CO2 & fisiologia del microcircolo

L'utilizzo dell'anidride carbonica allo stato gassoso a scopo terapeutico e' alla base di un protocollo di medicina estetica per la lotta a unodei piu' diffusi inestetismi cutanei:la cellulite

di Vincenzo Varlaro, Scuola Internazionale di Medicina Estetica della FondazioneInternazionale Fatebenefratelli, Roma

Tutti conosciamo il gas che serve a rendere frizzante l'acqua minerale o a gasare note bevande non alcoliche (Coca Cola, Aranciata, Chinotto) o alcoliche (spumante, champagne, birra). A scuola s'insegna che l'anidride carbonica e' costituita da un atomo di carbonio legato a due atomi di ossigeno (CO2). Per la sua formula di struttura puo' essere denominata anche biossido di carbonio (Fig. 1). Il termine ''carbossiterapia'' venne introdotto da Luigi Parassoni nel 1995, in occasione del XVI Congresso Nazionale di Medicina Estetica. Per comprenderne il razionale bisogna partire ricordando alcune nozioni di fisiologia della circolazione sanguigna. E' ben risaputo che se la funzione delle arterie e' quella di trasportare ad alti regimi pressori il sangue ai tessuti, quella delle arteriole e delle metarteriole e' di fungere da valvole di controllo attraverso cui il sangue viene immesso nei capillari e, quella di fornire, con la loro sfigmicita', la vis a tergo che favorisce il flusso a livello di microcircolazione. Spetta invece ai capillari di favorire lo scambio di acqua, nutrienti, elettroliti, ormoni e altre sostanze tra il sangue e il liquido interstiziale, alle venule di raccogliere il sangue dai capillari, e infine alle vene di fungere da condotti per il trasporto del sangue al cuore e di serbatoio di grosse quantita' di sangue. Le loro pareti, infatti, sono molto sottili ma posseggono ugualmente una tunica muscolare che consente, con il suo contrarsi e rilassarsi, di accogliere e di immettere nella circolazione sanguigna, a seconda del fabbisogno, quantita' piu' o meno grandi di sangue. Una caratteristica comune a tutti i vasi e' poi la distensibilita'. Il fatto che le arterie siano distensibili permette di accogliere la gittata pulsatoria del cuore e di smorzare le pulsazioni pressorie trasformando il flusso sanguigno da pulsatile a continuo nei vasi molto piccoli. Il sistema piu' distensibile e', comunque, quello venoso. Per la sua distensibilita' esso esplica le funzioni di riserva temporanea di grandi quantita' di sangue da poter utilizzare nel momento del bisogno da altri settori del sistema circolatorio. La regolazione nervosa della circolazione sanguigna interessa principalmente le funzioni generali come la ridistribuzione del flusso sanguigno nelle diverse aree del corpo, il potenziamento dell'attivita' della pompa del cuore (e in particolare la regolazione rapida della pressione arteriosa). La sezione piu' importante del sistema nervoso autonomo che controlla la circolazione sanguigna e' quella del sistema simpatico. La sezione parasimpatica del sistema nervoso autonomo ha significati importanti soprattutto nella regolazione della funzione cardiaca.
Le fibre nervose vasomotrici del simpatico partono dal midollo spinale con tutti i nervi del tratto toracico e con i primi uno-due nervi del tratto lombare, passano nei gangli della catena simpatica e, da qui, raggiungono i vasi sanguigni attraverso due strade: i nervi simpatici specifici che innervano il sistema vascolare degli organi interni e il cuore e i nervi spinali che innervano principalmente i territori periferici.

L'innervazione simpatica vale per tutto il sistema arterioso e venoso con l'esclusione degli sfinteri precapillari, dei capillari, della maggior parte delle metarteriole (Fig. 2). Il centro vasomotore (un'area situata nella sostanza reticolare del bulbo e nel terzo inferiore del ponte) trasmette di continuo segnali alle fibre nervose vasocostrittrici del simpatico in tutto l'organismo mantenendo un'attivita' di scarica a bassa frequenza di circa 0.5-2 impulsi al secondo.

Questa attivita' continua e' chiamata tono vasocostrittore del simpatico che mantiene in uno stato di parziale contrazione le pareti dei vasi sanguigni (tono vasomotore). Il sistema nervoso autonomo simpatico, poiche' innerva quasi la totalita' dei vasi, se stimolato, puo' fare incrementare la resistenza vascolare sistemica con riduzione del volume dell'intero sistema vascolare sistemico. Con tale meccanismo il sistema nervoso autonomo simpatico e' in grado di variare il ritorno del sangue al cuore svolgendo, cosi', un ruolo importante nella regolazione della funzione cardiovascolare.

La regolazione nervosa della circolazione del sistema nervoso autonomo simpatico e' poco implicata nella regolazione del flusso ematico tessutale locale. Il flusso ematico tessutale locale viene regolato principalmente da fattori locali che agiscono a breve termine: disponibilita' di alcuni nutrienti, di ossigeno e presenza di anidride carbonica, adenosina, acido lattico, composti di adenosina, fosfati, istamina, ioni potassio, ioni idrogeno, e a lungo termine: i fattori di crescita delle cellule endoteliali, i fattori di crescita dei fibroblasti, l'angiogenina. (Fig. 3).

La regolazione a breve termine del flusso ematico tessutale locale operata dall'anidride carbonica e dall'adenosina si realizza con una vasodilatazione arteriolare e/o metarteriolare e una conseguente retrazione delle pareti arteriose con, quindi, un aumento della sfigmicita' arteriolare e metarteriolare. Queste variazioni repentine del flusso ematico locale, conseguenti a cambiamenti del grado di costrizione locale delle arteriole, delle metarteriole, degli sfinteri precapillari, avvengono nel giro di pochi secondi o minuti al fine di garantire e mantenere un flusso ematico appropriato alle esigenze tessutali locali.

Val bene ricordare che la funzione delle arterie e' quella di trasportare il sangue ad alti regimi pressori e al tempo stesso, in virtu' della loro elasticita', di fare viaggiare il sangue verso gli ultimi ''prati vascolari'' della microcircolazione. Insomma le arterie fungono da camera di compressione. La ''retrazione elastica'' delle arterie e' essenziale affinche' il sangue possa essere sospinto nel microcircolo. Se non ci fosse l'effetto della ''retrazione elastica'' delle arterie il sangue potrebbe pervenire nella microcircolazione soltanto nelle fasi di sistole cardiaca. Le metarteriole, a livello di microcircolazione, rappresentano quella che e' la cosiddetta vis a tergo. In conclusione sono la vasodilatazione arteriosa e la retrazione elastica della parete arteriosa che nell'insieme costituiscono la sfigmicita' delle arteriole e delle metarteriole che spinge il flusso ematico a viaggiare nel letto della microcircolazione (Fig. 4). La gia' ricordata regolazione a lungo termine del flusso ematico tessutale locale, operata dai fattori di crescita delle cellule endoteliali, dai fattori di crescita dei fibroblasti, dall'angiogenina si realizza con un aumento dell'entita' del letto vascolare della microcircolazione tessutale (angiogenesi vera e angiogenesi falsa).
Un'altra nozione di fisiologia: una unita' tessutale e' costituita da una metarteriola, un singolo capillare e dal tessuto circostante. All'origine del capillare c'e' lo sfintere precapillare e intorno alla metarteriola parecchie fibre muscolari lisce. Se si osserva al microscopio un tessuto sottile come quello dell'ala di un pipistrello si nota che gli sfinteri precapillari sono o completamente aperti o completamente chiusi e che il grado di costrizione della metarteriola varia con il tempo. Il numero degli sfinteri precapillari che sono aperti in un dato periodo e' all'incirca proporzionale alla richiesta di ossigeno (e di altri nutrienti) dei tessuti. Inoltre gli sfinteri precapillari e le metarteriole si aprono spesso in modo ciclico per parecchie volte al minuto e la fase di apertura e' anch'essa proporzionale alle necessita' metaboliche dei tessuti. Questo aprirsi e chiudersi ciclico delle metarteriole e degli sfinteri precapillari e' detto vasomotion. Poiche' i muscoli lisci richiedono ossigeno per rimanere contratti si puo' ritenere che la forza di contrazione degli sfinteri aumenta con l'incremento della concentrazione dell'ossigeno. Di conseguenza quando la concentrazione dell'ossigeno sale nel tessuto oltre un certo livello, gli sfinteri precapillari e le metarteriole si chiudono (e si riduce la velocita' del flusso ematico tessutale locale) fino a che le cellule tessutali non hanno consumato l'ossigeno in eccesso mentre quando la concentrazione dell'ossigeno scende a livelli sufficientemente bassi, gli sfinteri precapillari e le metarteriole si aprono (e aumenta la velocita' del flusso ematico tessutale locale). Dopo questa lunga prolusione, passiamo ora a vedere come agisce l'anidride carbonica una volta che viene messa a contatto con i tessuti e in che casi puo' essere utilizzata terapeuticamente. La carbossiterapia serve a riequilibrare la microcircolazione quando la stessa e' alterata come in svariate situazioni cliniche: nelle angiopatie organiche e funzionali, nella cellulite, nella psoriasi. Con la carbossiterapia si effettua un trattamento riabilitativo della microcircolazione. La carbossiterapia esplica i suoi effetti interferendo con i fattori che regolano a breve termine e a lungo termine il flusso ematico tessutale locale e determinando: un aumento della velocita' del flusso ematico tessutale locale; un aumento della entita' del letto vascolare della microcircolazione tessutale (angiogenesi vera e/o angiogenesi falsa).
Nel corso degli studi di valutazione, l'aumento della velocita' e della entita' del flusso ematico tessutale locale e' stato osservato mediante videocapillaroscopia a sonda ottica (VCSO) e rilevato mediante Laser Doppler Flow. L'aumento della entita' del letto vascolare della microcircolazione tessutale e' stato dimostrato in animali da esperimento (rana, cane) da diversi autori. Iniettando CO2 nei tessuti per via sottocutanea o esponendo i tessuti ad ambienti ricchi in CO2 (bagni carbogassosi, docce carbogassose) per interferenza con i meccanismi che regolano a breve termine il flusso ematico tessutale locale si verifica un aumento del flusso ematico mentre l'aumento della deformabilita' eritrocitaria e' stata dimostrata da ricercatori giapponesi. L'anidride carbonica determina un aumento della velocita' del flusso ematico tessutale locale agendo sulla vis a tergo della microcircolazione, a livello arteriolare e metarteriolare, determinando una vasodilatazione arteriolare e metarteriolare e la conseguente retrazione elastica delle pareti arteriose stesse, insomma determinando un aumento della sfigmicita' arteriolare e metarteriolare; agendo sugli sfinteri precapillari della microcircolazione determinando un rilassamento delle fibrocellule muscolari lisce che caratterizzano strutturalmente gli sfinteri precapillari e, quindi, favorendo un aumento della velocita' del flusso ematico tessutale locale. Gli edemi declivi gravitari che caratterizzano il quadro clinico della insufficienza cardiaca cronica non sono da relazionare a problemi veno-linfatici, bensi', ad un venir meno della vis a tergo della circolazione sistemica, a un deficit della contrattilita' miocardica.
Nel caso di una situazione di cellulite spesso e' presente una situazione di iposfigmia arteriolare e metarteriolare, cioe' un problema fisiopatologico di deficit della vis a tergo della microcircolazione. E' mia convinzione, suffragata dalle esperienze di tanti altri colleghi italiani e stranieri, che migliorando la sfigmicita' delle arteriole e delle metarteriole si puo' offrire un contributo terapeutico importante nel trattamento, appunto, di inestetiche e fastidiose condizioni patologiche come la cosiddetta cellulite.