Libro 1.indb - Fondazione Don Gnocchi


Linea di Ricerca 5
Linea di Ricerca 5
Riabilitazione respiratoria
Biomarkers di eventuale danno polmonare
indotto da ventilazione non invasiva domiciliare
in pazienti BPCO in trattamento riabilitativo
Responsabile: Schmid Giovanni
Background
La ventilazione meccanica è un supporto terapeutico indispensabile nell’insufficienza respiratoria sia acuta che cronica, tuttavia la sua applicazione non è priva di effetti collaterali. I più frequenti sono l’aumentato rischio di insorgenza di
polmoniti (Ventilator Acquired Pneumonia, VAP) e le alterazioni della dinamica cardiaca.
Inoltre l’applicazione di una pressione al polmone può causare un danno meccanico (VILI, Ventilator Induced Lung Injury). Infatti, l’applicazione di pressioni elevate può determinare l’insorgenza di pneumotorace. Questo tipo di danno è
definito barotrauma, è stato il primo esempio di VILI riconosciuto ed è stato ampiamente studiato a proposito dell’Acute Distress Respiratory Syndrome (ARDS) e dell’Acute Lung
Injury (ALI).
In seguito si è dimostrato che, più delle pressioni applicate
sulle vie aeree, la causa principale del danno parenchimale
è il grado di distensione polmonare, e si è pertanto diffuso il
concetto di volutrauma.
Recentemente si è fatto strada anche un nuovo concetto,
che non esclude i precedenti ma contribuisce a chiarirne i
meccanismi patogenetici, quello di atelectotruma determinato dall’utilizzo di bassi volumi tele inspiratori che conduce
a una ciclica apertura e chiusura degli alveoli.
Negli ultimi anni è diventato evidente che il danno polmonare
associato alla ventilazione meccanica va attribuito non solo a
un’alterazione meccanica e strutturale, ma anche al rilascio
di mediatori chimici responsabili di una reazione infiammatoria in grado di aggravare il preesistente danno polmonare
(biotrauma). In particolare sembrano contribuire a tale danno
l’accumulo di neutrofili, citochine pro-infiammatorie, specie reattive dell’ossigeno e metallo proteinasi determinato
dall’insulto meccanico dovuto al ripetersi dei fenomeni di
stiramento e chiusura degli alveoli.
Numerosi studi hanno indagato il ruolo di vari mediatori
dell’infiammazione dimostrando la presenza di alti livelli plasmatici di IL-6, IL-8, recettori solubili del TNF-α in pazienti
affetti da Acute Lung Injury (ALI) e la loro rapida variazione in
risposta alle diverse strategie ventilatorie.
Inoltre diversi lavori scientifici hanno dimostrato su modelli animali che il danno polmonare indotto dalla ventilazione
meccanica può essere attenuato somministrando anticorpi
anti-TNF-α.
L’ipotesi che gli effetti biologici dei mediatori chimici rilasciati in corso di VILI non restino confinati all’interno del
polmone ha generato l’idea che la ventilazione meccanica
possa rendersi responsabile di Multi Sistem Organ Failure
(MSOF).
Sebbene l’utilizzo della Ventilazione Meccanica Non Invasiva
(NIV) sia fondamentale nel trattamento della insufficienza respiratoria, e sebbene i concetti di barotrauma, volutrauma e
biotrauma siano ormai noti, si sa ancora poco sugli effetti a
lungo termine della ventilazione domiciliare nei pazienti con
bronchite cronica ostruttiva (BPCO).
Obiettivi
Valutare il ruolo della NIV nel modulare lo stato infiammatorio locale e sistemico ed eventuale ruolo come elemento
favorente l’insorgenza di danno biologico permanente.
Ricerca corrente
Responsabile Scientifico: Giorgio Scano
309
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Metodi
Determinazione delle concentrazioni di alcuni markers infiammatori nell’espettorato indotto e nel sangue di pazienti
affetti da BPCO IV stadio in fase di stabilità clinica: in ventilazione meccanica domiciliare da almeno 30 giorni (gruppo A);
non in ventilazione meccanica domiciliare (gruppo B).
Relazione attività
Ricerca corrente
Lo studio è concluso. Sono stati valutati circa 120 pazienti
consecutivi. Ogni soggetto è stato sottoposto a determinazione dei livelli locali (espettorato) e sistemici (siero/plasma)
di markers dell’infiammazione. I pazienti sono stati seguiti in
follow-up per valutare gli effetti della NIV sul numero delle
riacutizzazioni, sulla funzionalità respiratoria e sugli scambi
gassosi dei partecipanti.
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Dispnea e dissociazione neuro-ventilatoria
in pazienti sottoposti a resezione polmonare
Responsabile: Scano Giorgio
Background
Uno dei sintomi più frequentemente lamentati dai pazienti e che più compromettono la qualità di vita dopo resezione polmonare è la dispnea da sforzo. Tra le possibili cause
possiamo includere la riduzione del volume polmonare nelle
sue componenti operazionale e di massima distensione con
relativo aumento del lavoro ventilatorio elastico, ma anche
un aumento delle resistenze delle vie aeree conseguente
alla riduzione dei volume polmonare. Il meccanismo che lega
riduzione del volume e dispnea è peraltro, anche se l’ipotesi più probabile è che riduzione di volume e aumento delle
resistenze possano entrambi contribuire alla genesi del sintomo attraverso uno sbilanciamento del rapporto tra drive
respiratorio da una parte e movimento respiratorio (output
ventilatorio) atteso dall’altra (O’Donnell DE et al., Proc Am
Thorac Soc 2007).
Testare tale ipotesi nel caso della resezione polmonare è,
tuttavia, complesso perché se è ragionevole supporre che
la dispnea sia causata principalmente dall’aumento relativo
del rapporto drive/output ventilatorio a livello dell’emitorace
oggetto di intervento chirurgico, non è possibile escludere a
priori che parte di essa possa anche essere modulata o addirittura esaltata da variazioni del drive e/o ventilazione locale
dell’emitorace controlaterale.
La pletismografia optoelettronica (OEP) è una nuova tecnica
capace non solo di stimare con grande precisione e accuratezza i movimenti dei compartimenti toracico e addominale
durante il respiro tranquillo e sotto sforzo (Cala SJ et al., J
Appl Physiol 1996, Aliverti A et al., J Appl Physiol 1997), ma
anche di suddividere il contributo dei due emitoraci alla ventilazione (Lanini B et al., Am J Respir Crit Care Med 2003).
Nel presente studio, questa tecnica verrà utilizzata insieme
all’elettromiografia del diaframma (EMGdi) e dei muscoli intercostali parasternali (EMGpara) di entrambi gli emitoraci,
per stimare il contributo del drive respiratorio all’output ventilatorio dell’emitorace sottoposto a resezione polmonare, e
alla dispnea da sforzo dopo resezione polmonare.
Obiettivi
L’ipotesi che verrà testata è che l’intensità della dispnea durante sforzo nel paziente sottoposto a resezione polmonare per tumore sia proporzionale all’incremento relativo del
rapporto tra drive nervoso respiratorio e output ventilatorio
dell’emitorace sottoposto a resezione polmonare a causa
dell’attesa riduzione del movimento di quell’emitorace o di
un aumento del drive respiratorio come tentativo di compenso per la riduzione del suo movimento o per entrambi i
motivi.
Metodi
Soggetti
16 pazienti candidati a chirurgia exeretica del polmone per
cancro o altre cause, prima e dopo pneumonectomia (n.
8) o lobectomia (n. 8). Lo studio sarà condotto nel pieno
rispetto del Protocollo di Helsinki. Tutti i soggetti avranno
la possibilità di ritirarsi dallo studio in qualsiasi momento,
anche senza fornire alcuna spiegazione sulle motivazioni
dell’interruzione.
Criteri di inclusione
• età compresa tra i 18 e 75 anni;
• personalità stabile e soggetto cooperativo e fortemente
motivato;
• consenso informato scritto.
Criteri di esclusione
• soggetti al di fuori dei limiti di età sopra menzionati;
• pazienti nei quali ci si attende che l’intervento di resezione
polmonare non causi una riduzione di volume di gas alveolare (ad esempio pazienti nei quali la lesione preoperatoria
è associata ad atelettasia del polmone o parte di esso che
sarà resecata);
• soggetti che sappiano di essere affetti da qualsiasi altra
patologia d’organo o sistemica o che risultino esserlo alla
visita iniziale e tale da alterare la funzione cardio-respiratoria e metabolica a riposo e sotto sforzo o rappresentare
una controindicazione anche minima allo studio;
• pazienti affetti da malattia infettiva polmonare primitiva
(tbc, ascesso, bronchiectasie...);
• pazienti candidabili a radioterapia e/o chemioterapia dopo
intervento di exeresi polmonare.
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Casi/Controlli
N.A.
Interventi applicativi
Protocollo di studio e misure di valutazione pre-intervento
Misura dei flussi espiratori forzati massimali e dei volumi polmonari assoluti in cabina pletismografica con correzione del
volume di gas intratoracico e misura della diffusione A-C del
CO come da linee guida internazionali (Miller MR et al. Eur
Respir J 2005; MacIntyre N et al. Eur Respir J 2005; Wanger
J et al. Eur Respir J 2005).
Misura della scala della dispnea del Medical Research
Council.
Misura della scala BDI (Basal Dyspnea Index).
Consegna e compilazione dei questionari della qualità della
vita (SF36 e SGRQ) e delle condizioni generali (ECOG e KARNOFSKY performance status).
Emogasanalisi arteriosa.
Preparazione del paziente per le misure della cinematica respiratoria con tecnica OEP e per l’EMGdi e EMGpara.
Registrazione della cinematica respiratoria con tecnica OEP,
registrazione EMGdi e EMGpara e registrazione della scala di
BORG per respiro e gambe 1) a riposo (6 minuti) e 2) durante
tutti gli step di un test da sforzo massimale (step incrementali
di 2 minuti con carichi di 20 Watt, ma comunque variabili in
base alle condizioni del paziente). Il test da sforzo prevede
inoltre la misura continua dell’ECG a 12 derivazioni, del consumo di O2 e produzione di CO2, ventilazione durante inspirio ed
espirio alla bocca e saturazione arteriosa di O2 al dito.
Studio post-intervento (6 mesi)
Stessi test come descritto sopra, e alle stesse ore giorno
rispetto al controllo pre-intervento. La misura della scala BDI
(Basal Dyspnea Index) sarà sostituita dalla scala TDI (Transitional Dyspnea Index).
Razionale del protocollo e dei test respiratori
I volumi polmonari assoluti sono misurati in cabina pletismografica, perché la tecnica permette di misurare con altissima
precisione la riduzione dei volumi polmonari conseguenti la
resezione volumetrica.
I flussi espiratori forzati verranno misurati in cabina pletismografica per correggere i valori del volume del gas intratora-
Ricerca corrente

311
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Ricerca corrente
cico compresso. Ciò è reso necessario dal fatto che con la
riduzione del volume gassoso post-resezione, il volume di
gas compresso durante la manovra espiratoria forzata è minore rispetto alle condizioni di base.
La misura del drive respiratorio verrà condotta con l’analisi dei
segnali EMGdi e EMGpara separatamente nei due emitoraci.
La misura separata della ventilazione dei due emitoraci sarà
condotta con l’uso dell’OEP (Lanini B et al. Am J Respir Crit
Care Med 2003).
312

Effetti del trattamento riabilitativo in pazienti
BPCO: differenze tra popolazione femminile
e maschile
Responsabile: Presi Ilenia
Background
Negli ultimi decenni, l’aumento della prevalenza, morbilità e mortalità della broncopneumopatia cronica ostruttiva
(BPCO) nel sesso femminile ha sollevato l’attenzione sul
possibile ruolo della differenza di sesso nella diversa suscettibilità al fumo di tabacco, iperresponsività bronchiale, manifestazione dei sintomi, qualità della vita, tolleranza allo sforzo
e stato psichico). Le evidenze scientifiche al momento non
hanno individuato una diversa risposta alla terapia farmacologica, né tantomeno a provvedimenti terapeutici di tipo non
farmacologico. La possibile influenza del sesso sugli effetti dei programmi di riabilitazione respiratoria (PRP) è stata
condotta in un unico studio, che comparava non solo la diversa risposta alla riabilitazione in uomini e donne in termini
di qualità della vita, ma anche diversificandoli in programmi
a breve e a lungo termine. I risultati hanno evidenziato che
le donne presentavano un miglioramento notevole della dispnea già dopo 3 mesi, senza ulteriori benefici prolungando
i trattamenti; per contro, gli uomini, mostravano un maggior
beneficio sintomatologico con trattamenti a lungo termine.
È inoltre noto che la maggior frequenza di disturbi del tono
dell’umore nella donna rispetto all’uomo, sia nella popolazione sana sia nei pazienti BPCO, possa riflettersi in un loro
maggior bisogno di supporto psicologico nei PRP. Tali osservazioni rappresentano uno stimolo per una più accurata
caratterizzazione dei soggetti arruolati nei programmi riabilitativi e soprattutto per l’identificazione di come la differenza
di sesso, intesa come complessa interazione tra fattori biologici, psicologici e sociologici, possa influenzarne gli effetti.
Obiettivi
Valutare eventuali differenze in risposta a un PRP in pazienti
affetti da BPCO, suddivisi in popolazioni di uomini e donne,
analizzando gli effetti del trattamento in termini di sintomi,
stato di salute, tolleranza all’esercizio, ma anche di livello di
soddisfazione delle aspettative, livello di ansia e depressione
e analisi dello stile di coping.

Linea di Ricerca 5
Metodi
Sono stati valutati 70 pazienti afferenti al Centro IRCCS Firenze della Fondazione Don Gnocchi, al primo PRP. Dei 70
pazienti, soltanto 47 sono stati arruolati poiché liberi da patologie psichiche, non in trattamento con farmaci antidepressivi, ansiolitici od ossigenoterapia e in grado di comprendere
ed effettuare i questionari sul livello di ansia e depressione
(STAI, CES-D), valutazione degli stili di coping (CISS), self efficacy (General Self Efficacy, vers. italiana). Questi test sono
stati somministrati all’inizio del trattamento riabilitativo.
All’inizio e alla fine del trattamento riabilitativo sono state
eseguite inoltre le seguenti valutazioni:
• spirometria con misura dei volumi polmonari statici e dinamici;
• forza dei muscoli respiratori (MIP e MEP);
• emogasometria arteriosa;
• tolleranza all’esercizio fisico (6’WT, endurance arti inferiori
e superiori al cicloergometro);
• misurazione della dispnea (MMRC, BDI/TDI);
• qualità della vita (SGRQ).
Relazione attività
I pazienti arruolati, 18 di sesso femminile e 29 di sesso maschile, quasi tutti con livelli di scolarità analoghi (prevalente
licenza elementare e media), omogenei dal punto di vista dei
dati antropometrici e funzionali (Tab. 1), hanno presentato
dopo PRP un miglioramento significativo analogo in termini di sintomi e qualità della vita; analizzando le singole aree
della qualità della vita, è possibile evidenziare un significativo miglioramento in termini di “sintomi” e “attività” nel
sesso maschile e in termini di “impatto” nel sesso femmi-
Tab. 1 – A
nthropometric and lung functional data in the two populations before PRP
Men
29
18
Age
69.5 (7.1)
73.3 (7.1)
Height
170 (6.3)
Weight
76.2 (15.9)
61.7 (8.2)
BMI
26.2 (4.7)
24.8 (3.8)
Packs·year
53 (14.3)
45 (21.1)
75.1 (14.9)
82.4 (24)
VC(%pv)
FEV1(%pv)
40 (12.3)
FEV1/VC(%)
39.8 (9.9)
FRC(%pv)
*
158.3 (7.5)
48.7 (15.8)
#
48.6 (10.2)
135.5 (25.5)
147.2 (21.9)
TLC(%pv)
97.5 (24.7)
116.5 (12.3)
RV(%pv)
174.7 (39.7)
159.9 (34.4)
DLCO(%pv)
38.1 (17.3)
40.3 (7.5)
PaO2(mmHg)
72.6 (10.1)
70.7 (8.6)
PaCO2(mmHg)
43.4 (5.5)
42.1 (5.6)
Values are means ± SD; pv: predicted value; BMI: Body Mass Index; VC: Vital Capacity; FEV1: Forced Expiratory Volume in the first second; FRC:
Functional Residual Capacity; TLC: Total Lung Capacity; RV: Residual Volume; DLCO: Carbon dioxide lung diffusion; PaO2: oxygen arterial blood tension;
PaCO2: carbon dioxide arterial blood tension; * p<0,000; # p<0,004
Ricerca corrente
Patients
Women
313
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nile. Dopo PRP (Tab. 2), in entrambi i gruppi la tolleranza allo
sforzo è migliorata sia in termini di incremento significativo di metri percorsi durante test del cammino dei 6 minuti
sia in termini di incremento significativo in minuti durante
endurance arti inferiori e superiori. I due gruppi non hanno
presentato differenze significative rispetto al livello di soddisfazione delle aspettative, livello di ansia e depressione e
analisi dello stile di coping, presentando il sesso femminile
tuttavia valori di ansia/depressione tendenzialmente maggiori. L’analisi di regressione tra il livello di ansia e parametri an-
tropometrici, funzionali, sintomatologici e relativi alla qualità
della vita ha documentato una correlazione significativa nel
sesso maschile dell’ansia con l’età, la prestazione fisica e
l’entità della sintomatologia dispnoica. Nel sesso femminile
non sono emerse correlazioni significative, se non per una
correlazione inversa con la gravità dell’ostruzione (Tab. 3).
I risultati confermano l’efficacia dei PRP nei pazienti BPCO sia
di sesso maschile che femminile, in termini di miglioramento dei sintomi, di qualità della vita e di tolleranza allo sforzo.
Nel sesso maschile, l’analisi del questionario SGRQ mostra
Tab. 2 – P
ulmonary rehabilitation outcomes in the two populations
Men
Women
2.6(1)
2.9(1)
1.7(1.2)*
1.9(1.2)f
BDI
5.5(3)
4.5(1.5)
TDI
2.4(2.5)
3.9(2.5)
–12.8(14)§
–12.7(10,7)†
MRC before
after
SGRQTotchanges
Symptoms
changes
–28.8(19.8)*
–20,9(23.1)
Activity
changes
–10,6(13.4)§
–6.8(15)
Impact
changes
–9.1(16.4)
–12.9(11.3)†
6’WT
Metersbefore
changes
%pv °
before
Ricerca corrente
changes
314
402.7(113.4)
**
323(116.1)
+37.6(50.9)
+31.9(67.4)
68.8(18.7)
62.1(16.1)
+6.7(9.4)*
+7.4(14.5)†
END A
Watt
15.9(6.6)
Timebefore
6.2(1.4)
6(3.4)
changes
+7.8(5.5)*
+7.3(5.5)f
END L
Watt
38.4(19.2)
Timebefore
changes
‡
**
9.3(7.5)
23.1(17.2)
8.3(5)
10.4(6.3)
+12(7.9)*
+11.7(9.7)f
Values are means ± SD. MRC: Medical Research Council; BDI: Baseline Dyspnea Index; TDI: Transitional Dyspnea Index; SGRQ: St. George Respiratory Questionnaire; 6’WD: six minutes walking distance test; °:Troosters T, Gosselink R, Decramer M. Six minute walking distance in healthy elderly
subjects. Eur Respir J 1999; 14:270-274; END A: Arm Endurance Test; END L: Leg Endurance Test; * p<0.009 after vs before PRP in MEN group; §
p<0.02 after vs before PRP in MEN group; f p<0.009 after vs before PRP in WOMEN group; † p<0.03 after vs before PRP in WOMEN group; ** p<0.05
MEN vs WOMEN group; ‡ p:0.005 MEN vs WOMEN group

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Men
Women
0.54*
0.25
BMI
0.24
–0.00
FEV1%pv
0.01
0.64*
FEV1/SVC%pv
–0.15
0.06
TLC%pv
0.36‡
0.23
FRC%pv
0.27
0.18
6’WD meters
–0.56*
–0.31
6’WD %pv°
–0.44§
–0.11
MRC
0.39f
0.32
BDI
–0.61*
–0.36
SGRQ tot
0.08
0.12
FIM
–0.01
–0.34
BDI-II
0.7†
0.62*
STAI-Y state
Age
STAI-Y: State-Trait Anxiety Inventory; BMI: Body Mass Index; FEV1:
Forced Expiratory Volume in the first second; VC: Vital Capacity; TLC:
Total Lung Capacity; FRC: Functional Residual Capacity; DLCO: Carbon
dioxide lung diffusion; 6’WD: 6-minute walking distance test; °:Troosters
T, Gosselink R, Decramer M. Six minute walking distance in healthy elderly subjects. Eur Respir J 1999; 14:270-274; MRC: Medical Research
Council; BDI: Baseline Dyspnea Index; SGRQ quality of life; FIM: Functional Independence Measure; BDI-II: Beck Depression Inventory-II;
* p<0,005; ‡ p:0,05; § p:0,01; f p:0,03; † p<0,000.
tuttavia un miglioramento significativo per l’area “sintomi”
e “attività”; diversamente, nel sesso femminile per l’area
“impatto”. Tale riscontro potrebbe essere spiegato dal fatto
che gli uomini attribuiscono maggior valore alle attività e alle
prestazioni fisiche di per sé, diversamente dalle donne che
tendono a trasferire il miglioramento delle performance in
termini di maggior partecipazione alle attività sociali e di vita
quotidiana. I dati del nostro studio, che documentano una tendenza delle donne a presentare maggior ansia e depressione,
sono in linea con l’aumentata frequenza di disturbi del tono
dell’umore nella donna rispetto all’uomo, sia nella popolazione sana che nei pazienti BPCO. Tale aumentata frequenza
sembrerebbe pertanto non influenzare gli outcome ed essere
totalmente indipendente dalla gravità funzionale, dalla capacità fisica e dalla sintomatologia dispnoica. Contrariamente,
nel sesso maschile, si osservano relazioni dirette del livello
di ansia con l’aumentata gravità della sensazione dispnoica e
con la peggiore prestazione fisica, a conferma che l’impatto
della BPCO può essere meglio caratterizzato nei maschi attraverso variazioni di sintomi respiratori, percezione della salute
e prestazioni fisiche.
I nostri risultati pertanto avvalorano la possibilità che le
donne possano beneficiare maggiormente degli uomini di
trattamenti riabilitativi che includano supporto psicologico
e programmi di recupero dell’interazione sociale, al fine di
massimizzare l’effetto positivo del trattamento riabilitativo.
Prodotti scientifici
I risultati del progetto saranno oggetto di un lavoro scientifico in corso di preparazione.
Ricerca corrente
Tab. 3 – Correlation coefficients in the two populations
315
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Effetti della riabilitazione respiratoria sulla
riduzione del numero di episodi di riacutizzazione
in pazienti affetti da bronco pneumopatia cronica
ostruttiva (BPCO)
Responsabile: Gigliotti Francesco
Ricerca corrente
Background
316
La BPCO è complicata da frequenti e ricorrenti episodi di
esacerbazione, che risultano in enormi spese sanitarie e un
alto grado di morbilità. Inoltre, al progredire della malattia,
gli episodi di riacutizzazione diventano più frequenti. Donaldson e coll. (Thorax 2002) hanno riportato che pazienti
BPCO di grado GOLD 3 presentano un numero medio di
3,43 riacutizzazioni per anno, comparati ai 2,68 eventi/anno
dei pazienti GOLD 2. Paggiaro e coll. (Lancet 1998) hanno
riportato un numero medio di 1,6±1,5 riacutizzazioni/anno
in pazienti BPCO con ostruzione moderata, e di 1,9±1,8 in
pazienti BPCO con ostruzione moderata-severa. Più recentemente studi prospettici con grandi popolazioni di pazienti
BPCO (studio UPLIFT Lancet 2009, studio TORCH N Engl
J Med 2007) hanno mostrato che pazienti GOLD 2 hanno
un numero significativo di episodi di riacutizzazione che era
in parte possibile ridurre con la terapia farmacologica. Ciò
che appare chiaro dalla letteratura è che pazienti con BPCO
più severa presentano frequenti episodi di riacutizzazione,
ma anche pazienti con inferiore livello di gravità sviluppano
un numero significativo di tali eventi. Inoltre, la correlazione
tra livello di severità della malattia e numero di episodi di
riacutizzazione è debole, per cui molti altri fattori potrebbero
influenzarne il numero (Miravitiles et al., Chest 2002). Attualmente le misure preventive principali per gli episodi di riacutizzazione sono considerate l’immunizzazione attiva conto
influenza e pneumococco, e una regolare terapia cronica di
fondo (GOLD, Executive Summary updated 2009). I risultati
della riabilitazione respiratoria (PR) nella prevenzione degli
episodi di riacutizzazione sono controversi (Foglio K et al.,
Chest 2005, Guell R et al., Chest 2000, Ries A et al., Ann
Intern Med 1995, Bendstrup EE et al., Eur Respir J 1997).
Studi precedenti in popolazioni limitate di pazienti hanno
fornito risultati contrastanti. Comunque, PR è in grado di ridurre significativamente il numero delle giornate di degenza

in pazienti BPCO (Griffiths TL et al., Lancet 2000, California
Pulmonary Rehabilitation Collaborative Group, J Cardiopulm
Rehabil, 2004), probabilmente riducendo il numero e la gravità degli episodi.
Obiettivi
L’obiettivo primario è la valutazione del numero degli episodi
di riacutizzazione (che abbiano richiesto o meno il ricovero
ospedaliero) e la loro eventuale riduzione nell’anno successivo al completamento del trattamento riabilitativo. Si prevede
una riduzione del numero di riacutizzazioni di circa il 30%.
Obiettivi secondari sono la riduzione del numero di giornate
di ricovero nell’anno successivo al completamento del programma riabilitativo; la valutazione dell’entità della riduzione
del numero di episodi di riacutizzazione nei pazienti suddivisi
per classi di gravità; la valutazione dell’impatto del trattamento riabilitativo sulla tolleranza all’esercizio e sui sintomi
nell’anno successivo al completamento del trattamento e
correlazioni con il numero di riacutizzazioni.
Metodi
Modalità di reclutamento campioni – Il progetto prevede l’arruolamento di pazienti affetti da bronco pneumopatia cronica ostruttiva in stadio 2, 3 e 4 GOLD, che afferiscono ai
programmi di riabilitazione respiratoria dei Centro di Firenze
della Fondazione Don Gnocchi situati in Toscana. Vengono
inclusi pazienti in cui la BPCO risulti diagnosi principale, in
condizioni di stabilità clinica, che non abbiano presentato
episodi di riacutizzazione nelle otto settimane precedenti il
trattamento riabilitativo. Vengono arruolati pazienti che effettuano trattamento di riabilitazione respiratoria in regime
ambulatoriale, di day hospital e di ricovero. Dall’esame della
popolazione di pazienti BPCO di qualsiasi livello di gravità
afferita nei Centri nel corso degli ultimi 10 anni (oltre 2000
casi), con numero medio di riacutizzazioni/anno di circa
1,5±1,9 episodi, abbiamo calcolato che un campione di circa
250 pazienti potrà garantire di cogliere una riduzione di circa
il 30% del numero di riacutizzazioni nel corso dell’anno successivo al completamento del PR, con alfa inferiore allo 0,05
e una potenza dello studio del 90%.
Interventi applicativi – Si tratta di uno studio osservazionale, prima-dopo, in cui i pazienti verranno arruolati in un pro-
gramma di riabilitazione respiratoria. Il programma includerà
le seguenti componenti: educazione, breathing retraining,
training all’esercizio per 30-60 min. al giorno per un minimo
di 24 sessioni. Il numero delle riacutizzazioni verrà valutato
nell’anno precedente all’inizio del trattamento riabilitativo e
a 12 mesi dal termine del programma.
Ciascun soggetto viene sottoposto a:
• valutazione clinica;
• valutazione funzionale respiratoria (Spirometria, Emogasanalisi, forza dei muscoli respiratori);
• valutazione comorbilità (mediante indice di Charlsson);
Impedenziometria
• valutazione della tolleranza allo sforzo mediante: test del
cammino dei sei minuti, endurance di arti superiori, endurance di arti inferiori;
• valutazione della dispnea mediante scala MRC e BDI/TDI;
• valutazione dello stato di salute mediante S. George’s Respiratory Questionnaire;
• valutazione del numero di riacutizzazioni (peggioramento
sintomatico che richieda trattamento antibiotico, corticosteroideo, ospedalizzazione).
Protocollo
• visita di arruolamento (valutazione clinica);
• visita inizio trattamento (prevede tutte le valutazioni precedentemente descritte);
• visita fine trattamento (prevede tutte le valutazioni precedentemente descritte);
• visita a 6 mesi (valutazione clinica, valutazione della tolleranza allo sforzo, valutazione della sensazione di dispnea,
valutazione dello stato di salute);
• visita a un anno (valutazione clinica, valutazione n. riacutizzazioni, valutazione della tolleranza allo sforzo, valutazione della sensazione di dispnea, valutazione dello stato
di salute).
Relazione attività
Dall’inizio del progetto l’arruolamento si è svolto regolarmente. Sono stati reclutati pazienti afferenti ai programmi
di riabilitazione respiratoria del Centro di Firenze della Fondazione Don Gnocchi. Sono stati selezionati per l’analisi sia i
soggetti che hanno svolto il trattamento in regime ambulato-
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riale che quelli trattati in regime di ricovero.
La distribuzione dei pazienti per livelli di severità della compromissione funzionale respiratoria è risultata tipica della
popolazione di pazienti BPCO che frequenta i programmi
di riabilitazione respiratoria, con maggiore prevalenza delle
classi di pazienti severi e molto severi.
In particolare, utilizzando la classificazione GOLD di severità
spirometrica per pazienti BPCO, la popolazione fin qui arruolata risulta così distribuita:
• GOLD 1 Lieve 13,3%
• GOLD 2 Moderato 24,2%
• GOLD 3 Severo 27,3%
• GOLD 4 Molto severo 35,1%
Nella popolazione complessivamente considerata il numero di riacutizzazioni nell’anno precedente l’effettuazione del
trattamento riabilitativo era pari a 2,37±2. Nei pazienti che
hanno a oggi completato il follow-up, il programma riabilitativo ha prodotto una riduzione media del 46% del numero
di riacutizzazioni. Il numero delle riacutizzazioni/anno risulta
apparentemente associato alla gravità della compromissione della funzione respiratoria (GOLD 4: 2,96±2,2; GOLD 3:
2,37±2; GOLD 2: 1,9±1,6; GOLD 1: 1,12±0,86), con percentuali di riduzione del numero di riacutizzazioni/anno regolarmente decrescenti da GOLD 4 a GOLD 1 (da 52% a 16%
rispettivamente).
Tale analisi preliminare relativa all’outcome primario dello
studio conferma l’ipotesi del progetto. L’analisi definitiva
verrà svolta al termine del completamento del follow-up,
previsto per il mese di dicembre 2013.
Ricerca corrente

317
Linea di Ricerca 5
Ricerca corrente
Efficacia della Ivabradina (Corlentor) nel controllo
dell’attivazione simpatica in pazienti con BPCO
Responsabile: Campana Biagio
318

• miglioramento della dispnea;
• tollerabilità del farmaco;
• miglioramento degli indici di funzionalità respiratoria.
Background
Metodi
La Broncopneumopatia Cronica Ostruttiva (BPCO), conosciuta anche con l’acronimo anglosassone di COPD, è una
malattia respiratoria cronica, prevenibile e curabile, caratterizzata da una limitazione al flusso aereo non completamente reversibile. È fortemente legata al fumo di sigaretta
sia attivo che passivo. Dalla comunione della suscettibilità
genetica con l’impatto ambientale derivano diversi fenotipi
clinici della malattia. Sebbene riconosca nel polmone il principale organo bersaglio, è spesso caratterizzata da complicanze sistemiche definite come comorbilità. Frequente è
l’associazione con la cardiopatia ischemica, considerata
una comorbiltà concausale, riconoscendo entrambe nel
fumo un fortissimo fattore di rischio. Esiste correlazione,
indipendente da altri fattori confondenti, fra il declino della
funzione respiratoria e le coronaropatie, e le malattie cardiovascolari sono la causa più frequente di morte nei pazienti con BPCO di grado lieve o moderato. I beta-bloccanti
rappresentano una classe di farmaci molto utilizzati sia per
la cardiopatia ischemica che per lo scompenso cardiaco. Il
loro utilizzo andrebbe tuttavia limitato in pazienti con BPCO
di grado moderato-severo e pazienti con asma bronchiale
conclamato, essendo gravati dalla possibilità di insorgenza
di broncospasmo che sarebbe dose dipendente e inversamente proporzionale alla cardioselettività degli stessi. Pazienti quindi che presentano una funzionalità respiratoria
estremamente compromessa e con un fenotipo di asma
bronchiale, che controindicano l’uso dei beta-bloccanti, in
alternativa agli stessi, potrebbero giovare per il controllo
dell’attivazione simpatica della somministrazione della Ivabradina (Corlentor).
Metodologia: disegno sperimentale randomizzato aperto
• durata del periodo di arruolamento: 48 settimane (1 pz/
sett.);
• durata dello studio di variabilità per paziente: 3 giorni
• numerosità del campione:
1. pfr intra e intraobs (bland altam: media+/– ds);
2. ipotesi nulla
3. n. campione 1ª ipotesi con a=0,1 e b=.02: n= 2*ds²/
(µ1–µ2)² * f(ab)=2(9)²/5² * 6,2=(162/25)*6,2=41.
Obiettivi
Primario:
• efficacia della Ivabradina nel controllo dell’attivazione simpatica.
Secondari:
• miglioramento della qualità di vita;
Relazione attività
Sono stati reclutati 8 pazienti di cui è in corso il follow-up.

Background
In un precedente studio (Romagnoli I et al. Eur Respir J
2004) condotto in pazienti con Spondilite anchilosante (SA)
abbiamo valutato, in condizioni di base e durante rebreathing CO2, la cinematica della gabbia toracica mediante pletismografia optoelettronica (Sistema SMART, BTS Milano). I
dati ottenuti indicavano che i pazienti con SA presentavano
un diverso contributo dei singoli compartimenti caratterizzato da un mancato reclutamento del volume della gabbia
toracica apposta al polmone (Upper thorax) e un marcato
reclutamento del compartimento addominale (Abdomen)
sia in termini di volume di fine inspirazione e di fine espirazione, quest’ultima strategia utilizzata dagli spondilitici per
minimizzare il carico elastico utilizzando il compartimento
più compliante. La ridotta espansione della gabbia è associata a una riduzione dell’attività dei muscoli inspiratori e il
diaframma e i muscoli addominali contribuiscono all’espansione della CW.
La relazione fra alterazioni della cinematica della gabbia
e capacità all’esercizio non è stata analizzata in maniera
estensiva. Fisher et al. (Ann Reum Dis 1990) hanno mostrato una ridotta VO2 max, rispetto ai soggetti normali che non
correlava con la ridotta espansione della gabbia misurata
mediante fasce graduate. Tsanaclis e Grassino (Am Rev
Respir Dis 1979), valutando le registrazioni elettromiografiche del diaframma e dei muscoli intercostali, hanno osservato dei cambiamenti dovuti all’affaticamento dei muscoli
respiratori durante esercizio. Hanno così proposto la fatica
dei muscoli inspiratori come un fattore limitante la tolleranza all’esercizio.
Allo stato attuale, il gold standard della terapia farmacologia della SA è costituito dai farmaci anti-TNFa che hanno
mostrato grande efficacia nel controllare la malattia sia riducendo la componente infiammatoria, sia migliorando la
sintomatologia e la qualità di vita dei pazienti quanto più precocemente essa viene instaurata.
Obiettivi
Scopo dello studio è di valutare:
• la presenza di correlazione fra ridotta espansione della
gabbia toracica e tolleranza allo sforzo in pazienti con SA
di varia gravità utilizzando la OEP per la valutazione della
cinematica toraco-addominale;
• quanto la terapia con anti-TNFa modifichi la cinematica
della gabbia e la risposta all’esercizio fisico;
• quanto i parametri di cinematica correlino con gli indici clinico-metrici che normalmente vengono utilizzati in questi
pazienti per valutare il grado di malattia e la risposta alla
terapia.
Metodi
Modalità di reclutamento
Sono stati studiati soggetti affetti da SA secondo i criteri
ESSG 1991, afferenti alla Fondazione don Gnocchi (UO Riabilitazione Respiratoria) dalla Sezione di Reumatologia del dipartimento di Medicina Interna dell’AOUC Careggi. I pazienti
devono essere liberi da cura e con indicazione al trattamento
con farmaci anti-TNFa.
Criteri di esclusione
Alterazioni articolari e cardiache che limitino l’esecuzione di
test da sforzo cardiorespiratorio. Patologia pleurica o interstiziale polmonare. Diabete mellito grave. Patologia polmonare
ostruttiva.
Casi/controlli
NA
Interventi applicativi
Studio della funzione respiratoria, della cinematica della gabbia e della risposta all’esercizio, prima dopo il trattamento
con farmaci anti-TNFa.
La valutazione dei pazienti comprende:
• volumi polmonari statici e dinamici;
• gas ematici arteriosi;
• forza dei muscoli respiratori (MIP, MEP);
• valutazione della mobilità del rachide mediante test semeiologici (BASMI) (Tab. 1), Indici attività di malattia BASDAI
e ASDAS;
• test da sforzo incrementale al cicloergometro, 10 Watt
al minuto dopo un periodo di tre minuti di warm-up.
Ricerca corrente
Funzione respiratoria e cinematica della gabbia
in pazienti con Spondilite anchilosante, prima e
dopo trattamento con farmaci anti-TNF-alfa
Responsabile: Romagnoli Isabella
Linea di Ricerca 5
319
Linea di Ricerca 5

Il test è stato condotto fino all’insorgenza di sintomi limite (dispnea e/o fatica). Durante il test sono stati misurati parametri ventilatori e metabolici (breathing pattern
e consumo di ossigeno e produzione di CO2). È stato
inoltre chiesto al paziente di graduare la sensazione di dispnea e di fatica degli arti inferiori mediante scala di Borg
modificata. Inoltre sono stati monitorizzati ECG, SpO2 e
pressione arteriosa.
• test di endurance condotto a un carico pari all’80% del
carico massimale per un tempo che viene limitato dalla
comparsa di sintomi (dispnea, stanchezza muscolare).
Ogni minuto viene richiesto al paziente di indicare lo score
di dispnea e di fatica degli arti;
• valutazione cinematica della gabbia durante respiro tranquillo e durante esercizio fisico con arti inferiori (sia durante test incrementale che di endurance) mediante sistema
SMART;
• misurazione di EMG a livello dei mm sternocleidomastoideo, muscoli respiratori della gabbia a livello del 4° spazio
intercostale, del diaframma e dei muscoli addominali.
Tutte le misure sono state ripetute dopo 6 mesi dall’inizio del
trattamento con farmaci inibitori di TNFa.
Piano d’analisi
La significatività delle variazioni nelle variabili misurate durante esercizio è stata valutata mediante analisi della varianza a due vie. Le comparazioni sono state effettuate mediante test per dati appaiati.
Tab. 1 – BASMI: Bath Ankylosing Spondylitis Metrology
Ricerca corrente
Grading
320
0
1
2
Distanza trago-parete
<15 cm
15-30 cm
<30 cm
Flessione lombare
(Test di Schober)
<4 cm
2-4 cm
<2 cm
Rotazione cervicale
>70°
20-70°
<20°
Flessione lombare
laterale
>10 cm
5-10 cm
<5 cm
Distanza
intermalleolare
>100 cm
70-100 cm
<70 cm
Relazione attività
È stato completato l’arruolamento dei pazienti affetti da
Spondilite anchilosante (SA). Alcuni di essi sono stati esclusi
nel periodo intercorrente fra l’arruolamento e l’inizio del protocollo per insorgenza di dolori alle articolazioni periferiche di
natura flogistica che hanno impedito l’esecuzione del test da
sforzo. Due pazienti a causa del ritardo nell’inizio della terapia con farmaci biologici (anti-TNFa) per necessità di trattamento antinfettivo preventivo devono terminare il follow-up.
La Tab. 1 indica i dati antropometrici, clinici e funzionali dei
pazienti arruolati. Sono in corso le valutazioni sia dei dati di
cinematica, di breathing pattern e parametri metabolici ed
elettromiografici durante condizioni basali e test da sforzo
cardiopolmonare incrementale e a carico costante all’80%
del carico massimo. In particolare è stato effettuato il processo che permette trasformazione dei dati tridimensionali
acquisiti con sistema SMART in segnale analogico per la visualizzazione delle tracce di volume dei tre compartimenti.
Verificata la qualità dei dati ottenuti, è stata iniziata l’analisi
dei dati volumetrici basali e durante esercizio. In accordo a
nostri precedenti dati ottenuti in pazienti con SA durante rebreathing di CO2, durante esercizio è ridotto il contributo al
volume totale della gabbia toracica alta (UT) rispetto al contributo della gabbia toracica bassa (LT) e dell’addome (ABD).
Il 60% del volume totale al picco dell’esercizio (50 W in questo soggetto) è determinato dal compartimento addominale.
I primi risultati allo stesso carico di lavoro dopo terapia indicano un maggior reclutamento della gabbia toracica alta. Tali
risultati devono però essere verificati con i dati dei pazienti
che devono completare il follow-up. I dati EMG necessitano
ulteriore interpretazione in quanto emergono quadri di attivazione muscolare diversa nei singoli soggetti che necessita di
correlazione con fattori diversi (gravità, durata di malattia?).
Un primo dato importante presente in tutti i pazienti è un’attivazione muscolare, anche al carico massimo raggiunto, pari
al 30-40% dell’attivazione massimale che, in contrasto con
i dati presenti in letteratura (Tsanaclis e Grassino, Am Rev
Respir Dis 1979) indica la mancata insorgenza di fatica muscolare.
È in corso l’analisi dei dati ventilatori e metabolici del test

Prodotti scientifici
–– Romagnoli I, Gigliotti F, Galarducci A, et al. Chest wall
kinematics and respiratory muscle action in ankylosing
spondylitis patients. Eur Respir J 2004; 24: 453-460.
–– Romagnoli I, Lanini B, Binazzi B, Bianchi R, Coli C, Stendardi L, Gigliotti F, Scano G. Optoelectronic plethysmography
has improved our knowledge of respiratory physiology
and pathophysiology. Sensors 2008; 8: 7951-7972.
–– B. Lanini, R. Bianchi, I. Romagnoli, B. Coli, B. Binazzi, F.
Gigliotti, A. Pizzi, A. Grippo, G. Scano. Chest-wall kinematics in patients with hemiplegia. Am J Respir Crit Care Med
2003; 168: 109-13.
Funzione respiratoria e cinematica della gabbia
in soggetti con pectus excavatum: effetti
del trattamento chirurgico
Responsabile: Binazzi Barbara
Background
Il pectus excavatum (PE) è la più comune deformità toracica congenita; risulta in una depressione dello sterno e della
parete anteriore del torace che variano da una lieve concavità a una grave depressione asimmetrica. L’effetto del PE
sulla funzione respiratoria non è uniforme. Il grado variabile
di severità, il grado e il tipo di correzione chirurgica, l’età e il
modesto numero di soggetti studiati possono rendere conto
dei risultati apparentemente contraddittori presenti in letteratura (Lawson et al., J Pediatr Surg 2007). Un importante
aspetto della valutazione funzionale in pazienti affetti da PE
riguarda la risposta cardiorespiratoria all’esercizio. Infatti i
sintomi associati alla presenza di PE sono la sensazione di
fatica, la dispnea, il senso di cardiopalmo, che compaiono
durante un esercizio anche modesto e ne limitano la durata. Gli studi che hanno esaminato la risposta all’esercizio in
pazienti con PE non hanno raggiunto un consenso sul grado
di compromissione associato a tale deformità (Rowland T
et al., Arch Pediatr Adolesc Med 2005, Malek et al., Chest
2003). Un nostro studio preliminare (Binazzi B et al., Respir
Physiol Neurobiol 2012), condotto mediante uso della pletismografia optoelettronica in soggetti con PE, ha mostrato distorsione della gabbia durante manovre di massima ventilazione volontaria, con il maggior grado di distorsione presente
nei soggetti con lieve alterazione della funzione respiratoria.
Tale risultato è stato riscontrato anche in soggetti con PE
dopo 6 mesi dall’inserimento della barra secondo procedura
di Nuss (Binazzi et al., Respir Physiol Neurobiol 2012). Comunque, l’associazione tra deformità della gabbia, anomalie
nei volumi polmonari e performance all’esercizio necessita
di una più accurata definizione.
Obiettivi
Valutare nei pazienti con pectus excavatum prima di essere
sottoposti a intervento chirurgico correttivo, a 1 anno dall’intervento chirurgico secondo la tecnica mini invasiva di Nuss
e dopo rimozione della barra la coordinazione dei muscoli
Ricerca corrente
da sforzo cardiopolmonare. Durante l’esercizio incrementale
VE e VCO2 aumentano linearmente all’incremento del carico di lavoro. La risposta ventilatoria all’esercizio è ridotta.
Prima del trattamento l’aumento della ventilazione è legato
soprattutto a un aumento della frequenza respiratoria. Dopo
terapia con TNFa i pazienti sembrano raggiungere lo stesso
carico di lavoro con ventilazione ridotte e maggior contributo del volume corrente. I risultati della terapia con anti-TNF
su volumi polmonari e parametri metabolici potranno essere
valutati solo a completamento dello studio.
Linea di Ricerca 5
321
Linea di Ricerca 5
respiratori durante test da sforzo a carico costante sottomassimale su cicloergometro utilizzando la Pletismografia
Optoelettronica (OEP).
Ricerca corrente
Metodi
322
Sono stati valutati 30 pazienti con PE che afferiscono alla
Unità di Chirurgia Toracica dell’Azienda Ospedaliera Meyer
di Firenze, Centro di riferimento per la correzione chirurgica
del PE. Sono stati inoltre arruolati soggetti normali comparabili per età e sesso per costituire il gruppo di controllo.
Alla valutazione iniziale sono stati sottoposti i soggetti normali e i pazienti con PE ai quali abbiamo effettuato:
• esame spirometrico (volumi statici e dinamici) (mediante
cabina pletismografica Vmax SensorMedics);
• valutazione della cinematica della gabbia toracica e dei volumi globale (Vcw) e compartimentali (gabbia toracica alta,
gabbia toracica bassa e addome).
Le acquisizioni sono state condotte con i soggetti in posizione seduta. Gli 89 markers riflettenti sono ststi posizionati secondo la configurazione precedentemente descritta (Cala SJ et al., JAP 1996, Aliverti A et al., JAP 1997).
I volumi polmonari sono stati simultaneamente misurati
mediante sistema SMART (BTS Milano) e mediante Sistema VMAX 29C (SensorMedics). È stato effettuato un test
da sforzo incrementale (20 Watt/min.) limitato da sintomi,
eseguito su un cicloergometro elettronico (Ergo-Metrics
800s, SensorMedics). I soggetti sono stati incoraggiati a
continuare l’esercizio il più a lungo possibile. La frequenza
di pedalata è stata tenuta tra 50 e 60 rpm. I gas espirati
sono stati analizzati per VE, VO2, VCO2 respiro per respiro
tramite apparecchio Vmax (SensorMedics). L’elettrocardiogramma e la saturazione di O2 (SaO2) sono stati monitorizzati mediante un pulsossimetro; la pressione sanguigna e
la frequenza cardiaca (HR) sono state registrate a riposo
e ogni due minuti durante l’esercizio. La percezione della
dispnea e della fatica alle gambe sono state valutate ogni
minuto durante l’esercizio attraverso la Scala di Borg modificata. Un’ora dopo la fine del test incrementale, ciascun
soggetto è stato sottoposto a esercizio a carico costante
al 75% del massimo carico raggiunto durante il test incrementale. Tali valutazioni verranno effettuate prima dell’in-

tervento di correzione chirurgica della deformità, a 1 anno
e dopo la rimozione della barra correttiva.
Relazione attività
Attività svolte: sono stati studiati 8 pazienti affetti da PE prima di essere sottoposti alla correzione chirurgica mediante
intervento di Nuss (posizionamento, sotto guida toracoscopica, di una barra metallica intratoracica in sede retrosternale) e 5 a 1 anno dall’inserzione della barra. Ciascun soggetto
è stato sottoposto a prove di funzionalità respiratoria prima
delle misure optoelettroniche. Successivamente i pazienti
hanno eseguito test da sforzo cardiorespiratorio incrementale massimale limitato dai sintomi su cicloergometro. L’analisi della cinematica della gabbia e la valutazione del volume
totale e compartimentale della gabbia è stata effettuata 1
ora dopo il test da sforzo mediante sistema optoelettronico
SMART (BTS, Milano). Tale sistema ha consentito la misura
globale e compartimentale (gabbia toracica alta, gabbia toracica bassa ed addome) dei volumi polmonari durante respiro
tranquillo, durante ventilazione massima volontaria (MVV) e
durante test da sforzo cardio-respiratorio (CPET) a carico costante sottomassimale.
Risultati intermedi: i pazienti presentavano un quadro funzionale respiratorio di base nei limiti della norma; dopo intervento chirurgico di inserzione della barra, non sono state trovate
differenze significative (Tab. 1). I volumi operazionali durante
MVV e durante CPET aumentavano o diminuivano, rispetto
al respiro tranquillo, come segue:
a. prima dell’intervento chirurgico: volumi di fine inspirazione del
torace (Vcw,ei) (1,84L±0,19 vs 1,42L±0,25, rispettivamente; p<0,05), della gabbia toracica alta (Vrcp,ei) (1,14L±0,08
vs 0,78L±0,125, rispettivamente; p<0,05), della gabbia
toracica bassa (Vrca,ei) (0,42L±0,03 vs 0,276L±0,055, rispettivamente; p<0,05) e dell’addome (Vab,ei) (0,29L±0,08
vs 0,37L±0,20, rispettivamente; p=ns); volumi di fine espirazione del torace (Vcw,ee) (0,38L±0,18 vs 0,18L±0,35,
rispettivamente; p=ns), della gabbia toracica alta (Vrcp,ee)
(0,47L±0,09 vs 0,23L±0,06, rispettivamente; p=ns), della
gabbia toracica bassa (Vrca,ee) (0,14L±0,01 vs 0,10L±0,06;
rispettivamente; p=ns) e dell’addome (Vab,ee) (–0,22±0,07
vs 0,14L±0,36, rispettivamente; p=ns);

Linea di Ricerca 5
b. dopo inserzione della barra: volumi di fine inspirazione del
torace (Vcw,ei) (0,69L±0,1 vs 1.18L±0,14, rispettivamente; p<0,05), della gabbia toracica alta (Vrcp,ei) (0,43L±0,04
vs 0,54L±0,03, rispettivamente; p<0,05), della gabbia toracica bassa (Vrca,ei) (0,18L±0,04 vs 0,23L±0,01, rispettivamente; p<0,05) e dell’addome (Vab,ei) (0,08L±0,02
vs 0,42L±0,01, rispettivamente; p<0,05); volumi di
fine espirazione del torace (Vcw,ee) (–0,37L±0,06 vs
0,14L±0,04, rispettivamente; p<0,05), della gabbia toracica alta (Vrcp,ee) (–0,07L±0,02 vs 0,04L±0,03, rispettivamente; p<0,05), della gabbia toracica bassa (Vrca,ee)
(–0,07L±0,01 vs 0,07L±0,02; rispettivamente; p<0,05) e
dell’addome (Vab,ee) (–0,23±0,04 vs 0,04L±0,02, rispettivamente; p<0,05).
La Fig. 1 mostra i cambiamenti medi nel volume del torace
(Vcw) prima e dopo l’intervento chirurgico. Abbiamo quindi
valutato la distorsione della gabbia toracica (gabbia toracica
alta, Vrc,p vs gabbia toracica bassa, Vrc,a) mediante la misura dell’angolo di fase: nessun soggetto mostrava distorsione
della gabbia toracica durante MVV e durante CPET, né prima
di essere sottoposto all’intervento chirurgico (13,1°±2,4,
4,4°±2,9, rispettivamente), né dopo l’inserimento della barra
(3,21°±2,2, 8,4°±0,3, rispettivamente) (vedi soggetto rappresentativo in Fig. 2).
Prodotti scientifici
–– Binazzi B, Innocenti Bruni G, Coli C, Romagnoli I, Messineo A, Lo Piccolo R, Scano G, Gigliotti F. Chest wall kinematics in young subjects with Pectus excavatum. Respir
Physiol Neurobiol. 2012; 180(2-3):211-7.
–– Binazzi B, Innocenti Bruni G, Gigliotti F, Coli C, Romagnoli I,
Messineo A, Lo Piccolo R, Scano G. Effects of the Nuss procedure on chest wall kinematics in adolescents with pectus
excavatum. Respir Physiol Neurobiol. 2012; 183(2):122-7.
Tab. 1 – Dati antropometrici e funzionali dei pazienti
Età
IMC
VEMS
VEMS/CV
CV
CFR
CPT
(anni)
(Kg/m )
(% pred)
(%)
(% pred)
(% pred)
(% pred)
Mean
14
18
91
85
89
104
96
SD
1
1
9
5
10
4
8
Mean
14
18
93
88
88
102
95
SD
1
0,3
8
4
11
8
11
Sesso
Post Intervento (n=5)
M
M
IMC: indice di massa corporea; VEMS: volume espiratorio forzato al 1° secondo; CV: capacità vitale; CFR: capacità funzionale residua; CPT: capacità
polmonare totale
Ricerca corrente
Pre Intervento (n=8)
2
323
Linea di Ricerca 5

Post-intervento
Pre-intervento
Volumi di fine inspirazione
Capacità funzionale residua
Volumi di fine espirazione
2,5
2,5
2,0
2,0
Vcw(L)
Vcw(L)
Volumi di fine espirazione
1,5
1,0
1,0
0,5
0
0
Respiro tranquillo
Fine MVV
Fig. 1B
Fine CPET
Respiro tranquillo
9,5
9,0
9,0
Vrc,p(L)
Vrc,p(L)
9,5
8,5
8,0
Fine CPET
8,5
8,0
2.3
2.4
Fig. 2A
Respiro tranquillo
Inizio MVV
Ricerca corrente
Fine MVV
#2 Post-intervento
#2 Pre-intervento
324
Capacità funzionale residua
1,5
0,5
Fig. 1A
Volumi di fine inspirazione
2.5
2.6
Vrc,a(L)
2.7
Fine MVV
Inizio EXE
2.8
2,3
2,4
Fig. 2B
Fine EXE
Respiro tranquillo
Inizio MVV
2,5
2,6
Vrc,a(L)
2,7
Fine MVV
Inizio EXE
2,8
Fine EXE

Background
È noto che la broncopneumopatia cronica ostruttiva (BPCO)
si associa a significative manifestazioni extrapolmonari tra
cui l’infiammazione sistemica è stata ampiamente studiata
e considerata un importante legame tra manifestazioni polmonari ed effetti sistemici della BPCO, e può contribuire
alla alterazione dello stato di salute e della tolleranza all’esercizio. L’attività fisica e il riallenamento all’esercizio hanno
dimostrato essere componenti essenziali ed efficaci dei programmi di riabilitazione respiratoria (PRP) per pazienti BPCO,
migliorando i sintomi e gli outcome funzionali. Peraltro, gli
effetti dell’esercizio sulla infiammazione sistemica nei BPCO
sono controversi. Uno studio (Rabinovich et al., Eur Respir
J, 2003) ha osservato un incremento di TNF-alfa dopo un
esercizio a carico costante, mentre altri non sono stati in grado di mostrare nessuna variazione nei leucociti circolanti e
in IL-6 (Spruit MA et al., Int J COPD, 2007; van Helvoort et
al. Med Sci Sport Exerc 2006). Inoltre, l’attività fisica come
parte di un PRP non ha mostrato un ruolo chiaro nel ridurre lo
stato di infiammazione in pazienti BPCO (almeno in termini
di TNF-alfa e IL-6). Alcune altre citokine possono giocare un
ruolo nei BPCO e contribuire a possibili variazioni nel pattern
infiammatorio indotto dall’esercizio fisico. La popolazione
TH17 recentemente descritta, in grado di produrre membri
A e F della famiglia di interleukine (IL)-17, come pure i complessi network regolatori esercitati da IL-17 e altre citokine
(G-CSF, GM-CSF) e chemokine (MIP-1, MCP, Eotaxin), sono
ritenuti contribuire ai meccanismi generali dell’infiammazione nella BPCO. Comunque, non esistono allo stato studi che
comparino la presenza di differenti marker dell’infiammazione in relazione alla riabilitazione e all’esercizio.
Obiettivi
Questo studio ha lo scopo di valutare l’influenza del trattamento riabilitativo sulla infiammazione polmonare e sistemica in pazienti BPCO, e di analizzare la rilevanza delle variazioni di differenti marker dell’infiammazione in risposta sia a
un esercizio incrementale sia a carico costante fino all’esau-
rimento fisico, e a un periodo di training all’esercizio come
componente di un programma riabilitativo.
Metodi
Modalità di reclutamento campioni
Il progetto prevede l’arruolamento di 50 pazienti con BPCO
moderato-severa, selezionati dal PRP della Fondazione Don
Gnocchi di Firenze. Ciascun paziente viene valutato sei settimane prima del PRP, all’inizio e al termine del PRP.
La valutazione include:
1.valutazione della dispnea;
2.stato di salute; – spirometria, capacità di diffusione per
il monossido di carbonio, forza dei muscoli respiratori,
emogasanalisi arteriosa; – composizione corporea mediante il metodo della impedenziometria;
3.forza del quadricipite femorale;
4.test del cammino dei sei minuti;
5.test da sforzo cardiopolmonare incrementale (CPET) al
cicloergometro;
6.test da sforzo a carico costante (CLET);
7
citokine nel siero e nello sputo mediante multiplex
analysis (IL-1α, IL-1Ra, IL-2, IL-4, IL-5, IL-6, IL-8, IL-9, IL10, IL-12, IL-13, IL-15, IL-17, IFN-γ, TNF-α, G-CSF, GMCSF, VEGF, PDGF, FGF, IP-10, MCP-1, CCL5, eotaxin,
MIP-1α, and MIP-1–);
8.
proteina C reattiva ultrasensibile (CRP). Lo sputo sarà
raccolto in 10 pazienti allo stesso tempo in cui saranno
prelevati i campioni ematici per la determinazione di CRP
e citokine CLET, e la determinazione di citokine e CRP saranno inoltre ripetuti alla dodicesima sessione dall’inizio
di PRP;
9.ogni paziente farà da controllo a se stesso.
Interventi applicativi
È uno studio controllato, condotto in due tempi, con pazienti
reclutati da un singolo centro; in un primo tempo il paziente
completa un periodo di 6 settimane in cui non viene eseguito
alcun intervento, dopodiché entra in un programma di riabilitazione respiratoria. Il programma include una componente
educazionale, tecniche di rieducazione respiratoria e un programma di training all’esercizio per 30-60 min. al giorno, per
almeno 24 sessioni. Il carico di lavoro corrisponderà al 60%
Ricerca corrente
Riabilitazione respiratoria e stato infiammatorio
in pazienti BPCO
Responsabile: Scano Giorgio
Linea di Ricerca 5
325
Linea di Ricerca 5
del massimo carico raggiunto durante l’esercizio incrementale effettuato nel periodo pre-training. Ciascun paziente è
controllo di se stesso.
Relazione attività
Ricerca corrente
I risultati parziali fin qui ottenuti vengono schematizzati di
seguito:
• non ci sono differenze significative tra T0 (6 settimane
prima di iniziare il trattamento riabilitativo) e T1 (corrispondente all’inizio del trattamento riabilitativo) per tutte le citochine studiate. Questo conferma la stabilità del quadro
clinico dei pazienti in esame;
• nei sieri analizzati è riscontrabile una riduzione statisticamente significativa (p=0,043) di MCP-1, che passa da
11±0,86 prima della riabilitazione a 8±0,67 (media±errore
standard della media) dopo trattamento riabilitativo (limite
di detezione del dosaggio MCP1 con il 27 plex:1,56 pg/
ml). Questi dati, se confermati nel prosieguo dello studio e
anche a livello di espettorato, potrebbero suggerire che la
riduzione di MCP-1, citochina che permette la chemiotassi
di diverse cellule infiammatorie nel sito dell’infiammazione, possa rappresentare uno dei meccanismi con il quale
il training all’esercizio potrebbe influire sul miglioramento
delle condizioni respiratorie dei pazienti affetti da BPCO,
inibendo la presenza di cellule infiammatorie nelle vie respiratorie;
• allo stato attuale non è ancora possibile tracciare un profilo
di risposta all’esercizio delle citochine nell’espettorato dei
pazienti;
• la risposta al trattamento riabilitativo di tutti i pazienti arruolati conferma i risultasi attesi in termini di miglioramento
dei sintomi, dello stato di salute, di tolleranza allo sforzo.
326

Riabilitazione respiratoria in pazienti non BPCO
Responsabile: Barbara Lanini
Background
La riabilitazione respiratoria (RR) “è un intervento evidencebased, multidisciplinare, completo per pazienti affetti da malattie respiratorie croniche che siano sintomatici e abbiano
riduzione nelle ADL” (AJRCCM 2006). Studi randomizzati
hanno chiaramente dimostrato che PR è in grado di migliorare la dispnea, la tolleranza all’esercizio, lo stato di salute
in pazienti con BPCO (Goldstein RS, 1994; Griffiths Lancet,
2000; Casaburi, 2009). Le attuali linee-guida GOLD raccomandano che pazienti BPCO seguano un programma di RR
che comprenda training all’esercizio a tutti gli stadi di malattia (Pawels RA, 2001). È comunque chiaro che, indipendentemente dal tipo di malattia respiratoria cronica, i pazienti lamentano un variabile livello di diasabilità derivante dal
coinvolgimento secondario sistemico muscolare periferico,
cardiaco, nutrizionale, psicosociale. Quindi RR può produrre
benefici in tutti i pazienti in cui i sintomi respiratori sono associati a riduzione delle capacità funzionali o peggioramento
dello stato di salute. Allo stato attuale, un limitato numero di
studi ha valutato i benefici di RR con malattie diverse dalla
BPCO; la maggior parte sono non controllati e, conseguentemente, la forza dell’evidenza a supporto di PR in queste
patologie è limitata (1B) (ACCP/AACVPR, Chest 2007).
Obiettivi
Valutare l’efficacia della RR in pazienti con malattie restrittive
e confrontare i risultati del trattamento in tre diversi gruppi di
pazienti ristretti affetti da:
a.interstiziopatia polmonare primitiva e/o secondaria (fibrotici);
b.cifoscoliosi (cifoscoliotici);
c.resezione polmonare per patologie neoplastiche polmonari localizzate senza evidenza di lesioni secondarie (postchirugici).
Metodi
Sono stati selezionati pazienti con quadro spirometrico restrittivo senza note ostruttive. Sono stati esclusi pazienti
affetti da broncopneumopatia cronica ostruttiva, cardiopatie
primitive o disturbi cognitivi.
Studio: sono stati valutati 80 pazienti afferenti all’IRCCS Don

guita un’analisi di regressione utilizzando il coefficiente di
correlazione di Pearson. Il livello di significatività utilizzato è
stato p<0,05. Gli outcome del trattamento riabilitativo nei
tre gruppi di studio sono stati comparati utilizzando l’analisi
della varianza (ANOVA-Bonferroni). Tutte le elaborazioni statistiche sono state eseguite utilizzando Statgraphic Plus 3.1.
Le differenze tra prima e dopo la riabilitazione sono state
valutate usando il t di student.
RISULTATI OTTENUTI
Nella Tab. 1 sono elencate le caratteristiche antropometriche dei 62 pazienti e dei tre sottogruppi.
Mediante l’analisi della varianza (ANOVA) nessuna differenza
statisticamente significativa è stata osservata nei tre gruppi
di pazienti in termini di età, indice di massa corporea e ossigenazione (PaO2/FiO2). Il gruppo dei cifoscoliotici presentava
un grado di restrizione statisticamente maggiore rispetto agli
altri due gruppi in termini di TLC (%pv) (p<0,05) e VC (%pv)
(p<0,04) e una minore forza dei muscoli respiratori in termini
di RMS (p< 0,04). La FIM all’inizio del trattamento riabilitativo è risultata peggiore nel gruppo dei post-chirurgici rispetto
agli altri due gruppi (p<0,03). I fibrotici hanno mostrato invece una PaCO2 statisticamente inferiore rispetto agli altri due
gruppi (p<0,04).
La RR è stata in grado di migliorare in modo clinicamente e
statisticamente significativo la dispnea, la qualità della vita
e la tolleranza allo sforzo nel campione completo (p<0,001).
Nella Fig. 1 sono mostrati gli outcome della RR nei tre gruppi. La linea tratteggiata mostra i miglioramenti clinicamente
significativi dopo RR. La tolleranza allo sforzo in termini di
distanza percorsa al 6WT e di endurance degli arti superiori
e inferiori, la FIM e la dispnea valutata mediante scala MRC
e mediante BDI/TDI sono risultati aumentati in modo statisticamente significativo in tutti i gruppi. La qualità della vita,
valutata mediante St. George’s Respiratory Questionnaire è
risultata migliorata in modo statisticamente significativo solo
nel gruppo dei fibrotici e dei cifoscoliotici. Nel gruppo dei
post-chirugici, nonostante l’evidente miglioramento, non è
stata raggiunta la significatività statistica a causa della scarsa
numerosità dei questionari completati.
Nel tentativo di trovare un indice in grado di predire l’effica-
Ricerca corrente
Carlo Gnocchi, Firenze. Diciotto sono stati esclusi in quanto
non rientravano nei criteri spirometrici suddetti; sono stati
arruolati 62 pazienti: 27 cifoscoliotici, 20 fibrotici e 15 postchirurgici. Tutti i pazienti hanno completato la RR in regime
di ricovero.
Al termine delle valutazioni iniziali, ciascun paziente ha partecipato a un programma di RR in 24 sessioni che includeva
componente educazionale (fisiopatologia polmonare, farmaci utilizzati, consueling dietetico, rilassamento, principi di
conservazione dell’energia), breathing retraining e training
all’esercizio (sessioni supervisionate al cicloergometro al
60-80% del massimo carico, ergometria degli arti superiori,
esercizi per arti superiori senza supporto). Era inoltre prevista la mobilizzazione attiva degli arti inferiori e un riallenamento alla forza degli arti mediante esercizio di sollevamento di piccoli pesi (200-1000 g).
All’inizio e al termine della RR sono state effettuate le seguenti valutazioni:
• valutazione clinica;
• spirometria;
• emogasometria;
• valutazione della forza dei muscoli respiratori;
• valutazione della sensazione di dispnea (MRC, BDI/TDI),
Borg;
• test del cammino dei 6 minuti;
• test cadio-polmonare incrementale, limitato da sintomi, al
cicloergometro;
• esercizio submassimale al cicloergometro al 60-80% del
massimo carico raggiunto durante il test incrementale limitato da sintomi;
• test da sforzo incrementale limitato da sintomi per arti superiori mediante ergometro per arti superiori
• endurance al cicloergometro per arti superiori (80% del
carico massimo raggiunto durante test incrementale);
• misura della qualità della vita correlata alla malattia (HRQL)
mediante St. George’s Respiratory Questionnaire;
• valutazione del livello di indipendenza funzionale mediante
scala FIM.
Le variabili continue erano distribuite normalmente. I valori
mostrati sono medie (±deviazione standard). È stata ese-
Linea di Ricerca 5
327
Linea di Ricerca 5

Tab. 1 – C
aratteristiche antropometriche e funzionali del campione completo e dei tre gruppi di studio.
Campione completo (62 pazienti), Postchirurgici (15 pazienti), Fibrotici (20 pazienti), Cifoscoliotici (27 pazienti)
Campione completo
Postchirurgici
Fibrotici
Cifoscoliotici
Media±SD
range
Media±SD
range
Media±SD
range
Media±SD
range
AGE (yr)
68±12
28-91
69±7
63-79
66±12
28-80
69± 10
50-91
BMI (kg/m2)
25,8±6
16,8-42,4
23,4±4,5
18,22-32,41
27,1±3,71
20,07-32,98
27,1±6,3
16,8-42,4
FEV1 (%pv)
63±20
21-119
59±16
44-88
80±24
40-119
49±21
21-115
FEV1/VC (%)
76±5,6
69-86
76±4
69-84
80±6
72-86
72±7
73-88
VC (%pv)
67±22
29-120
71±24
36-94
76±23
41-116
54±20
29-120
TLC (%pv)
66±12
32-119
77±26
39-114
67±21
40-119
55±15
32-110
IC (%pv)
71±26
29-137
75±25
38-106
77±31
39-137
61±21
29-100
RMS
59±22
22-120
55±32
22-102
73±21
40-120
49±14
22-91
FIM
111±13
66-126
100±19
66-124
121±5
111-125
113±16
69-126
PaO2/FiO2 (%)
337±60
148-438
344±67
228-409
326±73
148-438
341±40
250-428
PaCO2 (mmHg)
42±8
27-76
45±11
35-76
37±4
29-43
45±9
27-68
p = 0,00007
70
5,0
p = 0,002
4,5
60
50
40
30
p = 0,000043
p = 0,0013
3,5
3,0
2,5
2,0
1,5
20
1,0
10
Fig. 1A
p = 0,026
4,0
MRC (a.u.)
(punteggio totale)
St.George’s Respiratory Questionnaire
Ricerca corrente
AGE: Età; BMI: Body Mass Index; FEV1: Volume espiratorio forzato al primo secondo; VC: capacità vitale; TLC: Capacità polmonare totale, IC: Capacità
Inspiratoria; RMs: Forza dei Muscoli Respiratori; FIM: Functional Indipendence Measure; PaO2: Pressione parziale di ossigeno nel sangue arterioso,
FiO2: Frazione inspiratoria di ossigeno; PaCO2: Pressione parziale di anidride carbonica nel sangue arterioso.
0,5
Post-chirurgici
Fibrotici
Cifoscoliotici
Fig. 1B
Post-chirurgici
Fibrotici
Cifoscoliotici
Risultati del trattamento riabilitativo nei 3 gruppi di studio (colonne scure prima della riabilitazione, colonne chiare dopo riabilitazione)
328

Linea di Ricerca 5
p = 0.004
p = 0.0023
p = 0.028
500
p = 0.0069
p = 0.00045
Postchirurgici
Fibrotici
Cifoscoliotici
450
6’ walking test (m)
120
100
FIM (a.u.)
p = 0.025
80
60
40
20
400
350
300
250
200
150
100
50
Fig. 1C
Postchirurgici
Fibrotici
Cifoscoliotici
Fig. 1D
Tolleranza all’esercizio fisico nei tre gruppi di studio. p: livello di significatività (p<0,05).
Tab. 2
AGE (yr)
BMI (kg/m )
Ventilati (n=15)
Non Ventilati (n=12)
p
69±9
69±13
ns
26,6±6
27,7±7,32
ns
VC (%pv)
43±12
68±20
0,003
TLC (%pv)
49±12
64±14
0,005
FEV1/VC
71±5
73±8
ns
RMS
47±9
52,5±18,5
ns
FIM
113±15
112±17
ns
49±8
40±5
0,003
S.George (Total score)
49±10
56±16
ns
6’WD (m)
314±89
305±93
ns
MRC
2,9±1,2
3,3±0,6
ns
2
PaCO2 (mmHg)
Variazioni indotte dalla riabilitazione
p
–0,73±0,9
–0,9±0,7
ns
DSt. George (Total score)
–12±7
–22±12
0,015
D6’WD (m)
51±19
56±28
ns
DEndurance AS (min)
9,3±4.4
7,9±4,0
ns
DEndurance AI (min)
12±4.4
15±6
ns
DFIM
6,2±10
3,8±4
ns
DMRC
AGE: Età; VC: capacità vitale; RMS: Forza dei Muscoli Respiratori; FIM: Functional Indipendence Measure; PaCO2: Pressione parziale di anidride carbonica nel sangue arterioso; MRC: Medical Research Council; St. George: St. George’s Respiratory Questionnaire; 6’WD: distanza percorsa ai 6 min
walking test; FIM: Functional Indipendence Scale; Endurance AS: test all’ergometro per arti superiori; Endurance AI: test all’ergometro per arti inferiori;
RMS: forza dei muscoli respiratori. I valori sono medie ± deviazione standard
Ricerca corrente
Caratteristiche funzionali cifoscoliotici
329
Ricerca corrente
Linea di Ricerca 5
330
cia del trattamento riabilitativo in pazienti ristretti sono stati
correlati i miglioramenti osservati nei principali outcome con
i parametri funzionali e antropometrici di base dei pazienti.
Una correlazione statisticamente significativa è stata osservata tra il miglioramento dell’autonomia funzionale (DFIM)
e lo stato nutrizionale di base dei pazienti (BMI). I pazienti
con BMI più alto mostrano trarre minor beneficio dalla RR in
termini di FIM (p 0,001, r2 26,21, r –0,51). Anche la forza dei
muscoli respiratori sembra predire in parte il miglioramento
dell’autonomia funzionale: a una minor forza muscolare respiratoria di base è correlata un maggior incremento dell’autonomia funzionale (p 0,04, r2 21,96, r –0,46).
Confrontando infine i risultati della RR nei tre gruppi di studio
è possibile osservare come non esistano differenze statisticamente significative tra i miglioramenti indotti dalla RR in
termini di tolleranza allo sforzo, qualità della vita, dispnea. I
pazienti post-chirugici mostrano un incremento di FIM dopo
RR marcatamente superiore rispetto agli altri due gruppi
(DFIM: post-chirurgici 20±18 vs cifoscoliotici 5±9 anova p
0,01, vs fibrotici 2±2, anova p 0,01).
A completamento dello studio il gruppo dei pazienti affetti da
cifoscoliosi è stato suddiviso in due gruppi: pazienti sottoposti a ventilazione domiciliare non invasiva notturna (n=15) e
non (n=12). I pazienti in ventilazione sono risultati affetti da
una sindrome restrittiva più grave e maggiormente ipercapnici. Nei due gruppi non abbiamo osservato differenze clinicamente rilevanti confrontando i risultati della RR (Tab. 2).
A distanza di 1 anno è stato possibile rivalutare 20 dei 27 dei
pazienti cifoscoliotici arruolati. Dalla rivalutazione è emerso
un peggioramento statisticamente significativo della dispnea
in termini di MRC (da 2,46±0,66 a 3,17±0,58 p 0,0015) e della qualità della vita (SGRQ sintomi da 34,14±8.4 a 43,9±15
p 0,029). Nessuna differenza statisticamente significativa
è stata invece osservata in termini di tolleranza allo sforzo
(6WT da 393±68 a 336±112 p 0,06) e FIM (da 120±6 a 112
12 p 0,12). In conclusione:
• la RR risulta efficace nel migliorare la dispnea, la qualità
della vita e la tolleranza allo sforzo in pazienti portatori di
fibrosi polmonare, cifoscoliosi o esiti chirurgici;
• visto il miglioramento rilevante osservato anche in gravi

pazienti cifoscoliotici sottoposti a ventilazione non invasiva
notturna, appare indicato estendere l’indicazione alla RR
indipendentemente dalla gravità della sindrome restrittiva;
• nei pazienti cifoscoliotici a un anno dal completamento
della RR si osserva un peggioramento della dispnea e qualità della vita. In questi pazienti è pertanto indicata la ripetizione annuale della RR per il mantenimento dei risultati
ottenuti.

Linea di Ricerca 5
Risposta percettiva all’esercizio fisico di soggetti
obesi e normopeso con e senza sindrome
delle apnee del sonno
Responsabile: Innocenti Bruni Giulia
Background
L’obesità di grado severo influenza la fisiologia respiratoria
dell’esercizio fisico attraverso un deficit ventilatorio di tipo
restrittivo. È stata osservata una riduzione del picco di lavoro
in soggetti obesi in condizioni di normale o ridotta riserva
ventilatoria e una normale risposta cardiovascolare all’esercizio (Ofir, 2007). Riduzione della performance all’esercizio
fisico per anomalie della meccanica respiratoria, della funzione muscolare (Scano, 2009; Romagnoli, 2007), o decondizionamento sono state osservate in soggetti obesi.
La sindrome delle apnee ostruttive del sonno (OSAS) è una
condizione molto frequente nella popolazione generale, con
una prevalenza del 2-4% negli adulti (Young, 1993). L’OSAS
è frequentemente associata a sovrappeso o a obesità franca
ma non sono rari soggetti normopeso affetti da sleep apnea
(Young, 1993). È noto che pazienti con OSAS grave hanno una
risposta emodinamica all’esercizio fisico alterata: aumento
della pressione sistolica, fatica muscolare, dispnea, riduzione
del VO2 peak (Vanhecke, Chest 2008). Un recente lavoro su
soggetti con OSAS normopeso (Rizzi, Chest 2010) indica una
performance all’esercizio nei limiti, e ipotizza un ruolo dell’obesità nella riduzione del picco di esercizio nei soggetti OSAS.
L’obesità e l’OSAS possono dunque essere considerate entrambe patologie limitanti l’esercizio fisico. Poco note sono
le differenze del pattern respiratorio e della dispnea in soggetti OSAS obesi e non, e in soggetti con sola obesità. Per
meglio comprendere: i) quanto l’obesità, spesso presente
in soggetti con OSAS, influenzi la risposta all’esercizio fisico e lo limiti, in termini di iperinsufflazione dinamica, flussolimitazione, ostruzione al flusso aereo e, ii) quanto invece
l’OSAS di per sé sia un fattore limitante la performance, e iii)
soprattutto quale di queste patologie sia la responsabile di
un’alterata risposta ventilatoria all’esercizio ci proponiamo di
studiare 4 gruppi di soggetti: OSAS obesi, OSAS normopeso, obesi non affetti da OSAS e soggetti normali.
Obiettivi
Evidenziare eventuali alterazioni in termini di risposta ventilatoria e di dispnea tra diversi gruppi di pazienti con patologie
in stretta correlazione tra loro. Comprendere in che misura
la presenza della Sindrome delle apnee del sonno (OSAS),
associata all’obesità modifichi la risposta ventilatoria durante
esercizio cardiopolmonare.
Metodi
Sono stati reclutati soggetti suddivisi nei seguenti sottogruppi:
• BMI>=30 con OSAS
• BMI>=30 in assenza di OSAS
• BMI<=30 con OSAS
• Controlli sani normopeso
Osas obesi
Non osas obesi
Osas normopeso
Controlli
PaO2 mmHg
77,6 (5,8)
76,9 (6,8)
75,2 (1,9)
-
PaCO2 mmHg
40,9 (3,8)
37,38 (1,9)
39,8 (2,5)
-
AHI (n/h)
51,1 (24,1) *ŧ
3,2 (1,1) *
49,6 (7,3)
2,4 (1,9) ŧ
ODI (n/h)
45,5 (24, 2) *ŧ
2,6 (1,3) *
35,1 (12,6)
1,8 (2,0) ŧ
Mean SO2 (%)
88,34 (4,8) *ŧ
95,3 (2,1) *
94,3 (4,9)
95,8 (2,7) ŧ
Lowest SO2 (%)
65,7 (9,4) *ŧ
90,6 (0,8) *
75,6 (8,1)
91,5 (1,6) ŧ
AHI: apnea-hypopnea index, ODI: oxygen desaturation index ; PaO2: pressione oarziale dell’ossigeno arterioso; PaCO2: pressione parziale dell’anidrite
carbonica arteriosa; SO2: saturazione dell’ossigeno. Valori medi±DS
Ricerca corrente
Tab. 1 – Valori emogasmetrici e dell’esame poligrafico notturno nei quattro gruppi di pazienti
331
Linea di Ricerca 5

Prove di funzionalità respiratoria nei quattro gruppi di pazienti
Rest
140
Vth
Peak
120
80
70
*
EELV
*
100
60
60
Normopeso OSAS
50
40
Controlli
40
20
Obesi OSAS
Obesi non OSAS
FRC % pred
Fig. 1
Obesi OSAS
Obesi non OSAS
FEV1/FVC (%)
Normopeso OSAS
Fig. 2A
20
40
60
80
100
VE (L min)
Controlli
FRC % pred: capacità funzionale residua in % del valore predetto, FEV1:
flusso espiratorio forzato nel primo secondo, FVC: Capacità vitale forzata
EILV (% TLC)
Rest
Vth
Peak
90
80
Normopeso OSAS
70
Controlli
60
Obesi OSAS
Obesi non OSAS
Fig. 2B
20
40
60
80
100
VE (L min)
Rest
Vth
Peak
332
IRV (L)
Ricerca corrente
0,5
1,0
Normopeso OSAS
1,5
Controlli
2,0
Studio dei volumi operazionali durante respirazione tranquilla, alla soglia
anaerobica e al picco dell’esercizio. a. EELV: volume polmonare di fine
espirazione; b: EILV: volume polmonare di fine inspirazione, c. IRV: volume di riserva inspiratoria. Valori medi ± SE
Obesi OSAS
Obesi non OSAS
Fig. 2C
20
40
60
80
VE (L min)
100

Relazione attività
I 4 gruppi di pazienti presentavano all’esame poligrafico notturno ed emogasmetrico i risultati riportati in Tab. 1.
Le prove di funzionalità respiratoria evidenziavano differenze in termini di capacità funzionale residua in % del valore
predetto nei gruppi OSAS obesi e OSAS non obesi, senza
evidenziare ostruzione in nessuno dei 4 gruppi (Fig. 1).
Inoltre i soggetti OSAS obesi presentavano flusso limitazione a riposo pari al 30-50%, mentre gli altri gruppi non risultavano flusso-limitati.
Durante il test da sforzo cardiopolmonare incrementale massimale i 4 gruppi di pazienti manifestavano lo stesso grado di
dispnea per la stessa ventilazione, lo stesso volume di riserva
inspiratorio, e lo stesso consumo di O2 e produzione di CO2.
Inoltre non erano evidenti differenze nel breathing pattern.
Lo studio ha consentito di evidenziare che:
i) OSAS non limita la capacità d’esercizio e la risposta ventilatoria all’esercizio;
ii) non influisce sulla risposta percettiva allo sforzo (dispnea
e fatica degli arti inferiori);
iii) la restrizione meccanica per sé contribuisce poco alla
dispnea da sforzo.
È stato invece possibile notare una significativa differenza
del volume di fine espirazione nel gruppo dei pazienti obesi
non OSAS, che diminuiva progressivamente da Rest a Peak
exercise (Fig. 2).
Mentre i soggetti obesi non OSAS mimano il pattern ventilatorio dinamico dei soggetti magri, i soggetti obesi con OSAS
mostravano un significativo incremento del volume di fine
espirazione durante esercizio (iperinsufflazione dinamica),
indicando il ruolo di fattori ulteriori oltre la limitazione meccanica statica imposta dall’obesità. Tale risultato può essere spiegato dalla presenza di flusso limitazione di base nei
soggetti OSAS obesi; questi soggetti, per evitare la flusso
limitazione, devono aumentare il volume di fine espirazione.
La risposta del volume di fine espirazione durante l’esercizio
è importante trattandosi di una componente maggiore della
risposta ventilatoria normale e riflette le modificazioni della
meccanica respiratoria adottate durante esercizio.
Prodotti scientifici
–– Presentazione al 21th ERS Annual Congress Amsterdam,
2011, Thematic Poster Session: Exercise-related perceptions do not affect exercise response in subjects with
OSA. Innocenti Bruni G, Gigliotti F, Coli C, Binazzi B, Presi
I, Romagnoli I, Lanini B, Stendardi L, Scano G. Eur Resp
J. 2011.
–– Innocenti Bruni G, Gigliotti F, Scano G. Obstructive sleep
apnea (OSA) does not affect ventilatory and perceptual
responses to exercise in morbidly obese subjects. Respir Physiol Neurobiol. 2012 Sep 30; 183(3):193-200. doi:
10.1016/j.resp.2012.06.029. Epub 2012 Jul 4.
Ricerca corrente
Protocollo
Giorno 1: tutti i soggetti sono stati sottoposti a una accurata
anamnesi, a una valutazione della funzione respiratoria (spirometria completa con misura dei volumi statici e dinamici
ed emogasometria, valutazione della forza dei muscoli inspiratori), a una valutazione poligrafica notturna a scopo diagnostico, a una valutazione cardiovascolare.
Giorno 2: tutti i pazienti sono stati sottoposti a test da sforzo
al cicloergometro con carico incrementante (10-20 Watt/min).
Durante il test sono state monitorate saturazione di ossigeno,
pressione arteriosa, ECG 12 derivazioni, consumo di ossigeno
(VO2), produzione di CO2 (VCO2), soglia anaerobica (AT) e pattern ventilatorio. Durante il test da sforzo sono state inoltre valutate l’intensità della dispnea e della fatica alle gambe a ogni
livello di carico mediante una Scala di Borg modificata. Il test
veniva interrotto alla comparsa di sintomi o segni (dispnea,
dolore agli arti inferiori, esaurimento muscolare, astenia, alterazioni elettrocardiografiche). Dopo una pausa di un’ora tutti i
soggetti sono stati sottoposti a un test da sforzo cardio polmonare di tipo endurance con un carico di lavoro pari al 70-75% di
quello raggiunto il giorno precedente. I parametri valutati erano
gli stessi di quelli valutati durante test incrementale.
Soggetti
• 16 pazienti con OSAS: 8 normopeso (BMI: 25,8), 8 obesi
(BMI: 40,8);
• 8 pazienti senza OSAS, obesi (BMI: 44,9);
• 12 soggetti di controllo BMI 24,1.
Linea di Ricerca 5
333
Linea di Ricerca 5
Ruolo della Stimolazione Magnetica ripetitiva
del muscolo nel protocollo riabilitativo:
valutazione di fattibilità e di efficacia in soggetti
normali e in pazienti con patologia muscolare
secondaria a BPCO
Responsabile: Grippo Antonello
Ricerca corrente
Background
334
La Broncopneumopatia Cronica Ostruttiva (BPCO) è una malattia multisistemica che determina importanti disabilità. La
riabilitazione è un trattamento fondamentale nella gestione
globale del paziente con BPCO. La debolezza del m. quadricipite è considerata come un indicatore predittivo di morbilità e mortalità nei pazienti con BPCO (Swallow et al., 2007)
ma anche in soggetti anziani in generale (Newman et al.,
2006). In relazione a questo sono state proposte strategie
terapeutiche mirate a migliorare la funzione del m. quadricipite (Fuld et al., 2005). Tuttavia la riabilitazione pneumologica
può essere applicata con difficoltà in pazienti con livelli elevati di disabilità motoria. Infatti in pazienti particolarmente
compromessi l’esercizio volontario può essere limitato o dal
grado di estrema debolezza e/o da limitazioni cardiovascolari. Inoltre, pazienti con gravi condizioni mediche non sono in
grado di generare ripetizioni di esercizi a livello massimale.
In questi pazienti potrebbe essere utilizzata la stimolazione
elettrica (SE) transcutanea. La SE è usata frequentemente
nei soggetti con lesione midollare post-traumatica per ottenere contrazioni muscolari di elevate intensità. Tuttavia, in
soggetti con conservazione della sensibilità, il maggior deterrente a una SE di intensità tale da produrre contrazioni
muscolari con effetto allenante è il dolore indotto. Questo
problema diventa ancor più rilevante in pazienti anziani e
con comorbilità. Recentemente Swallow (2007) ha proposto l’uso della stimolazione magnetica ripetitiva muscolare
(SMRM) per stimolare il muscolo a un livello sufficiente da
indurre il fenomeno della fatica muscolare ma senza indurre
dolore. Nella stimolazione magnetica un flusso di corrente
attraversa un solenoide e determina un rapido cambiamento
del campo magnetico, che a sua volta induce una depolarizzazione dei tessuti eccitabili (muscolo) in modo simile a quello che si determina per la stimolazione elettrica (Barker et al.,

2002). Il vantaggio è che la corrente non attraversa tessuti
ad alta resistenza come la cute per cui i nocicettori non sono
attivati e quindi è possibile ottenere una valida contrazione
muscolare senza che la stimolazione risulti dolorosa. Questa
metodica applicata al muscolo può essere utilizzata non solo
per la valutazione della fatica, ma anche per una attivazione,
indipendente dalla volontà del soggetto, dei muscoli e senza
dolore, tale da poter essere ipotizzabile un uso alternativo
alla SE per preservare il trofismo muscolare e migliorare la
forza e la resistenza in soggetti con preservazione della sensibilità.
Obiettivi
Confrontare la contrazione muscolare indotta da SMRM rispetto a quella ottenuta mediante SE in soggetti normali e
in pazienti con debolezza muscolare di diversa origine. Confrontare il livello di discomfort per il paziente per i due tipi di
stimolazione. Verificare l’efficacia della SMRM nel recupero
della forza muscolare.
Metodi
35 soggetti reclutati (15 femmine e 20 maschi): 10 controlli,
12 pazienti con BPCO, 1 paziente con grave “neuromiopatia” del paziente critico, 7 pazienti con ipostenia derivante da
immobilizzazione e 5 pazienti con lesione periferica di nervo.
Criteri di esclusione: pace-maker, elementi metallici in sede
di stimolazione. Valutazione clinica e strumentale (EMG) del
paziente: valutazione della forza volontaria massimale (FVM)
del m. quadricipite isometrica registrata con macchina isocinetica (Biodex); valutazione della forza ottenuta con stimolazione elettrica registrata con Biodex; valutazione della
forza ottenuta con SMRM (MagPro Medtronic-R100) registrata con Biodex; valutazione del discomfort mediante scala
VAS. Protocolli di stimolazione: SE: riposo 5 sec/2 Hz; attivo
5 sec/10 Hz intensità costante, frequenza 2-10 Hz. SMRM:
bobina ellittica RT120; riposo 13 sec; attivo 5 sec, 20-30 pps
(rise time 0,8 sec, fall time 0,8 sec).
Relazione attività
Soggetti di controllo: con SE alla massima intensità sopportabile (34-55 mA) si ottiene una contrazione muscolare evidente ispettivamente ma non il movimento dell’arto e il BIODEX non ha rilevato un livello di forza oltre la soglia minima

Linea di Ricerca 5
di misura. I valori di intensità della SMRM variano fra il 45 e
l’80% del massimo output dello stimolatore. In tutti i soggetti è stato possibile ottenere contrazioni muscolari efficaci
con forza sviluppata misurabile BIODEX. L’intensità minima
per la quale si otteneva tale risultato variava dal 20% al 45%.
In alcuni soggetti si è costruita una curva di stimolo-risposta
con un andamento lineare (Fig. 1).
Soggetti con BPCO: i valori della risposta M derivata dal m.
quadricipite sono nei limiti della norma. Durante esercizio
la FVM risulta sempre maggiore della forza sviluppata con
SMRM, quest’ultima aumenta con l’aumentare dell’intensità
di stimolazione. Con SE si riesce a ottenere la contrazione
del muscolo ma non il movimento dell’arto.
Soggetti con grave “neuromiopatia” del paziente critico: sui
10 soggetti solo in due è stato possibile il posizionamento
su Biodex. I soggetti esaminati avevano i valori della risposta
M compresi fra di 1,5 e 2 mV (minore del 10% del limite inferiore), non sviluppavano forza volontaria massima, né con
SMRM, né con SE.
Applicazioni terapeutiche
Soggetti con lesione periferica del nervo: sono stati studiati
5 soggetti (2 con lesione del n. femorale, 1 plessopatia brachiale, 1 lesione del N. radiale, una radicolopatia L5. Dopo
10 sedute di SMRM nei pazienti con danno di tipo prevalentemente neuroaprassico si è ottenuto sia un incremento dei
valori della risposta M sia un incremento dei valori di FVM;
nei soggetti invece con danno prevalentemente assonotmesico non si sono ottenuti risultati clinicamente significativi.
Soggetti con ipostenia da S. da immobilizzazione: la forza
sviluppata con SMRM è il 20% della FVM, mentre con SE
non si riesce a ottenere il movimento dell’arto né si sviluppa
una forza misurabile. Dopo un ciclo di 10 sedute di SMRM
si è osservato un incremento della FVM rispetto a T0 di almeno il 30%.
Considerazioni
La SMRM si è dimostrata di maggior efficacia nel produrre
una forza misurabile rispetto alla SE nei soggetti di controllo.
Questa osservazione è supportata dalle misure effettuate
Tab. 1 – Soggetti di controllo*
V. E.
M
37
278,9
52
0
65
114,9
41
L.A.
M
33
233,5
34
0
45
30,1
12
C.C.
F
40
111,7
46
0
55
14,1
12
B.G.
M
74
152,26
60
0
60
21,4
14
A.C.
M
33
130,4
56
0
80
103,2
79
C.L.
M
37
210,2
54
0
80
79,6
37
G.A.
M
50
182,7
50
0
80
56,1
30
A.T.
F
33
123,3
45
0
55
33,9
27
V.A.
F
28
82,6
30
0
30
20,7
25
R.E.
F
25
132,7
40
0
50
31,3
23
Forza sviluppata
valore assoluto
N/m
Intensità massima
tollerata
% output
stimolatore
Forza sviluppata
valore assoluto
N/m
Forza sviluppata
% rispetto MCV
Ricerca corrente
MCV (N/m)
Intensità massima
tollerata
mA
Soggetto
Età (aa)
Stimolazione magnetica
Sesso
Stimolazione elettrica
*Lato dominante
335
Linea di Ricerca 5

Tab. 2 – Soggetti con BPCO*
MCV (N/m)
Intensità massima
tollerata
mA
G.I.**
M
66
0
50
0
60
0
B.F.
M
77
80
50
0
60
30,1
C.M.
F
73
34
50
0
60
22,4
N.A.
M
85
82
50
0
50
26,2
P.S.
M
76
111,3
46
0
40
22,6
G.R.
M
68
147,2
46
0
60
36,1
F.P.
F
63
73,6
40
0
30
18,6%
P.A.
F
68
109,3
54
0
40
24,5
P.R.
M
75
94,8
60
0
50
28,3
T.R.
M
79
111,6
46
0
60
32,3
B.A.
M
73
117,7
55
0
50
26,7
B.F.
M
81
116,2
60
0
60
31,8
Soggetto
Età (aa)
Stimolazione magnetica
Sesso
Stimolazione elettrica
Forza sviluppata
valore assoluto
N/m
Intensità massima
tollerata % output
stimolatore
Forza sviluppata
valore assoluto
N/m
*Lato dominante
**Risposta M 1,8 mV
Tab. 3 – Soggetti con ipostenia conseguente a immobilizzazione arto*
Risposta M (mV)
D.L.M.
M
35
10,9
95,3
52,3
82,8
110
0
70
16,1
30%
G.E.
F
77
**
81,4
39,3
62,4
40
0
40
12,3
31%
N.E.
M
20
22
193,8
91
133
60
0
50
28,7
31%
F.E.
F
39
16,9
114,2
37,5
67,8
52
0
45
8,3
22%
M.M
M
38
15,3
187
82
95
60
0
60
24,2
29%
G.A.
F
82
5,2
64,3
20,2
33,8
40
0
30
0
0%
M.M.
M
53
10,7
120,4
78
80
46
0
60
22,3
28%
Soggetto
Età (aa)
SMRM
Lato non
affetto
(N/m)
Lato
affetto
pre
SMRM
(N/m)
Lato
affetto
post
SMRM
(N/m)
Intensità
massima
tollerata (mA)
Forza
sviluppata
valore
assoluto
(N/m)
Intensità
massima
tollerata
% output
stimolatore
Forza
sviluppata
valore
assoluto
(N/m)
Forza
sviluppata
% rispetto
MCV
*Lato affetto
**Non evocabile per difficoltà tecnica sito di stimolazione
336
SE
Sesso
MCV

Linea di Ricerca 5
80
60
40
20
Fig. 1
20
30
40
50
60
70
80
con macchina isocinetica. Infatti mentre con la SE non si è
mai ottenuta una contrazione muscolare in grado di sviluppare una forza misurabile, in tutti i soggetti si è ottenuta con
la SMRM una contrazione muscolare in grado di sviluppare
almeno il 12% della FVM. Dati simili si sono osservati anche
in soggetti con BPCO nei quali è descritta un’ipostenia dei
muscoli somatici a patogenesi multifattoriale. La SMRM si
è dimostrata ben tollerata da tutti i soggetti, controlli e pazienti (range VAS 1-4) a differenza della SE (range VAS 5-10).
La SMRM ha dimostrato un’efficacia come trattamento terapeutico sia in soggetti con lesioni periferiche di nervo a
carattere neuroaprassico che in casi di ipotrofia muscolare
da non uso. Infatti 10 sedute di SMRM hanno determinato in
questi soggetti un recupero significativo sia della ampiezza
della risposta M che della forza. La SMRM ha quindi una
potenzialità terapeutica nel facilitare il recupero della forza in
pazienti con patologia neuromuscolare conseguente a lesioni di nervo o primitivamente muscolare acquisita (ipotrofia
da non uso e/o da decondizionamento; neuromiopatia del
paziente critico) in aggiunta alla fisioterapia convenzionale.
Ulteriore potenziale applicazione è nell’ambito della Riabilitazione Cardiologica in cui i pazienti non possono eseguire
esercizi con carico generalmente maggiore di 50 Watt o nei
pazienti sottoposti a intervento di protesi d’anca nei quali il
carico completo è consentito non prima dei 60 giorni dall’intervento. Il limite dell’efficacia è rappresentato però dall’entità dell’alterazione Neuromuscolare. Ad esempio gravi danni
di nervo a carattere assonotmesico (risposta M non evocabile e abbondante attività spontanea) oppure in casi di Neuromiopatia del paziente critico di grave entità (riduzione di ampiezza della risposta M> del 90%) sono condizioni in cui per
i dati attuali non c’è indicazione al trattamento con SMRM.
Prodotti scientifici
–– Atzori T, Vettori A, Coli C, Gagliardi E, Innocenti Bruni G,
Carrai R, Gigliotti F, Grippo A. Muscle Repetitive Magnetic
Stimulation in the rehabilitation protocol: assessment of
feasibility and efficacy in normal subjects and in patients
with muscle disease. Accettato al 58° congresso nazionale SINC 9-11 maggio 2013.
Ricerca corrente
100
337