Comprendere l’anossia tissutale

L’anossia tissutale è una condizione medica grave in cui organi o tessuti non ricevono assolutamente ossigeno, anche se il sangue potrebbe ancora fluire verso quelle zone. Questa condizione è diversa dall’ipossia, un termine correlato che indica una situazione in cui i tessuti ricevono un po’ di ossigeno, ma non abbastanza per soddisfare le loro necessità. Il termine “anossia” significa letteralmente “senza ossigeno” e rappresenta l’estremo più grave dello spettro quando si parla di privazione di ossigeno. Quando il corpo sperimenta una mancanza di ossigeno, si parla spesso di danno ipossico-anossico, che descrive il danno causato da un apporto insufficiente o assente di ossigeno.^[1]

Ogni cellula del corpo ha bisogno di ossigeno per sopravvivere e funzionare correttamente. L’ossigeno è ciò che permette alle cellule di produrre energia, e senza di esso non possono svolgere i loro compiti. Il cervello, il cuore, i reni e altri organi vitali sono particolarmente sensibili alla perdita di ossigeno. Quando i tessuti rimangono completamente senza ossigeno, il danno può iniziare nel giro di pochi minuti. Il cervello è specialmente vulnerabile: dopo circa quattro o cinque minuti senza ossigeno, le cellule cerebrali iniziano a morire e il danno può diventare permanente. Se la privazione di ossigeno continua oltre questa finestra critica, la probabilità di complicazioni a lungo termine o di morte aumenta significativamente.^[1][2]

L’anossia di solito si sviluppa come conseguenza di un’ipossia che peggiora nel tempo. In altre parole, una persona può inizialmente sperimentare bassi livelli di ossigeno e, se la situazione non viene corretta rapidamente, può progredire verso una completa privazione di ossigeno. Questo è il motivo per cui riconoscere i primi segni dell’ipossia e cercare immediatamente assistenza medica è così importante: può prevenire la progressione verso l’anossia e ridurre il rischio di danni gravi e irreversibili.^[1]

Epidemiologia

Determinare il numero esatto di persone colpite da anossia tissutale è difficile perché la condizione deriva da una grande varietà di cause sottostanti piuttosto che essere una malattia a sé stante. Tuttavia, i dati più affidabili provengono da studi sull’arresto cardiaco e sulla rianimazione, che rappresentano uno dei fattori scatenanti più comuni di danno cerebrale anossico. Secondo le informazioni dell’American Heart Association, più di mezzo milione di persone negli Stati Uniti subisce un arresto cardiaco ogni anno. Purtroppo, la stragrande maggioranza di questi individui non sopravvive fino alle dimissioni dall’ospedale. Tra coloro che sopravvivono, una porzione significativa—che va dal 50% all’83%—sperimenta problemi cognitivi evidenti a causa della privazione di ossigeno che il loro cervello ha subito durante l’evento cardiaco.^[3]

Per i pazienti che non sopravvivono al ricovero ospedaliero dopo un arresto cardiaco, la morte avviene spesso quando le famiglie e i team medici decidono di interrompere il supporto vitale, riconoscendo che il danno cerebrale anossico è troppo grave per permettere un recupero. Questo sottolinea l’impatto profondo che anche brevi periodi di privazione di ossigeno possono avere sul cervello e sui sistemi vitali del corpo.^[3]

Le diverse cause dell’anossia significano che persone di tutte le età e contesti possono essere colpite. Tuttavia, alcuni gruppi sono a rischio più elevato. Gli individui con malattie croniche cardiache o polmonari—come la broncopneumopatia cronica ostruttiva (BPCO), l’enfisema o l’asma—sono più vulnerabili allo sviluppo di ipossia che può progredire verso l’anossia. Anche le infezioni come polmonite, influenza e COVID-19 aumentano il rischio di grave privazione di ossigeno.^[6][8]

Cause

L’anossia tissutale si verifica quando l’apporto di ossigeno a un organo o tessuto viene completamente interrotto. Questo può accadere per molte ragioni diverse, ma la causa principale di solito coinvolge un’interruzione da qualche parte lungo il percorso che l’ossigeno compie dall’aria che respiriamo alle cellule del nostro corpo. Normalmente, l’ossigeno entra nei polmoni quando inspiriamo, passa attraverso minuscole sacche d’aria chiamate alveoli e viene raccolto dal sangue in piccoli vasi chiamati capillari. Il sangue ricco di ossigeno viaggia quindi attraverso il corpo per consegnare ossigeno ai tessuti e agli organi.^[6][8]

Se una qualsiasi parte di questo processo viene interrotta—che si tratti del flusso d’aria nei polmoni, del trasferimento di ossigeno nel sangue o della circolazione del sangue verso i tessuti—può verificarsi l’anossia. Il cervello richiede una grande quantità di ossigeno per funzionare normalmente; infatti, utilizza circa il 20% dell’ossigeno consumato dall’intero corpo. A causa di questa elevata richiesta, il cervello è estremamente vulnerabile alla privazione di ossigeno ed è spesso l’organo più gravemente colpito dall’anossia.^[2][4]

L’arresto cardiaco è una delle cause più comuni di anossia negli Stati Uniti. Quando il cuore smette improvvisamente di battere, il flusso sanguigno al cervello e ad altri organi si arresta e la consegna di ossigeno cessa. Altre cause principali includono lesioni traumatiche che interferiscono con la respirazione, come il quasi annegamento o il soffocamento, oltre a grave perdita di sangue, shock, inalazione di fumo, avvelenamento da monossido di carbonio, overdose di farmaci e lesioni polmonari acute.^[3][7]

Oltre a questi eventi acuti, ci sono condizioni mediche sottostanti che possono portare all’anossia. Lo strangolamento, gravi attacchi d’asma e l’ostruzione delle vie aeree possono impedire all’ossigeno di raggiungere i polmoni. Ictus, infarti e aritmie cardiache (battiti cardiaci irregolari) possono ridurre o interrompere il flusso sanguigno al cervello e ad altri tessuti. L’anemia grave e alcune condizioni genetiche che colpiscono i globuli rossi possono compromettere la capacità del sangue di trasportare ossigeno. Sostanze tossiche come il monossido di carbonio, il cianuro, i narcotici e alcuni anestetici possono interferire con la capacità del corpo di utilizzare l’ossigeno anche quando è presente nel sangue.^[1][2][7]

Fattori di rischio

Certi gruppi di persone e certi comportamenti o condizioni aumentano il rischio di sperimentare l’anossia tissutale. Chiunque abbia una malattia cardiaca o polmonare cronica è a rischio elevato perché queste condizioni possono compromettere la capacità del corpo di assumere ossigeno, trasportarlo nel sangue o consegnarlo ai tessuti. Condizioni come BPCO, enfisema, asma, insufficienza cardiaca congestizia, difetti cardiaci congeniti e malattie polmonari come l’edema polmonare (liquido nei polmoni) o l’embolia polmonare (un coagulo di sangue nel polmone) mettono tutti gli individui a maggior rischio.^[6][8]

Le persone con anemia grave o altri disturbi del sangue che riducono il numero di globuli rossi o la quantità di emoglobina (la proteina che trasporta l’ossigeno nel sangue) sono anche più vulnerabili. Allo stesso modo, gli individui che hanno avuto un ictus, un infarto o un arresto cardiaco in passato hanno una maggiore probabilità di soffrire di eventi anossici in futuro.^[2][8]

Anche i fattori ambientali possono giocare un ruolo. Trascorrere del tempo ad alte altitudini, dove l’aria contiene meno ossigeno, può portare a ipossia e potenzialmente anossia, specialmente se qualcuno non è acclimatato. L’esposizione a sostanze tossiche—come il monossido di carbonio da incendi, gas di scarico delle auto o sistemi di riscaldamento difettosi, o il cianuro da certi prodotti chimici—rappresenta un rischio significativo.^[1][2]

I neonati sono particolarmente vulnerabili all’anossia, soprattutto durante parti complicati o se ci sono problemi con la placenta o il cordone ombelicale. Questo tipo di privazione di ossigeno, conosciuta come ipossia intrauterina, può verificarsi prima o durante la nascita e può causare problemi di sviluppo a lungo termine.^[13]

Le overdose di farmaci, in particolare quelle che coinvolgono narcotici o altre sostanze che rallentano la respirazione, aumentano il rischio di anossia riducendo la quantità di ossigeno che entra nei polmoni. Allo stesso modo, incidenti che comportano quasi annegamento, soffocamento o strangolamento possono interrompere bruscamente l’apporto di ossigeno.^[1][3]

Sintomi

I sintomi dell’anossia tissutale possono variare ampiamente a seconda della gravità della privazione di ossigeno, di quanto dura e di quali parti del corpo sono colpite. In alcuni casi, i sintomi potrebbero non essere immediatamente evidenti. Il cervello può sopravvivere per alcuni minuti senza ossigeno prima che compaiano segni evidenti e, in certe situazioni, i sintomi possono essere ritardati, emergendo diversi giorni o addirittura settimane dopo l’evento iniziale.^[1][7]

I sintomi precoci dell’anossia spesso coinvolgono cambiamenti nella funzione mentale e nella coordinazione fisica. Le persone possono sperimentare sbalzi d’umore, cambiamenti di personalità, perdita di memoria o difficoltà di concentrazione. Potrebbero avere problemi a parlare, dimenticando parole o biascicando le parole. Le capacità di giudizio e di prendere decisioni possono essere compromesse. I sintomi fisici possono includere debolezza, difficoltà a camminare o muovere normalmente braccia e gambe, vertigini, disorientamento e mal di testa insoliti.^[1][2][7]

Man mano che l’anossia progredisce e il cervello rimane più a lungo senza ossigeno adeguato—tipicamente più di quattro o cinque minuti—possono apparire sintomi più gravi. Questi includono convulsioni, allucinazioni e perdita di coscienza. Una persona può sperimentare respirazione rapida e battito cardiaco accelerato mentre il corpo cerca di compensare la mancanza di ossigeno. Nei casi gravi, il battito cardiaco può rallentare drasticamente e la pelle, le labbra e le unghie possono diventare bluastre, una condizione nota come cianosi, che indica che il sangue non sta trasportando abbastanza ossigeno.^[1][2][6]

Nei casi di anossia prolungata o estrema, gli individui possono cadere in coma (uno stato di incoscienza) e possono mostrare spasmi muscolari o contrazioni chiamate mioclono. Confusione, agitazione e estrema irrequietezza sono anche comuni. Se l’ossigeno non viene ripristinato rapidamente, la persona può subire danni cerebrali permanenti o la morte.^[2][14]

Prevenzione

Prevenire l’anossia tissutale implica affrontare le condizioni sottostanti e le situazioni che possono portare alla privazione di ossigeno. Per gli individui con malattie croniche cardiache o polmonari, gestire efficacemente queste condizioni è il passo preventivo più importante. Ciò include seguire i piani di trattamento prescritti, assumere i farmaci come indicato, evitare fattori scatenanti (come allergeni o inquinanti per le persone con asma) e mantenere un contatto regolare con i fornitori di assistenza sanitaria.^[6][21]

Le persone con asma dovrebbero essere particolarmente vigili nel controllare la loro condizione. Questo significa usare farmaci preventivi per ridurre l’infiammazione delle vie aeree, evitare i fattori scatenanti noti dell’asma e avere un piano d’azione chiaro per cosa fare se si verifica un attacco d’asma. Sapere come e quando usare un inalatore di emergenza e cercare aiuto medico precocemente durante un attacco può prevenire che l’ipossia progredisca verso l’anossia.^[21]

La consapevolezza ambientale è anche fondamentale per la prevenzione. Evitare l’esposizione al monossido di carbonio è critico. Questo significa garantire che i sistemi di riscaldamento, le stufe e altri apparecchi a combustibile siano adeguatamente ventilati e mantenuti, e installare rilevatori di monossido di carbonio in case e luoghi di lavoro. Non far mai funzionare un’auto o un generatore in uno spazio chiuso può prevenire pericolosi accumuli di monossido di carbonio.^[1][7]

Ad alte altitudini, il rischio di ipossia aumenta perché l’aria contiene meno ossigeno. Le persone che viaggiano verso località ad alta quota dovrebbero concedere tempo ai loro corpi per adattarsi, rimanere idratate e riconoscere i primi segni del mal di montagna, come mal di testa, vertigini e mancanza di respiro. Scendere a un’altitudine più bassa se compaiono sintomi può prevenire una privazione di ossigeno più grave.^[1][2]

Prevenire incidenti che possono portare all’anossia è un altro aspetto importante della prevenzione. Questo include praticare la sicurezza in acqua per evitare l’annegamento, sorvegliare i bambini vicino all’acqua, imparare come eseguire la manovra di Heimlich per aiutare qualcuno che sta soffocando ed evitare comportamenti pericolosi come l’abuso di droghe che possono rallentare la respirazione o causare overdose.^[1][3]

Per gli individui a rischio di eventi cardiaci, lavorare con un medico per gestire i fattori di rischio come l’ipertensione, il colesterolo alto, il diabete e il fumo può ridurre la probabilità di un infarto o arresto cardiaco. In alcuni casi, dispositivi medici come pacemaker o defibrillatori cardioverter impiantabili (ICD) possono essere raccomandati per prevenire ritmi cardiaci potenzialmente mortali che potrebbero portare all’anossia.^[6]

Fisiopatologia

La fisiopatologia si riferisce ai cambiamenti che si verificano nelle normali funzioni del corpo quando è presente una malattia o una condizione. Nel caso dell’anossia tissutale, il problema principale è l’assenza completa di consegna di ossigeno ai tessuti, che innesca una cascata di cambiamenti biochimici e fisici dannosi.

Normalmente, l’ossigeno è essenziale per un processo chiamato respirazione aerobica, che avviene all’interno di strutture chiamate mitocondri all’interno delle cellule. La respirazione aerobica è il modo in cui le cellule producono adenosina trifosfato (ATP), la molecola che immagazzina e fornisce energia per quasi ogni attività che il corpo svolge. Quando l’ossigeno non è disponibile, questo processo si arresta e le cellule non possono più produrre l’energia di cui hanno bisogno per funzionare correttamente.^[3][9]

Senza ATP, le cellule perdono la capacità di mantenere l’equilibrio di sostanze chimiche e ioni attraverso le loro membrane, che è critico per la normale funzione cellulare. Questa interruzione porta a gonfiore, rottura delle strutture cellulari e, infine, morte cellulare. Nel cervello, le aree più vulnerabili alla privazione di ossigeno includono la corteccia cerebrale (che controlla il pensiero, la memoria e i movimenti volontari), l’ippocampo (coinvolto nella formazione della memoria), i gangli basali (che aiutano a controllare il movimento) e il cervelletto (che coordina equilibrio e movimento).^[2][3]

L’elevata richiesta metabolica del cervello lo rende estremamente sensibile anche a brevi periodi di privazione di ossigeno. Dopo circa quattro minuti senza ossigeno, le cellule cerebrali iniziano a morire. Se l’ossigeno non viene ripristinato entro circa cinque minuti, è probabile che si verifichi un danno cerebrale permanente. Dopo dieci o quindici minuti, il danno può essere così esteso che oltre il 95% del tessuto cerebrale nell’area colpita viene distrutto.^[2][12]

Oltre al danno immediato causato dalla mancanza di ossigeno, possono verificarsi ulteriori danni quando l’ossigeno viene improvvisamente ripristinato dopo un periodo di anossia. Questo è noto come danno da riperfusione. Quando l’ossigeno ritorna, i mitocondri e le cellule danneggiate possono produrre grandi quantità di molecole dannose chiamate specie reattive dell’ossigeno (ROS), che causano ulteriori danni a cellule e tessuti. Questo danno secondario può peggiorare il risultato complessivo e contribuire a complicazioni a lungo termine.^[10][20]

Un altro aspetto importante della fisiopatologia dell’anossia riguarda i cambiamenti nel metabolismo. Quando l’ossigeno non è disponibile, le cellule cercano di produrre energia attraverso un processo meno efficiente chiamato respirazione anaerobica, che non richiede ossigeno. Tuttavia, questo processo produce acido lattico come sottoprodotto, che può accumularsi nei tessuti e causare ulteriori danni. La capacità del corpo di tollerare questo accumulo è limitata e il metabolismo anaerobico prolungato può portare a una pericolosa diminuzione del pH del sangue, una condizione nota come acidosi.^[2][9]

Negli animali tolleranti all’anossia—come alcune specie di tartarughe d’acqua dolce e carpe cruciane—i ricercatori hanno scoperto adattamenti straordinari che permettono a questi animali di sopravvivere per mesi senza ossigeno in acqua gelata. Questi adattamenti includono l’ingresso in uno stato di profonda soppressione metabolica, l’adattamento di come il loro sangue trasporta l’ossigeno e la prevenzione dell’accumulo di sottoprodotti dannosi del metabolismo anaerobico. Lo studio di questi animali ha fornito preziose intuizioni su potenziali strategie per proteggere i tessuti umani durante eventi anossici.^[20]