Escreato
Escreato
Il termine escreato, che deriva dal latino exscreatio (da exscreare, "spurgarsi tossendo"), indica il materiale proveniente dall'apparato respiratorio che viene eliminato per via orale. È talora considerato suo sinonimo il termine espettorato (dal latino expectorare, "mandare fuori dal petto").
Origine e fisiologia delle secrezioni dell'apparato respiratorio
L'epitelio bronchiale costituisce una barriera di difesa meccanica e funzionale nei confronti dell'aria ambiente; esso cambia di struttura dalla trachea alla periferia, passando da pseudostratificato a cuboide monostratificato. Lo compongono almeno otto tipi di cellule, alcune con capacità secretorie (caliciformi, sierose, cellule di Clara), altre (cellule ciliate) fornite di ciglia con l'apice rivolto verso il lume bronchiale. Sebbene le ciglia nel protozoo fossero state descritte da A. van Leeuwenhoek già alla fine del 17° secolo, solo all'inizio del 20° si comprese che la particolare motilità di tali formazioni, presenti nell'apparato respiratorio, assolveva la funzione di trasportare il muco e di contribuire, assieme alla tosse, alla clearance (depurazione) dei bronchi. Le cellule ciliate sono distribuite dalla mucosa nasale fino a quella dei bronchioli terminali e ciascuna possiede 250-300 ciglia.
Normalmente, tutto l'epitelio dell'apparato respiratorio, dagli alveoli al naso, è ricoperto da un sottile strato di fluido. Gli alveoli polmonari sono tappezzati dal surfattante, liquido secreto dai pneumociti di II ordine che, opponendosi alle forze di tensione superficiale, impedisce l'atelectasia (collasso alveolare) durante l'espirazione. In questa fase, circa il 7% del surfattante alveolare viene sospinto entro l'albero bronchiale. La presenza di fosfolipidi (componenti del surfattante) secreti in situ, probabilmente dalle cellule di Clara, dimostra l'esistenza di una produzione locale di surfattante anche nelle vie respiratorie periferiche senza sostegno cartilagineo.
La formazione di liquido tensioattivo nei piccoli bronchi è considerata uno dei fattori che ne mantengono la pervietà durante l'espirazione (Hohlfeld-Fabel-Hamm 1997). Il fluido che ricopre l'epitelio bronchiale deriva da flusso transepiteliale di liquido dalle cellule caliciformi, dalle cellule di Clara e dalle cellule mucipare e sierose delle ghiandole sottomucose. È iperosmolare rispetto al liquido interstiziale, contiene più potassio, più calcio e varie macromolecole ed è costituito da due strati: uno a contatto con l'epitelio bronchiale (fase sol) molto fluido, così da non ostacolare i movimenti delle ciglia di cui, nello spessore, eguaglia all'incirca la lunghezza (6 μm); e uno superficiale più denso e viscoso (fase gel) in cui penetrano le punte delle ciglia, che con il loro movimento, provvedono al suo trasporto. Lo spessore di questo strato è variabile: J.G. Widdicombe (1995) riporta valori dai 10 a 100 μm. La velocità con cui viene trasportato il muco nella trachea è di circa 4 mm/min, mentre nelle piccole vie aeree non è stata determinata con certezza. Se in tale sede fosse raggiunta la stessa velocità, dato l'enorme incremento del perimetro dell'area di sezione che si ha con le suddivisioni bronchiali nelle zone periferiche del polmone (da 5 cm della trachea a 106 cm alla sedicesima generazione bronchiolare; Kilburn 1968), le vie aree centrali sarebbero inondate dal liquido proveniente dalla periferia. Ciò non si verifica perché l'epitelio bronchiale è in grado di assorbire l'eccesso di acqua. È dimostrato infatti un trasferimento 'attivo' del sodio (Na⁺) dal lume alla sottomucosa, cui segue, per l'instaurarsi di un gradiente elettrostatico, il passaggio 'passivo' del cloro (Cl⁻). Il sale (NaCl) trascina per osmosi l'acqua. Sul controllo del liquido intraluminale svolge un ruolo anche l'evaporazione che, nulla negli alveoli, è massima nel naso.
Da calcoli indiretti, risulterebbe che la quantità normale di liquido che raggiunge ogni giorno la trachea è di circa 14 ml (Widdicombe-Widdicombe 1995). Lo strato di gel è una barriera per i batteri che aderiscono a esso non soltanto per un semplice processo fisico dovuto alla viscosità del muco, tramite il quale vengono captate anche particelle inalate derivanti dall'ambiente, ma pure per il realizzarsi di legami chimici fra recettori delle mucoglicoproteine e le adesine delle membrane batteriche. Si legano saldamente al muco molti germi patogeni per le vie respiratorie (streptococco, emofilo dell'influenza, stafilococco aureo). Nel liquido bronchiale vengono secrete o trasportate molte immunoglobuline, fra le quali quella (Ig)A ha la maggiore concentrazione (10%). Le IgA secretorie possono agglutinare i batteri accelerando la loro fagocitosi ed eliminazione. Numerosi altri componenti del muco ne esaltano le proprietà protettive: il lisozima, secreto dalle cellule sierose (10-20 mg al giorno), la lattoferrina, la IgG, la IgM che aumenta in caso di infezione. Agenti antiossidanti vengono prodotti nelle ghiandole sottomucose. La quantità relativamente modesta di liquido superficiale delle vie aeree, che quotidianamente raggiunge con la normale clearance mucociliare l'orofaringe, non provoca significativa espettorazione. Viene in genere inavvertitamente deglutita o eliminata con sporadici colpi di tosse. Diversa è la situazione in condizioni patologiche.
Quando i sistemi di difesa dell'apparato respiratorio non sono sufficienti a neutralizzare l'azione dei microrganismi fissati al muco, si ha una moltiplicazione batterica che determina delle risposte tessutali. I batteri secernono tossine che danneggiano e distruggono le cellule epiteliali, specie le ciliate. La conseguenza è il rallentamento del trasporto mucociliare, che a sua volta, favorisce la moltiplicazione e la persistenza degli agenti infettivi. Dall'epitelio leso si liberano fosfolipidi capaci di ridurre ulteriormente le proprietà reologiche del muco. La colonizzazione batterica stimola un'ulteriore secrezione di muco, che ha un'azione positiva sulla clearance nelle zone in cui agisce la tosse (trachea e grossi bronchi), ma non nei bronchi distali in cui il ristagno di secrezioni non solo riduce il lume, ma fornisce un terreno di coltura per i batteri. In caso di flogosi acuta o cronica delle vie aeree, la pressione idrostatica subepiteliale, che si ritiene sia normalmente subatmosferica (-2 mmHg), può divenire positiva per presenza di essudati e creare dei gradienti idrostatici diretti verso il lume bronchiale dilatando gli spazi cellulari laterali, distruggendo giunzioni cellulari, aumentando quindi la permeabilità dell'epitelio che consente un maggior passaggio di liquido. Un ulteriore apporto di liquido può derivare da secrezione attiva delle ghiandole e dell'epitelio, indotta dai mediatori dell'infezione.
Le cellule caliciformi che secernono parte del muco (la maggior parte è secreta dalle ghiandole) aumentano di numero nella bronchite cronica (dal valore normale di 6000-7000/mm2 fino a circa 10.000/mm2 e oltre di superficie epiteliale della trachea). L'incremento delle cellule caliciformi avviene anche in estensione. Nelle flogosi croniche si riscontrano anche nei bronchioli periferici dove sono normalmente assenti. Le ghiandole sottomucose si ipertrofizzano. L'indice di Reid (rapporto fra l'altezza di una ghiandola sottomucosa e lo spessore della parete bronchiale dall'epitelio alla cartilagine) cresce notevolmente. L. Reid (1960) in soggetti con bronchite cronica da almeno 5 anni riscontrò su reperti autoptici valori da 0,41 a 0,79 (valore medio 0,59) e in soggetti con bronchi normali valori da 0,41 a 0,36 (valore medio 0,26).
Patologia
L'ipersecrezione sia acquosa sia mucosa, stimolando zone reflessogene bronchiali, provoca la tosse e con essa l'emissione di escreato. L'espettorazione è un sintomo molto importante per la diagnosi di alcune malattie. Per la bronchite cronica fa addirittura parte della definizione ufficiale della malattia formulata dall'OMS: "La bronchite cronica è una condizione di eccessiva produzione di muco tracheobronchiale sufficiente a causare tosse con espettorazione per almeno tre mesi all'anno per più di due anni consecutivi". L'escreato è più o meno abbondante e con caratteristiche macroscopiche, microscopiche e colturali che variano a seconda che si tratti di bronchite cronica semplice, con escreato mucoso, o di bronchite cronica mucopurulenta, con escreato purulento, persistente o ricorrente in assenza di malattie suppurative localizzate (per es. bronchiectasia). La produzione di abbondante escreato, spesso mucopurulento, caratterizza anche l'evoluzione con prevalente bronchite (BB, Blue bloaters) delle broncopneumopatie croniche ostruttive, mentre l'espettorazione è modesta nell'evoluzione con prevalente enfisema (PP, Pink puffers).
L'emissione, in genere mattutina, favorita dal decubito che ne provoca un più completo drenaggio, di abbondante escreato depone per l'esistenza di bronchiectasie. Si tratta di dilatazioni cilindriche, sacciformi, ampollari dei bronchi, congenite o acquisite dopo processi infettivi, turbe trofiche, o per trazione da parte di processi fibrotici retraenti del polmone. L'escreato può essere mucoso, ma spesso è mucopurulento per la frequente infezione delle secrezioni stagnanti. Se viene raccolto in un calice, si depone in tre strati con prevalenza di pus nell'inferiore e di muco nel superiore. Può contenere piccoli grumi biancastri formati da acidi grassi e batteri (zaffi di Dittrich) e può presentare striature ematiche. La presenza di sangue nell'espettorato viene denominata emottisi e comprende un'ampia gamma di situazioni, che vanno dalle citate striature sino all'emissione di quantità di sangue superiore ai 100 ml in un giorno. Nella maggioranza dei casi il sangue proviene dalle vie aeree. Le arterie bronchiali che nascono dall'aorta o dalle arterie intercostali fanno parte della circolazione sistemica ad alta pressione e sono la fonte dello stillicidio ematico nelle bronchiti, nelle bronchiectasie e nei neoplasmi bronchiali. Nel parenchima polmonare il sangue può avere una sorgente localizzata come nelle infezioni (polmonite, ascesso polmonare, tubercolosi) o può provenire da processi diffusi a tutto il parenchima, come per una coagulopatia o una sindrome autoimmune (per es. sindrome di Goodpasture). L'escreato ematico per aumento della pressione venosa e capillare polmonare si ha nelle cardiopatie (stenosi mitralica, insufficienza ventricolare sinistra). Espettorato ematico accompagna anche l'embolia polmonare e l'edema polmonare acuto. Le emottisi massive sono ancora appannaggio delle bronchiectasie e della tubercolosi polmonare, nonostante l'attuale riduzione della frequenza di queste malattie. Tuttavia, in molti pazienti (più del 30% in alcune statistiche) non è stato possibile identificare l'eziologia dell'emottisi (Weinberger-Braunwald 1998).
La vomica è l'emissione massiva del materiale purulento che deriva da raccolte ascessuali intrapolmonari. Le crisi asmatiche terminano con emissione di escreato di aspetto mucoso o schiumoso, talora denso e vischioso di colore biancastro e, nei casi in cui sia associata un'infezione bronchiale, giallastro. Tipico all'esame microscopico dell'escreato è il reperto nell'asma bronchiale a patogenesi allergica di eosinofili, spirali di Curschmann e cristalli di Charcot-Leyden. La raccolta dell'escreato per analisi biochimiche, microbiologiche e citologiche può essere effettuata da espettorazione spontanea o dopo induzione con aerosol irritanti (soluzione salina ipertonica). Quest'ultima metodica è di preferenza utilizzata per accertare un'infezione da Pneumocysti carinii nei pazienti infetti con virus dell'immunodeficienza umana (HIV).
Bibliografia
J. Hohlfeld, H. Fabel, H. Hamm, The role of pulmonary surfactant in obstructive airways disease, "European Respiratory Journal", 1997, 10, pp. 482-91.
K.H. Kilburn, A hypotesis for pulmonary clearance and its implication, "American Review of Respiratory Diseases", 1968, 98, pp. 449-63.
L. Reid, Measurement of the bronchial mucous gland layer: a diagnostic yardstick in chronic bronchitis, "Thorax", 1960, 15, pp. 132-41.
S.E. Weinberger, E. Braunwald, Cough and hemoptysis, in Harrison's principles of internal medicine, New York, McGraw-Hill, 199814, cap. 33 (versione su CD-ROM).
J.G. Widdicombe, Relationships among the composition of mucus, epithelial lining liquid, and adhesion of micro-organisms, "American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine", 1995, 151, pp. 2088-93.
J.H. Widdicombe, J.G. Widdicombe, Regulation of human airway surface liquid, "Respiration Physiology", 1995, 99, pp. 3-12.