioni di O2 durante esercizio in pazienti CF a 1,500 m 50 adulti CF, SpO2 a riposo > 90% a 1500 m Spirometria Test da sforzo a rampa Durante esercizio in altitudine 45/50 pazienti hanno presentato desaturazioni 29 pazienti SpO2 <90%; 14 pazienti <85% 4 pazienti <80%. SpO2 < 90% in 12 /14 soggetti con FEV1 < 40% in 15 /26 soggetti con FEV1 >40% < 70% in 2 /6 soggetti con FEV1 > 70% < 90% In 0 /4 soggetti con FEV1 > 90% FEV1% e FEV1/FVC correlano significativamente con SpO2 al picco dell esercizio (r = 0.57; = 0.52; P < ) A 1,500 m i soggetti CF adulti con deficit ostruttivo sono a rischio di desaturazione di ossigeno durante esercizio Ryujin Pediatr Pulmonol. 2001, 32 (6):

26 Summer Camp a Davos (1500m) per soggetti con Fibrosi Cistica Dieta- FKT- Escursioni mantenendo sempre SpO2 > 88% Capacità di Esercizio %, VO2 max + 10%, VE % (p < ). Ventilazione è sempre stata il fattore limitante l esercizio Blau H Chest 2002; 121(4):

27 Gravità delle desaturazioni di O2 durante esercizio in pazienti Fibrosi Cistica a 1,500 m 50 adulti CF, SpO2 a riposo > 90% a 1500 m Spirometria Test da sforzo a rampa Durante esercizio in altitudine 45/50 patienti hanno presentato desaturazioni 29 pazienti SpO2 <90%; 14 pz <85% 4 pz <80%. SpO2 < 90% in 12 /14 pz con FEV1 < 40& 15 /26 pz con FEV1 >40 < 70% 2 /6 pz con FEV1 > 70 < 90% 0 /4 pz con FEV1 > 90% FEV1% e FEV1/FVC correlano significativamente con SpO2 al picco dell esercizio (r = 0.57; = 0.52; P < ) A 1,500 m i soggetti CF adulti con deficit ostruttivo sono a rischio di desaturazione di ossigeno durante esercizio Ryujin Pediatr Pulmonol. 2001, 32 (6):

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29 Valutazioni funzionali a 1800 metri in laboratorio e durante escursione a 2100 m. Spirometria: deficit ostruttivo moderato, FEV (63%). SpO2 a riposo 94%-95% Test di Valutazione Funzionale (incremento di pendenza 1%/min a velocità 5km/h) Test interrotto al 15 min per SpO2 80%. Al momento dell interruzione FC 135 bpm e VE A livello del mare, alla stessa FC (134) la SpO2 era 94% e la VE Monitoraggio della SpO2 durante la notte: per tutto il periodo una SpO2 92%, di cui circa 30 < 88% Analisi della Ventilazione e della SpO2 durante escursione a 2100 m. Ritmo di camminata lento con soste ogni volta che la SpO2 < 87%, il che si è verificato soprattutto quando la pendenza. Rapido ripristino della SpO2 > 90%. SpO2: valore medio 88% con un minimo di 84% VE: la VE si è mantenuta tra i 25 L e i 40 L con presenza di riserva ventilatoria > 15 L La Frequenza Respiratoria si è mantenuta tra 25 e 30 con un picco a 40 La FC max è stata di 120 bpm.

30 Monitoraggio N passi quotidiani Numero di Passi range media 1 settimana settimana settimana

31 Asma in Montagna Patologia infiammatoria cronica caratterizzata da ostruzione bronchiale reversibile. Si stima che in tutto il mondo ci siano circa 300 milioni di soggetti asmatici. Il 60% degli asmatici ha un età < 45 anni. Una % variabile tra 60% e 80% di soggetti asmatici soffre di broncospasmo da esercizio = una ostruzione bronchiale acuta e transitoria che si verifica al termine di un esercizio submassimale e prolungato. Stimolo: la perdita di acqua dalle vie aeree osmolarità del fluido periciliare delle vie aeree rilascio di mediatori. In altitudine, l iperventilazione di aria fredda e secca, soprattutto durante esercizio, ha un

32 Asma in Montagna Esposizione a allergeni: Pollini, dipende da stagione, altitudine e latitudine Acari polvere: ridotti per la ridotta umidità Inquinamento Kathmandu) anche se ci aspetta di viaggiare in aree non inquinate (ambiente montano) attenzione alle città di partenza, spesso molto inquinate (New Dheli, Inquinamento Indoor dovuto alla combustone di biomassa in bracieri aperti in case poco ventilate Aria fredda e secca

33 Asma quote 2000m Negli ultimi 25 anni molti studi hanno dimostrato che un soggiorno di almeno 1 mese a quote intorno ai m migliora i parametri clinici e funzionali dei soggetti asmatici, riducendo la necessità di terapia cortisonica. Questo è senz altro in parte dovuto alla riduzione o assenza di pollini e acari della polvere che riduce l infiammazione delle vie aeree.

34 Iperresponsività bronchiale alla metacolina a diverse altitudini asmatici lievi in fase di controllo clinico e funzionale A quote 3500m PC20FEV1(mg/ml) È significativamente < a livello del mare e a 1300m SL 1300m 3500m 4240m 5050m

35 Asma > 2500m in the real life Indagine retrospettiva su 147 asmatici durante trekking ad alta quota Due fattori di rischio indipendenti per attacchi d asma: 1. uso frequente (> 3 /settimana) di broncodilatatoreprima del viaggio; 2. esercizio fisico molto intenso durante il trekking (Golan 2002) Salita al Kilimanjaro (5985 m): nessuna differenza di funzionalità respiratoria, incidenza di mal di montagna, raggiungimento della vetta tra alpinisti asmatici e non asmatici gli asmatici in fase di stabilità non sono a maggior rischio in alta quota (Stokes 2008, letter). Asmatici lievi in fase di controllo non hanno avuto sintomi o necessità di medicazioni al bisogno durante un trekking fino a 6400m in Tibet (Huismans 2010). Durante la salita all Aconcagua (6000m) alcuni alpinisti asmatici hanno avuto lievi attacchi d asma. Probabilmente la causa scatenante è stata la bassa temperatura, poiché l esposizione per 24 ore a basse temperatura induce le stesse modificazioni anche a bassa quota (Says 2013).

36 Asma durante la costruzione della ferrovia Qinghai Tibet 14,050 soggetti seguiti per 1 anno. 15 asmatici (5 persistente, 10 intermittente) In 7 soggetti i sintomi sono diventati meno frequenti e meno gravi minor utilizzo di farmaci rispetto al livello del mare. Dopo 2 mesi, questi sette soggetti sono diventati asintomatici. 6 soggetti hanno avuto sintomi meno frequenti e meno gravi ma hanno continuato ad assumere la terapia 1 soggetto ha avuto riacutizzazione bronchitica 1 soggetto ha avuto frequenti attacchi d asma nel mese di Agosto durante l impollinazione e ha dovuto temporaneamente incrementare il dosaggio dei farmaci. Wu T et al HAM&B 2007

37 Asma in Montagna: Informazioni I pazienti asmatici possono andare in altitudine se l asma è ben controllato. Bisogna comunque informarli di prestare attenzione a eventuali primi sintomi di riduzione del controllo. Devono continuare la abituale terapia e avere sempre con sé i farmaci di emergenza. Devono sempre premedicarsi prima di esercizio fisico con le stesse modalità seguite a livello del mare. Devono coprire la bocca (es. con una sciarpa) in caso di giornate fredde e ventose, come a livello del mare. Ricordare il rischio di infezioni delle prime vie respiratorie. Cogo 2009, Luks 2007, Stream 2009, Doan 2014

38 Effetto dell allenamento di endurance sulla ventilazione durante esercizio. Ve at each level of VO2, expressed as a percentage of initial VO2max before ( ) and after ( ) 10 weeks of aerobic conditioning in asthmatic and healthy subjects. Hallstrand T S et al. Chest 2000;118:

39 Respiratory rate at each level of VO2, expressed as a percentage of initial VO2max before ( ) and after ( ) 10 Allenamento aerobico in soggetti sani. Effetto sul pattern ventilatorio weeks of aerobic conditioning in normal healthy subjects. Hallstrand T S et al. Chest 2000;118:

40 Allenamento aerobico in soggetti BPCO Effetto sul pattern ventilatorio Test endurance di 10 al 60% max. COPD prima e dopo 3 mesi di esercizio fisico regolare (camminata), almeno 30 x 4 volte/settimana con intensità regolata da metronomo. Riallenamento pazienti BPCO Allenta il fisiologico declino del FEV1 Riduce le ospedalizzazioni x riacutizzazione Migliora la prognosi Pomidori L. et al, in preparation

41 Infiammazione delle vie aeree Resistenze delle vie aeree Flussi respiratori Premessa per Riallenamento Aerobico di Endurance a intensità progressiva MA..attenzione al livello di ostruzione bronchiale e allo scambio di gas Adattare la quota