Gradiente A–a normale per età e cosa significa un gradiente aumentato

Qual è il gradiente A–a normale per età?

Un gradiente A–a normale in aria ambiente a livello del mare è inferiore a 10 mmHg in un giovane adulto, secondo la revisione di Sarkar e colleghi del 2017 sull'ipossiemia pubblicata su Lung India, e aumenta progressivamente con l'età. La consueta stima pratica del valore normale è (età ÷ 4) + 4 mmHg: 9 mmHg a 20 anni, 14 mmHg a 40, 19 mmHg a 60 e 24 mmHg a 80. Uno studio con misure dirette dà valori leggermente inferiori. Nel 1966 Mellemgaard misurò la differenza alveolo-arteriosa di ossigeno in 80 soggetti sani in posizione seduta di età compresa tra 15 e 75 anni e trovò una retta di regressione di 2.5 + 0.21 × età mmHg, che corrisponde a 6.7 mmHg a 20 anni e a 15.1 mmHg a 60. La regola pratica si colloca quindi 2–4.5 mmHg sopra il valore medio delle persone sane in quella fascia di età e funziona come un valore atteso generoso. Entrambi i valori si applicano solo all'aria ambiente; con ossigeno supplementare il gradiente normale è più ampio.

I valori sono calcolati con ciascuna formula; i kPa usano 1 kPa = 7.50062 mmHg. Per confrontare il gradiente di un paziente con la stima per la sua età, inserisci l'emogasanalisi nel calcolatore del gradiente A-a, che mostra entrambe le rette.

Da dove viene la regola (età ÷ 4) + 4

La regola (età ÷ 4) + 4 è un'approssimazione pratica e non siamo riusciti a ricondurla a un'unica derivazione originale, quindi va interpretata come una stima e non come un intervallo di riferimento. Una base misurata per i valori corretti per età è lo studio di Mellemgaard del 1966 su Acta Physiologica Scandinavica, che il Textbook of Respiratory Medicine di Murray e Nadel cita per la regressione 2.5 + 0.21 × età in 80 soggetti sani in posizione seduta di età compresa tra 15 e 75 anni. La regola è stata usata anche nella ricerca pubblicata: Stein, Goldhaber e Henry, analizzando la coorte PIOPED su Chest nel 1995, testarono tre definizioni di gradiente normale, cioè 20 mmHg o meno, (età ÷ 4) + 4 o meno, e valori correlati all'età tratti dalla letteratura. La revisione di Sarkar spiega perché il gradiente aumenta con l'età: l'aumento è dovuto soprattutto a un calo della PaO2 legato all'età, man mano che aumenta l'alterazione del rapporto V/Q. La revisione stima il calo della PaO2 dopo i 70 anni in circa 0.43 mmHg all'anno.

Ne derivano due conseguenze pratiche. Primo, un gradiente di pochi mmHg sopra la stima pratica in un adulto anziano è di per sé un segnale debole, quindi va valutato insieme a PaO2, PaCO2 e quadro clinico. Secondo, sia la regola sia la retta di Mellemgaard descrivono persone sane che respirano aria ambiente vicino al livello del mare, quindi non possono essere applicate a un gradiente misurato in ossigenoterapia.

Come il gradiente A–a orienta le cause di ipossiemia

Il gradiente A–a classifica l'ipossiemia chiedendosi se il polmone trasferisce l'ossigeno normalmente. La revisione di Sarkar elenca cinque meccanismi di ipossiemia: alterazione del rapporto V/Q, shunt destro-sinistro, alterata diffusione, ipoventilazione e bassa PO2 inspirata. La revisione afferma che l'ipossiemia da alterazione del rapporto V/Q, limitazione della diffusione e shunt ha un gradiente aumentato, mentre l'ipossiemia da ipoventilazione ha un gradiente normale, perché la membrana alveolo-capillare è integra. Nell'ipoventilazione la PaCO2 aumenta, l'equazione dei gas alveolari dà una PAO2 più bassa e la PaO2 diminuisce di conseguenza, quindi la differenza tra le due resta normale. Anche una bassa PO2 inspirata, come in quota, riduce la PAO2 stessa; l'equazione ne tiene conto tramite la FiO2 e la pressione barometrica. Un gradiente aumentato in un paziente ipossiemico indica quindi una malattia degli scambi gassosi polmonari, e un gradiente normale con una PaCO2 elevata indica ipoventilazione, l'unico meccanismo che lascia integra la membrana.

Distinguere alterazione del rapporto V/Q, shunt e limitazione della diffusione

Una volta che il gradiente A–a è aumentato, i tre meccanismi polmonari si comportano in modo diverso, e la revisione di Sarkar indica le caratteristiche che li distinguono. L'alterazione del rapporto V/Q è il meccanismo più comune di ipossiemia; si corregge facilmente con ossigeno supplementare, e la revisione elenca tra le sue cause asma, BPCO, bronchiectasie, fibrosi cistica, interstiziopatia polmonare e ipertensione polmonare. Lo shunt è l'estremo dell'alterazione del rapporto V/Q, in cui il sangue attraversa unità polmonari non ventilate; la scarsa risposta all'ossigeno è la caratteristica che lo distingue dagli altri meccanismi, e l'ipercapnia è rara finché la frazione di shunt non raggiunge circa il 50%. Le cause includono polmonite, edema polmonare, ARDS, collasso alveolare e comunicazioni arterovenose polmonari. La limitazione della diffusione deriva da una superficie ridotta o da un ispessimento della membrana alveolo-capillare, come nell'enfisema e nell'interstiziopatia polmonare; il suo segno distintivo è un'ipossiemia che compare o peggiora con l'esercizio, che accorcia il tempo di transito capillare (normalmente 0.75 secondi, contro gli 0.25 secondi necessari per completare gli scambi gassosi).

Esempi pratici: interpretare il gradiente in base all'età

Quattro pazienti in aria ambiente a livello del mare mostrano come lo stesso gradiente A–a possa essere normale a un'età e aumentato a un'altra. Ciascun esempio usa una pressione barometrica di 760 mmHg, un vapore acqueo di 47 mmHg e un quoziente respiratorio di 0.8, quindi PAO2 = 149.7 − 1.25 × PaCO2. Una persona di 40 anni con PaO2 55 mmHg e PaCO2 70 mmHg ha una PAO2 di 62.2 mmHg e un gradiente di 7.2 mmHg, entro la stima di 14: la sola ipoventilazione spiega l'ipossiemia. Una persona di 60 anni con PaO2 70 e PaCO2 40 ha una PAO2 di 99.7 e un gradiente di 29.7, ben sopra la stima di 19, il che indica una malattia polmonare. Una persona di 70 anni con PaO2 82 e PaCO2 38 ha un gradiente di 20.2: sopra 10 e sopra la stima per una persona di 40 anni, ma entro il valore di 21.5 atteso a 70. Una persona di 65 anni con PaO2 50 e PaCO2 60 ha un gradiente di 24.7, sopra la stima di 20.3 nonostante la PaCO2 elevata, quindi l'ipoventilazione non spiega tutto.

Inserisci uno qualsiasi di questi casi nel calcolatore del gradiente A-a per vedere gli stessi numeri, in mmHg o kPa.