Andrea Segreti
Analisi dell’aria espirata nelle sindromi coronariche croniche
Razionale. L’aria espirata contiene migliaia di composti organici volatili (COV) prodotti durante vari processi metabolici sia in condizioni normali che patologiche. L’analisi del respiro con il naso elettronico BIONOTE-V permette di ricavare un profilo di emissione dei COV espirati che in caso di malattia si modifica rispetto al normale.
L’utilizzo di un metodo non invasivo, semplice e poco costoso per analizzare i COV, potrebbe rappresentare un utile strumento per la diagnosi precoce delle sindromi coronariche croniche (SCC), che rappresentano una delle cause principali di morbidità e mortalità.
Lo scopo del presente lavoro è stato quello di analizzare i profili respiratori di soggetti affetti da SCC e la eventuale relazione esistente tra i profili respiratori e la gravità dell’aterosclerosi coronarica.
Metodi. L’aria espirata è stata raccolta e misurata in 42 pazienti con indicazione ad effettuare in regime di ricovero una coronarografia presso l’Unità Operativa Complessa di Cardiologia del Policlinico Universitario Campus Bio-Medico di Roma.
Tutti i campioni di aria espirata sono stati raccolti prima dell’esecuzione della coronarografia. Ad ogni paziente è stato richiesto di respirare tranquillamente, per tre minuti, all’interno di uno dispositivo dedicato (Pneumopipe ®) (Fig. 1) che permette la raccolta dell’aria espirata su due cartucce Tenax assorbenti.
Il sistema di rilevazione e analisi dei COV prende il nome di BIONOTE-V. I trasduttori utilizzati per l’analisi dei COV erano rappresentati da otto cristalli di quarzo ricoperti da una combinazione di antocianine estratte da tre piante diverse: cavolo rosso, rosa rossa e ortensia blu. Il successivo desorbimento della cartuccia Tenax è stato ottenuto mediante aumento della temperatura da 50 °C a 200 °C. Il profilo respiratorio finale di ogni paziente era composto da 32 risposte, risultanti dalle risposte degli otto sensori a quattro temperature differenti: 50°C, 100 °C, 150 °C e 200 °C.
Risultati. L’analisi con il BIONOTE-V è stata effettuata in 42 pazienti sottoposti a coronarografia, dei quali 19 non hanno necessitato di rivascolarizzazione miocardica mentre 23 hanno avuto tale indicazione. Il BIONOTE-V è stato in grado di identificare correttamente 18 dei 23 pazienti con indicazione a rivascolarizzazione (sensibilità = 78.3% e specificità = 68.4%). Nella Fig. 2 è riportata una rappresentazione grafica dei profili respiratori relativi a due pazienti, uno con indicazione a rivascolarizzazione e l’altro senza questa indicazione.
Inoltre, abbiamo trovato una stretta correlazione tra il nostro modello predittivo e la gravità della malattia coronarica valutata mediante calcolo del SYNTAX score alla coronarografia.
Discussione. Esiste un equilibrio tra la formazione e l’eliminazione dei COV nell’organismo. I COV endogeni vengono prodotti in molti organi dai quali, attraverso la circolazione sistemica, raggiungono il polmone per essere poi eliminati con il respiro. L’infiammazione altera la composizione chimica dell’aria espirata in diverse patologie. In tutti gli stadi dell’aterosclerosi (formazione, progressione e rottura della placca), è presente infiammazione. Nel presente lavoro, abbiamo dimostrato che la maggior parte dei pazienti con SCC è caratterizzata da un peculiare profilo respiratorio che può essere identificato dal BIONOTE-V. Inoltre, abbiamo riscontrato una buona capacità del BIONOTE-V di quantificare l’entità della malattia coronarica valutata mediante SYNTAX score. L’utilizzo di un metodo economico, rapido (analisi e risultati in tempo reale) e non invasivo per analizzare l’aria espirata è molto promettente. Infatti, il BIONOTE-V ha la potenzialità di individuare precocemente i pazienti con SCC e di ridurre quindi la necessità di ricorrere a procedure diagnostiche invasive. Il BIONOTE-V quindi può essere utilizzato per la stratificazione del rischio cardiovascolare e offre la possibilità di personalizzare e ottimizzare il trattamento. Altri vantaggi includono la sua facile portabilità, il possibile utilizzo in tutte le fasce di età, la possibilità di effettuare misure seriate e l’assenza di effetti collaterali.
Conclusione. I pazienti con SCC sono contraddistinti da un peculiare profilo dell’aria espirata e l’analisi con il BIONOTE-V ha il potenziale di identificare in maniera molto affidabile questi pazienti. Inoltre, sembrerebbe che questa metodica possa indicare la gravità della malattia coronarica. Se i dati preliminari di questo studio pilota verranno confermati, l’introduzione nella pratica clinica di un tale strumento diagnostico di rapida esecuzione e non-invasivo, in grado di identificare i pazienti con malattia coronarica, avrebbe dei risvolti impressionanti.