La somministrazione di O2 durante l’esercizio fisico può migliorare la prestazione fisica delle persone con malattie cardiopolmonari. Ciò vale anche per quadri clinici più rari come l’ipertensione polmonare (sigla PH, dall’inglese Pulmonary Hypertension), anche in combinazione con insufficienza cardiaca con frazione di eiezione preservata (sigla HFpEF, dall’inglese heart failure with preserved ejection fraction) o in caso di cardiopatia congenita cianotica (CHD). Attualmente ci sono solo pochi studi di qualità su questo argomento. Le raccomandazioni per la ossigenoterapia si basano spesso su studi eseguiti su pazienti affetti da broncopneumopatia cronica ostruttiva (BPCO). Per i soggetti affetti da diagnosi cardiopolmonari sono quindi di grande importanza gli studi clinici specifici nell’ambito della «terapia con O2 durante lo sforzo fisico e l’allenamento».

Risultati analoghi in persone sane e malate

Per questo motivo, un gruppo di ricerca dell’Ospedale universitario di Zurigo (tra cui Stéphanie Saxer e Julian Müller) si è posto il quesito clinico: «Una dose aggiuntiva di O2 aumenta le prestazioni?» (Figura 1). Per trovare una risposta, il gruppo di ricerca ha prima esaminato pazienti sani e pazienti con ipertensione polmonare e BPCO con lo stesso protocollo di studio e la stessa domanda, e in una fase successiva pazienti con HFpEF e CHD. I risultati ottenuti nelle persone sane erano simili a quelli dei malati – ovvero nei pazienti con PH (Ulrich et al., 2017), BPCO (Hasler et al., 2020), CHD (Saxer et al., 2022) HFpEF (Müller et al., 2021).

Gli ultimi due gruppi di pazienti con CHD e HFpEF vengono esaminati di seguito.

Il gruppo di ricerca ha condotto uno studio randomizzato, controllato con placebo, singolo cieco, cross-over (Figura 2), sia su pazienti affetti da HFpEF che su pazienti affetti da CHD (2021, 2022). I pazienti hanno completato tutti e quattro i test sul cicloergometro. Il primo era un cosiddetto «incremental exercise test» (IET, test da sforzo incrementale), un test a rampa con aumento continuo del carico. Il gruppo di ricerca lo ha eseguito una volta con O2 (50% O2) e una volta con aria ambiente (21% O2). Successivamente, tutti i soggetti hanno anche completato un «constant work-rate exercise test» (CWRET, test di esercizio a ritmo di lavoro costante). In questo caso, il carico era costante e invariato, al 75 percento dei watt (W) forniti dall’IET con aria ambiente. Anche in questo caso è stato eseguito un test con O2 e un test con aria ambiente. Essendo il disegno dello studio in cieco, i soggetti non sapevano se stessero respirando aria ambiente oppure O2.

Risultati dello studio sull’HFpEF

Lo studio sull’HFpEF comprendeva un totale di dieci soggetti, la metà dei quali erano donne. L’età media (media ± deviazione standard) era di 60±9 anni e la saturazione di ossigeno a riposo era del 98±2%.

Con l’aggiunta di O2 durante l’esercizio fisico, i pazienti sono riusciti ad aumentare in modo significativo le loro prestazioni da 94±36 a 99±36 W. Ciò corrisponde a una differenza media di 5,4 W (intervallo di confidenza al 95% [IC 95%] da 0,9 a 9,8 W). Di conseguenza, i pazienti hanno potuto aumentare significativamente anche il tempo di resistenza al test CWRET da 532±203 a 680±76 secondi (s), che corrisponde a una differenza media di 148 s (CI 95% da 31,8 a 264 s).

Alla fine dell’esposizione all’O2, è stata inoltre misurata la dispnea mediante la scala di Borg ed è risultata inferiore, nonostante più elevate prestazioni dei pazienti. Al tempo stesso sono migliorate l’ossigenazione del sangue e l’efficienza ventilatoria. Secondo le raccomandazioni per un miglioramento minimo clinicamente rilevante, che si misura in 5 W al test IET e in 105 s al test CWRET, i risultati raggiunti sono di rilevanza clinica soprattutto durante il CWRET (Casaburi, 2005 e Puhan et al., 2010).

Risultati dello studio sul CHD

Per lo studio sul CHD, il gruppo di ricerca ha esaminato quattro pazienti affetti da sindrome di Eisenmenger e tre con difetti cianotici irrisolti. Tra i soggetti vi erano quattro donne e tre uomini. L’età mediana (quartile) era di 36 (32;50) anni e la saturazione mediana di ossigeno a riposo era dell’87% (83%;89%).

Anche in questo caso i risultati sono stati clinicamente rilevanti: il carico massimale è aumentato da 76 (58;114) W a 83 (67;136) W con una differenza mediana di 9 (0;22) W. Anche il tempo di resistenza è aumentato da 412 (325;490) a 468 (415;553) s con un miglioramento mediano di 56 (39;126) s. Ancora una volta, la somministrazione di O2 ha aumentato l’ossigenazione del sangue e l’efficienza ventilatoria.

Discussione dell’effetto di O2 sul miglioramento delle prestazioni

In questi due studi, Müller e Saxer et al. mostrano che la supplementazione di O2 durante l’esercizio fisico ha determinato un miglioramento delle prestazioni nei gruppi di pazienti esaminati (2021, 2022). Ciò è stato sorprendente per i pazienti affetti da CHD: infatti in questi pazienti si parte dal presupposto che una quantità significativa di sangue non passi attraverso i polmoni a causa del difetto cardiaco e che quindi non sia più possibile assorbire O2. Questo scarso apporto di O2 diminuisce la tolleranza all’esercizio fisico, tuttavia anche in questi pazienti affetti da CHD e con bassa saturazione di ossigeno, questa è risultata aumentata.

Le raccomandazioni per l’allenamento con o senza O2 sono descritte solo in modo molto vago nelle attuali linee guida a causa della mancanza di studi clinici. Becker-Gruenig et al. affermano che uno sforzo fisico leggero può sviluppare benefici (2013). Nei pazienti affetti da sindrome di Eisenmenger, la terapia con O2 è indicata solo se determina un miglioramento duraturo e una riduzione dei sintomi (Humbert et al., 2022).

Il trattamento dei pazienti con HFpEF è stato a lungo molto limitato (Holland et al., 2011 e Taylor et al., 2019). Proprio in questa patologia l’effetto positivo dell’O2 sul miglioramento delle prestazioni durante l’esercizio fisico potrebbe anche avere un’utilità terapeutica in futuro. In questo modo, le persone colpite da questa patologia potrebbero raggiungere intensità di allenamento più elevate e più redditizie e ridurre il rischio di affanno durante l’esercizio.

Rilevanza per la fisioterapia

I fisioterapisti sono esperti nel campo dell’esercizio fisico, dell’allenamento fisico e del mantenimento della salute. Questi aspetti sono anche componenti importanti della terapia delle malattie croniche e difficili da trattare. È quindi importante che l’intensità ottimale del carico per questi pazienti sia determinata utilizzando valutazioni standardizzate mediante spiroergometria come negli studi di Müller e Saxer et al. (2021, 2022). Solo in questo modo è possibile dosare individualmente l’allenamento e ottenere il massimo beneficio per il paziente. L’effetto dell’allenamento può essere ulteriormente aumentato per mezzo di una terapia aggiuntiva con O2 durante l’esercizio fisico. Al momento l’O2 viene prescritto dai medici curanti perché le persone colpite dalla malattia devono soddisfare determinati criteri. La terapia con O2 agisce sull’impulso respiratorio e di conseguenza l’utilità della terapia deve essere ripetutamente valutata in centri specializzati.

Mueller e Saxer et al. consigliano per gli studi futuri di concentrare l’attenzione sull’effetto dell’O2 nel corso di periodi di allenamento a più lungo termine, come durante la riabilitazione. Perciò da un lato è possibile stabilire se con l’O2 sia possibile migliorare la performance a lungo termine aumentando l’intensità dell’allenamento a fronte di un minore affanno. Dall’altro lato si può determinare se i pazienti tollerano meglio l’allenamento.

Fondo di ricerca

Physioswiss ha sostenuto questo progetto con un contributo del fondo di ricerca.

Il Fondo Physioswiss per la ricerca sostiene il finanziamento di progetti di ricerca nell’ambito della fisioterapia svolti individualmente o in collaborazione con altri enti.

Stéphanie Saxer

Fisioterapista PhD, collaboratrice scientifica, Scuola universitaria professionale della Svizzera orientale e clinica di pneumologia, Ospedale universitario di Zurigo

Foto: cfr.

Julian Müller

Dottorando fisioterapista PhD, collaboratore scientifico, Scuola universitaria professionale della Svizzera orientale e clinica di pneumologia, Ospedale universitario di Zurigo

Foto: cfr.