Fisiopatologia della polmonite acquisita in comunità

Introduzione

L’esposizione costante all’aria contaminata e l’aspirazione frequente della flora nasofaringea rendono il parenchima polmonare suscettibile ai microrganismi virulenti. La maggior parte dei microrganismi raggiunge il tratto respiratorio inferiore come micro goccioline inalate e contaminate. Interazioni complesse tra virulenza e quantum di microrganismi aspirati o inalati, che arrivano alle basse vie respiratorie, integrità delle barriere di difesa e stato di immunità dell’ospite, determinano l’insorgenza di polmonite.1,2

Le particelle con diametro superiore a 100 µm precipitano facilmente e non vengono inalate. Particelle più grandi di 10 µm rimangono intrappolate nelle secrezioni nasali. La maggior parte delle particelle aumenta di dimensioni a causa dell’umidificazione nella trachea e sono intrappolate nei bronchi principali.3 Particelle con diametro inferiore a 5 µm raggiungono gli alveoli. Tali particelle possono trasportare un inoculo batterico fino a 100 microrganismi a seconda delle dimensioni batteriche. Sebbene il diametro della maggior parte dei batteri sia di 1 µm o più, Mycoplasma, Chlamydophila e Coxiella sono da 5 a 100 volte più piccoli.

La maggior parte della polmonite acquisita in comunità (CAP) è di origine batterica e spesso segue una breve infezione virale del tratto respiratorio superiore. In posizione verticale i lobi inferiori sono meglio ventilati, quindi la deposizione di microrganismi inalati è più alta in questi lobi. La polmonite da inalazione è più spesso dovuta a microrganismi (a) che possono rimanere sospesi nell’aria in modo da essere trasportati lontano, (b) sopravvivere abbastanza a lungo durante il transito, (c) avere una dimensione inferiore a 5 µm (d) portare un alto inoculo e (e) eludere i meccanismi di difesa dell’ospite locale. L’infezione da batteri intracellulari come Mycoplasma pneumoniae, Chlamydophila e Coxiella burnetii avviene attraverso la via di inalazione di aerosol contaminato. CAP a causa di Streptococcus pneumoniae, Haemophilus e bacilli gram-negativi avviene attraverso micro aspirazione. Alcune delle importanti modalità fisiopatologiche di diffusione dei microrganismi sono riassunte nella Tabella 1.

Meccanismi di difesa respiratoria

Una serie di meccanismi di difesa respiratoria immune e non immuni, che funzionano efficacemente a diversi livelli, mantengono il polmone normale una zona libera da batteri.1,2

Alcuni di questi importanti meccanismi di difesa delle vie respiratorie sono riassunti nella Tabella 2.

Il fallimento di questi meccanismi di difesa e la presenza di alcuni fattori predisponenti rendono la persona suscettibile di infezione causando CAP. Alcune di queste condizioni sono descritte in breve come sotto:

1. Alterazione della normale flora orofaringea. La presenza di immunoglobuline locali, specialmente immunoglobuline A, complemento e flora normale impedisce anche la colonizzazione dell’orofaringe da microrganismi virulenti.4 Diabete, malnutrizione, alcolismo e altri disturbi sistemici cronici riducono i livelli di fibronectina salivare e aumentano la colonizzazione da bacilli gram-negativi.5 La soppressione associata agli antibiotici della normale flora orale facilita anche la colonizzazione da parte di bacilli gram-negativi resistenti.
2. Tosse depressa e riflessi della glottide. Ciò può consentire l’aspirazione del contenuto gastrico specialmente in età avanzata, in pazienti con BPCO, chirurgia toracoaddominale o malattia neuromuscolare
3. Alterazione della coscienza. Gli adulti sani hanno da 10 a 100 milioni di batteri per millilitro di secrezioni orofaringee e fino al 50% degli adulti sani aspirano piccoli volumi di secrezioni faringee durante il sonno profondo.6 Il contenuto orofaringeo può essere aspirato più spesso in situazioni come coma, convulsioni, incidenti cerebrovascolari, alcolismo e overdose di farmaci depressivi del SNC.
4. Meccanismo dell’apparato mucociliare alterato. L’efficace clearance mucociliare dipende dall’efficace movimento ciliare e dalle proprietà fisiche del muco. Le ghiandole sottomucose e le cellule caliciformi epiteliali superficiali producono fluido superficiale delle vie aeree. Questo fluido è costituito da uno strato superiore di gel come mucina e un liquido non gel inferiore. Le ciglia battono in questo mezzo speciale e spingono il gel verso la bocca. La protezione offerta dall’epitelio ciliato ricoperto di muco dalla laringe ai bronchioli terminali è compromessa in molte situazioni come il fumo cronico di sigaretta, le infezioni respiratorie virali, l’esposizione all’aria calda/fredda o ad altri gas nocivi, la sindrome delle ciglia immotili, l’ostruzione endobronchiale e la vecchiaia. Queste situazioni favoriscono quindi il passaggio di microrganismi nel parenchima polmonare.
5. Disfunzione dei macrofagi alveolari. I monociti, dopo la trasmigrazione, si differenziano rapidamente in macrofagi “infiammatori” per integrare le attività e le funzioni dei “macrofagi residenti”. Oltre ad altri costituenti sierici 1-25-Diidrossivitamina D3 e Interleuchina-10 sono particolarmente in grado di indurre questa risposta.I macrofagi alveolari 7,8 sono cellule fagocitiche altamente efficaci in grado di scavare un ampio spettro di materiale particolato. La maggior parte dei microrganismi si decompone rapidamente all’interno del sistema lisosomiale dei macrofagi alveolari. Le sostanze incapaci di tale dissoluzione sono solo isolate all’interno dei lisosomi secondari e vi risiedono per la durata residua della vita del macrofago. Altri importanti meccanismi microbicidi dei macrofagi includono il Toll come le proteine del recettore, la generazione di specie reattive dell’ossigeno e la formazione di ossido nitrico. È noto che il fumo cronico di sigaretta, l’anemia cronica, la fame prolungata, l’ipossiemia e le infezioni virali respiratorie causano una compromissione dei macrofagi alveolari e aiutano nella comparsa di polmonite.
6. Disfunzione immunitaria. La risposta immunitaria è il principale modo di difesa contro l’infezione da microrganismi patogeni, compresi quelli che attraversano e abitano il tratto respiratorio. Queste risposte immunitarie dipendono dal riconoscimento specifico degli antigeni da parte dei linfociti T e B. Tali risposte sono anche regolate e integrate da cellule infiammatorie non specifiche del sistema immunitario, come cellule dendritiche polmonari, macrofagi, neutrofili, eosinofili e mastociti. Disturbo di granulociti, linfociti, immunodeficienze congenite / acquisite e terapia immunosoppressiva predispongono alla polmonite.

Classificazione della polmonite

Sulla base della parte anatomica del parenchima polmonare coinvolto, tradizionalmente, la polmonite sono classificati nei seguenti tre tipi:

Polmonite lobare: Si verifica a causa di infezione batterica acuta di parte di un lobo o lobo completo. L’intero lobo è spesso colpito mentre l’infiammazione si diffonde attraverso i pori dei canali Khon e Lambert. Comunemente Streptococcus pneumoniae, Staphylococcus aureus, streptococchi β emolitici e meno comunemente Haemophilus influenzae, Klebsiella pneumoniae sono responsabili della polmonite lobare.

Broncopolmonite: infezione batterica acuta dei bronchioli terminali caratterizzata da essudati purulenti che si estende negli alveoli circostanti attraverso la via endobronchiale con conseguente consolidamento a chiazze. Di solito è visto in estremi di età e in associazione con condizioni debilitanti croniche. Comunemente streptococchi, Staphylococcus aureus, streptococchi β emolitici, Haemophilus influenzae, polmonite da Klebsiella e Pseudomonas sono responsabili della broncopolmonite.

Polmonite interstiziale: alterazioni infiammatorie a chiazze, causate da infezione virale o micoplasmatica, per lo più confinate al tessuto interstiziale del polmone senza essudati alveolari. È caratterizzata da edema del setto alveolare e infiltrati mononucleari. Comunemente Mycoplasma pneumoniae, virus respiratorio sinciziale, virus influenzale, adenovirus, citomegalovirus e non comunemente Clamidia e Coxiella sono responsabili della polmonite interstiziale.

Clinicamente è prudente classificare la polmonite in base all’impostazione in cui si verifica perché aiuta il medico curante a somministrare una terapia antimicrobica empirica. Di conseguenza la polmonite può essere classificata come CAP (CAP tipico e atipico), polmonite nosocomiale, polmonite da aspirazione, polmonite in ospite immunocompromesso e polmonite necrotizzante.

Originariamente, la classificazione della polmonite in forme” atipiche “e” tipiche “è nata dall’osservazione che le caratteristiche cliniche e la storia naturale di alcuni pazienti con polmonite erano diverse rispetto alla presentazione” tipica ” di pazienti con infezione da pneumococco.9,10 La sindrome da polmonite “atipica” è stata inizialmente attribuita a M. pneumoniae.10 Successivamente sono stati identificati altri agenti batterici e virali che potrebbero produrre una malattia subacuta indistinguibile da quella causata da M. pneumoniae.11,12 Sebbene i termini “Polmonite tipica e atipica” non rappresentino una descrizione accurata delle caratteristiche cliniche della CAP, l’uso del termine “atipico” è stato mantenuto in questo articolo per riferirsi agli agenti patogeni specifici elencati nella tabella 3.

Con i progressi nella comprensione dell’eziopatogenesi e degli strumenti di indagine, la pratica attuale è quella di seguire la classificazione eziologica della polmonite come indicato nella Tabella 4.

Stadi patologici della polmonite lobare pneumococcica

Nell’era pre antibiotica S pneumoniae causando polmonite lobare è stato tradizionalmente visto evolversi attraverso quattro fasi successive sequenziali ma distinte:

1. Fase di congestione: questa fase rappresenta una risposta infiammatoria acuta precoce. Il lobo interessato diventa rosso e pesante a causa della congestione vascolare. Liquido proteico abbondante, neutrofili abbondanti e molti batteri possono essere visti negli alveoli. Questa fase dura da 1 a 2 giorni.
2. Stadio di epatizzazione rossa: Il lobo affetto diventa rosso, sodo e acquisisce consistenza epatica. Il fluido proteico si trasforma in filamenti di fibrina con essudati cellulari marcati di neutrofili. Stravaso di globuli rossi che danno colore rosso al polmone consolidato. Questa fase dura da 2 a 4 giorni.
3. Stadio di epatizzazione grigia: il lobo interessato diventa secco, fermo e grigio a causa dei globuli rossi lisati. Essudati cellulari neutrofili diminuisce a causa della ripartizione delle cellule infiammatorie e macrofagi sono ora visto. Anche il carico di microrganismi si riduce. Questa fase dura da 4 a 7 giorni.
4. Fase di risoluzione: A causa dell’azione enzimatica, la materia fibrinosa viene liquefatta e l’aerazione polmonare viene ripristinata gradualmente. I macrofagi sono le cellule principali negli alveoli. Vi è una progressiva riduzione degli essudati fluidi e cellulari dagli alveoli mediante espettorazione e drenaggio linfatico che porta al parenchima polmonare normale in oltre 3 settimane.

Conclusione

Interazioni complesse tra virulenza e quantum di microrganismi aspirati o inalati che arrivano al tratto respiratorio inferiore, integrità delle barriere di difesa e stato di immunità dell’ospite, decidono l’insorgenza di polmonite. Il riflesso della tosse depresso, la coscienza alterata, il sistema di scala mobile mucociliare alterato e la soppressione immunitaria sono importanti fattori predisponenti. La maggior parte della polmonite acquisita in comunità è di origine batterica e spesso segue una breve infezione virale del tratto respiratorio superiore. L’infezione da batteri intracellulari come Mycoplasma pneumoniae, Chlamydophila e Coxiella burnetii avviene attraverso la via di inalazione di aerosol contaminato, mentre la CAP dovuta a Streptococcus pneumoniae, Haemophilus influenzae e altri bacilli gram-negativi è dovuta alla micro aspirazione. La CAP tipica, nell’era pre antibiotica, si è evoluta attraverso quattro fasi sequenziali di consolidamento, epatizzazione rossa, epatizzazione grigia e risoluzione in oltre 03 settimane. L’uso precoce di antibiotici ha abrogato questa durata a pochi giorni.