Prima di approfondire questa asincronia è necessario comprendere il significato di “entrainment”. In fisica questo termine si riferisce all’allineamento della fase e del periodo di un sistema oscillatorio non lineare, con la fase e il periodo di un input esterno periodico. In ambito neuroscientifico si parla di entrainment quando le onde cerebrali mostrano un’oscillazione sovrapponibile ad uno stimolo esterno periodico, come ad esempio la musica. In fisiologia respiratoria “respiratory entrainment” si riferisce ad una relazione fissa e ripetitiva tra i cicli respiratori neurali ed i cicli respiratori meccanici erogati dal ventilatore. Questo fenomeno è conosciuto in studi su animali sedati e in persone sane negli stati di veglia, sonno e durante anestesia.¹

Nel 2013 è stato osservato per la prima volta l’entrainment respiratorio in pazienti critici sottoposti a ventilazione meccanica e questo pattern respiratorio è stato definito “reverse triggering”, in cui le contrazioni del diaframma sono apparentemente innescate dall’insufflazione del ventilatore con rapporti differenti (1:1; 1:2; 1:3) e con diversi fenotipi (precoce, medio e tardivo).^2,3

La patogenesi, non ancora del tutto nota, è data dalla probabile attivazione di riflessi polmonari vago mediati, insieme ad influenze corticali e sub-corticali.³

Il reverse triggering è stato frequentemente riscontrato nei pazienti sedati con ARDS ed in tempi più recenti è stato osservato e descritto anche in casi di pazienti in morte cerebrale.⁴

Le conseguenze sono potenzialmente molteplici e seppur non chiaramente dimostrate il reverse triggering potrebbe indurre:

• contrazioni pliometriche del diaframma che sono associate a rilascio di citochine e danneggiamento delle fibre muscolari, giocando un ruolo nella determinazione di atrofia diaframmatica indotta dalla ventilazione^5,6;
• lavoro respiratorio e consumo di ossigeno⁷;
• rilevazioni difficoltose della pressione di plateau; volutrauma⁸;
• diagnosi ritardata di morte cerebrale⁴.

Spesso il reverse triggering è confuso con altre asincronie, come il doppio trigger ed il ciclaggio anticipato e il solo monitoraggio grafico non sempre è utile a identificarlo, risultando difficile anche per gli esperti. Per questo motivo l’osservazione delle onde ottenute con il catetere esofageo e/o con il catetere Eadi costituiscono di gran lunga il modo migliore per il riconoscimento.

Come rilevare un reverse triggering

Nella figura 1 è in corso una ventilazione controllata in modalità PCV-vg, e non sono presenti sulla curva di pressione segni di trigger, elemento che suggerisce la passività del soggetto in fase di attivazione dei muscoli inspiratori.

Il drive neurale del paziente è stimolato dall’insufflazione passiva del ventilatore, ma la risposta a questa stimolazione è molto variabile sia in termini di attivazione temporale che di intensità muscolare. Nell’immagine si nota l’assenza del segno di trigger sulla curva di pressione, ma durante l’insufflazione meccanica il paziente si attiva a sua volta e molto tardivamente. L’attivazione è prossima allo scadere del tempo inspiratorio e la muscolatura respiratoria ancora in tensione genera un doppio trigger. In presenza di reverse triggering si deve parlare di falso doppio trigger anziché di doppio trigger, poiché per definizione il doppio trigger prevede l’attivazione sia della prima che della seconda insufflazione (come suggerisce appunto il nome). Quando il doppio trigger è conseguente ad un reverse triggering la prima insufflazione non è triggerata, ma mandatoria. Di fatto il paziente triggera solo la seconda insufflazione, per questo viene definito falso doppio trigger.

Da un punto di vista clinico è importante saper riconoscere queste asincronie perché l’eventuale trattamento per porvi rimedio è diverso (figura 2 e 2.1). Alterazioni come ciclaggio anticipato e doppio trigger si palesano in presenza di fattori come: insufficiente tempo inspiratorio, eccessiva richiesta del paziente e/o insufficiente supporto o volume inspiratorio, (le cui potenziali risoluzioni sono state proposte nei paragrafi precedenti). Quando queste asincronie sono generate da un reverse triggering cambia radicalmente l’approccio, perché scaturite da un meccanismo respiratorio che, seppur non ancora ben identificato, è estremamente differente. Nella figura 3, invece, si presenta un reverse triggering che rimane confinato all’interno dell’atto inspiratorio.

Ad oggi, non essendovi una chiara comprensione del meccanismo di genesi è altrettanto difficile, se non impossibile, suggerire dei consigli utili alla risoluzione. Alla luce dei dati emersi dalla letteratura è forse utile raccomandare semplicemente un utilizzo sempre più misurato ed appropriato della sedazione.

In punta di piedi, si suggeriscono piccoli consigli in presenza di reverse triggering come:

• valutare se la sedazione è eccessiva (essendo un fattore comunemente associato) o, al contrario, insufficiente all’obiettivo clinico;
• valutare, anche in assenza di sedazione, se vi sono state variazioni del quadro neurologico;
• se disponibili, avvalersi del monitoraggio del catetere EAdi e catetere esofageo, perché il solo monitoraggio grafico non è sempre dirimente nella rilevazione.

Sono state, inoltre, proposte diverse strategie emerse da piccoli studi osservazionali e case report che riporto sebbene non siano supportate da robusta evidenza (e da valutare caso per caso):

• sebbene elevati livelli di PEEP sembrano predisporre a reverse triggering, tale impostazione permetterebbe di ridurre gli effetti deleteri dell’elevato drive respiratorio attraverso una migliore distribuzione della pressione che ridurrebbe il rischio della sovradistensione legata al fenomeno Pendelluft, oltre che a migliorare generalmente gli scambi respiratori;⁸
• bassi volumi correnti sono stati associati a più elevata incidenza di reverse triggering e l’aumento del volume ha mostrato in alcuni casi la riduzione/cessazione di reverse triggering;²
• l’aumento della frequenza respiratoria o, al contrario, la riduzione fino a quando tutti gli atti sono iniziati dal paziente;⁹
• laddove le variazioni delle impostazioni ventilatorie non siano efficaci o non applicabili per criteri di sicurezza, si rimanda alla già citata variazione della sedazione fino alla curarizzazione.¹⁰

Un caro saluto a tutti,

Cristian

Bibliografia

1. Simon PM, Zurob AS, Wies WM et al. Entrainment of Respiration in Humans by Periodic Lung Inflations. Effect of State and CO(2). Am. J. Respir. Crit. Care Med; 1999, 160 (3), 950-960
2. Akoumianaki E, Lyazidi A, Rey N et al. Mechanical ventilation-induced reverse-triggered breaths: A frequently unrecognized form of neuromechanical coupling. Chest 2013; 143:927-38
3. Baedorf Kassis E, Su HK, Graham AR et al. Reverse Trigger Phenotypes in Acute Respiratory Distress Syndrome. Am. J. Respi. Crit. Care Med 2021; 203,67-77
4. Delisle S, Charbonney E, Albert M et al. Patient-Ventilator Asynchrony Due to Reverse Triggering Occurring in Brain-Dead Patients: Clinical Implications and Physiological Meaning. Am. J. Respi. Crit. Care Med. 2016; 196, 1166-1168
5. Gea J, Zhu E, Gàldiz JB et al. Functional consequences of eccentric contractions of the diaphragm. Arch Bronconeumol 2009; 45:68-74
6. Goligher EC, Brochard LJ, Reid WD et al. Diaphragmatic myotrauma: A mediator of prolonged ventilation and poor patient outcomes in acute respiratory failure. Lancet Respi Med 2019; 7:90-8
7. Chanques G, Kress Jp, Pohlman A et al. Impact of Ventilator Adjustment and Sedation-Analgesia Practices on Severe Asynchrony in Patients Ventilated in Assist-Control Mode. Crit. Care Med. 2013; 41, 2177-2187
8. Yoshida T, Nakamura MAM, Morais CCA et al. Reverse Triggering Causes an Injurious Inflation Pattern during Mechanical Ventilation. Am. J. Respi. Crit. Care Med. 2018; 198, 1096-1099
9. Mellado Artigas R, Damiani LF, Piraino T et al. Reverse Triggering Dyssynchrony 24H after Initiation of Mechanical Ventilation. Anestesiology. 2021; 134, 760-769
10. Garofalo E, Bruni A, Pelaia C et al. Recognizing, Quantifying and Managing Patient-Ventilator Asynchrony in Invasive and Noninvasive Ventilation. Expert Rev. Respir. Med. 2018; 12 (7), 557-567