Diversi fenotipi di guadagno del circuito in pazienti con insufficienza cardiaca sistolica cronica e respirazione periodica

L'apnea centrale del sonno (CSA) è comune nei pazienti con insufficienza cardiaca sistolica cronica (HFrEF). Vari studi hanno dimostrato una prevalenza del 21-37% in questo gruppo di persone. Fino al 66% dei pazienti con CSA e HFrEF presenta respirazione periodica (PB), che è considerata un indicatore di gravità dello scompenso cardiaco e prognosi sfavorevole. Brack et al. dati riassunti da coorti, studi longitudinali e analisi retrospettive che mostrano un aumento indipendente del rischio di morte nei pazienti con scompenso cardiaco e PB (HR 2,1-5,7 in cinque dei sette studi). Inoltre, è noto che il PB nei pazienti con scompenso cardiaco riduce la qualità della vita e la prestazione fisica e aumenta l’attività del nervo simpatico nonché la probabilità di aritmie cardiache maligne.

La patogenesi della PB è caratterizzata da un'instabilità del drive ventilatorio. Il livello di anidride carbonica (CO2) nel sangue e nel liquido cerebrospinale è correlato linearmente con la ventilazione minuto. Un livello elevato di CO2 aumenta la ventilazione mentre l’ipocapnia la smorza. Questa teoria di controllo si basa sul guadagno di anello (LG), che rappresenta la sensibilità e la reattività del sistema ventilatorio e comprende tre componenti: Il guadagno dell'impianto definisce la capacità del sistema di modificare la PaCO2 in risposta a un cambiamento della ventilazione (risposta metabolica ). È influenzato dal volume polmonare, dall'anatomia del torace e delle vie aeree superiori. Il guadagno di feedback è definito dalla reattività dei chemocettori in reazione ai cambiamenti dei gas nel sangue. Il guadagno del controller è rappresentato dal centro di controllo respiratorio nel tronco encefalico e definisce la capacità del sistema di modificare la ventilazione in risposta a una variazione della PaCO2 (risposta ventilatoria).

Sands et al. proposto e convalidato un modello matematico basato sul modello del ciclo ventilatorio che quantifica il ciclo di feedback. Il rapporto tra durata ventilatoria e durata del ciclo all'interno del modello PB è definito come rapporto di lavoro (DR), che costituisce la base per calcolare l'LG. Qualsiasi disturbo respiratorio temporaneo che causa un pattern PB con un LG < 1 si stabilizza entro pochi cicli respiratori. Un LG > 1 rappresenta una risposta ventilatoria instabile e lievi variazioni di CO2 sono accompagnate da un eccesso o un difetto della ventilazione. In tal caso, la polisonnografia mostra il tipico andamento di aumento e diminuzione del volume corrente e dello sforzo.

I pazienti con scompenso cardiaco presentano tipicamente un LG aumentato a causa di una compromissione della funzione ventricolare sinistra e di un'iperstimolazione dei recettori vagali polmonari. Inoltre, Khoo ha mostrato un aumento della chemiosensibilità (guadagno del controllore) e una diminuzione della capacità ventilatoria (guadagno della pianta) in questo gruppo di persone.

Sands e colleghi hanno caratterizzato il PB considerando l'LG medio derivato da diversi cicli ventilatori durante il sonno non REM. Questo studio retrospettivo sul PB nei pazienti con HFrEF affronta le seguenti domande:

1. Un singolo valore LG è appropriato per caratterizzare il singolo PB?
2. L'LG dipende dalla fase del sonno e dalla posizione del corpo?
3. La variabilità intraindividuale del LG consente la discriminazione di diversi fenotipi PB e, in caso affermativo, questi fenotipi differiscono in ulteriori caratteristiche?