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Dipartimento di Medicina Interna e Medicina Specialistica SEZIONE DI MALATTIE RESPIRATORIE UNIVERSITA’ DI CATANIA Prof. Carlo Vancheri Cattedra di Malattie dell’Apparato Respiratorio Ex Istituto di Malattie dell’Apparato Respiratorio – Via Passo Gravina 187, Catania Ospedale Tomaselli Dipartimento di Medicina Interna e Medicina Specialistica SEZIONE DI MALATTIE RESPIRATORIE UNIVERSITA’ DI CATANIA Meccanismi di difesa dell’apparato respiratorio ISTITUTO MALATTIE RESPIRATORIE UNIVERSITA’ DI CATANIA Le vie aeree sono di fatto a contatto con l’ambiente esterno Normalmente in un giorno vengono scambiati da 10.000 a 30.000 Litri di aria. Gas respirati O2, CO2, N2, argon Nitrogen oxides, sulfur oxides, carbon monoxide, ozone Volatile organic compounds, hydrocarbons Materiale particolato Pollen, ash, mineral dust Mold spores, organic particles Tutte queste sostanze sono capaci di danneggiare i polmoni sia direttamente che indirettamente Le vie aeree e i polmoni devono essere capaci di gestire questa mole di lavoro, devono essere in grado inoltre di riparare i danni causati dal contatto con queste sostanze. Devono essere capaci di rimuovere le particelle inalate. ISTITUTO MALATTIE RESPIRATORIE UNIVERSITA’ DI CATANIA •Meccanismi fisici •Clearance mucociliare •Clearance alveolare •Tosse •Meccanismi immunologici •S-IgA •Sistema interferon •B.A.L.T. Meccanismi bioenzimatici ISTITUTO MALATTIE RESPIRATORIE UNIVERSITA’ DI CATANIA ISTITUTO MALATTIE RESPIRATORIE UNIVERSITA’ DI CATANIA Aerosols particolati Gli aerosols sono classificati secondo la dimensione delle particelle trasportate.Queste si depositeranno in differenti zone dell’apparato respiratorio secondo la loro dimensione, il tipo di respiro e il calibro e la forma delle vie aeree: > 5 µm --> rino e oro-faringe > 1 µm --> albero tracheo-bronchiale < 1 µm --> zone distali del polmone ISTITUTO MALATTIE RESPIRATORIE UNIVERSITA’ DI CATANIA •Meccanismi fisici •Clearance mucociliare •Tosse •Clearance alveolare •Meccanismi immunologici •S-IgA •Sistema interferon •B.A.L.T. Meccanismi bioenzimatici ISTITUTO MALATTIE RESPIRATORIE UNIVERSITA’ DI CATANIA Le particelle possono essere bloccate sulla superficie epiteliale Filtrazione aerodinamica •Punti di biforcazione --> cambio di direzione •Flusso turbolento •Forza di gravità Le particelle depositatesi vengono rimosse grazie a: •Clearance muco-ciliare •Tosse •Clearance alveolare ISTITUTO MALATTIE RESPIRATORIE UNIVERSITA’ DI CATANIA •Meccanismi fisici •Clearance mucociliare •Tosse •Clearance alveolare •Meccanismi immunologici •S-IgA •Sistema interferon •B.A.L.T. Meccanismi bioenzimatici ISTITUTO MALATTIE RESPIRATORIE UNIVERSITA’ DI CATANIA Clearance mucociliare L’epitelio delle vie aeree è di tipo pseudostratificato, è ricoperto da un sottile strato detto airway surface liquid (ASL). L’ASL consiste di uno strato acquoso periciliare (SOL) e di uno strato mucoso (GEL) sovrastante. Lo strato mucoso viene prodotto nelle vie aeree principali dalle ghiandole mucipare, e dalle goblet cell nelle vie aeree periferiche. L’origine dello strato acquoso non è del tutto chiara. Una parte proviene dalla periferia , parte è prodotto dalle ghiandole mucipare. E’ poco chiaro il ruolo delle cellule epiteliali, più della produzione di ASL è importante il riassorbimento da parte di queste cellule. L’assorbimento è essenziale nell’impedire l’ostruzione delle vie aeree. ISTITUTO MALATTIE RESPIRATORIE UNIVERSITA’ DI CATANIA Clearance mucociliare Le ciglia sono strutturalmente analoghe a dei flagelli, il movimento è dipendente dall’ ATPase Quando l’ATP viene metabolizzato, le proteine strutturali delle ciglia cambiano la loro configurazione: le ciglia si muovono. Le ciglia sono dotate di uncini nella loro parte terminale, questi sono in grado di attaccarsi al muco. Le ciglia si muovono in modo da trasferire l’energia del loro movimento solo in una direzione. Le ciglia ondeggiano verso il faringe. ISTITUTO MALATTIE RESPIRATORIE UNIVERSITA’ DI CATANIA Clearance mucociliare ISTITUTO MALATTIE RESPIRATORIE UNIVERSITA’ DI CATANIA •Introduzione •Meccanismi fisici •Clearance mucociliare •Tosse •Clearance alveolare •Meccanismi immunologici •S-IgA •Sistema interferon •B.A.L.T. Meccanismi bioenzimatici ISTITUTO MALATTIE RESPIRATORIE UNIVERSITA’ DI CATANIA Tosse Sebbene normalmente non presente, è un importante meccanismo di clearance. La tosse insorge essenzialmente quando una particella è troppo grande per essere rimossa dalla clearance mucociliare. Questo coinvolge riflessi scatenati dai irritant receptors e condotti dal nervo vago. Come per altri aspetti della repirazione , sebbene la tosse sia un meccanismo riflesso, è anche sotto il controllo volontario. Quando l’aria viene compressa sulla superficie mucosa, si generano dei flussi ad alta velocità che riescono a spostare grandi particelle nella direzione del flusso aereo. Entro certi limiti questo processo è facilitato dalla compressibilità delle pareti delle vie aeree periferiche. Durante l’espirazione forzata, le vie aeree sono compresse dall’aumentata pressione intratoracica. Quando il flusso d’aria passa attraverso le vie aeree compresse accelera notevolmente generando una maggiore spinta a livello della superficie mucosa. Naturalmente la clearance si riduce se le vie aeree si costringono eccessivamente. Anatomy of the Cough Reflex RECEPTORS Laryngeal and tracheobronchial, Diaphragm, pleura, oesophagus Rapidly adapting irritant receptors, Non-myelinated c- fibres Afferents Bronchial Submucosal Glands Ipsilateral vagus nerve Glossophayrngeal, phrenic “COUGH CENTRE” Integration of afferent fibres in the Medulla, separate to centres which control breathing Efferents Phrenic & spinomotor nerves Recurrent larnygeal Vagal efferents to bronchial tree EFFECTOR MUSCULATURE Expiratory Muscles, Diaphragm, Larynx, Bronchial SM ISTITUTO MALATTIE RESPIRATORIE UNIVERSITA’ DI CATANIA Cough Mechanics Inspiratory Phase Glottis reflexly opens Deep inspiration to a high lung volume > FRC This allows the optimisation of length tension relationships of expiratory muscles Higher expiratory pressures and flows can thus be generated ISTITUTO MALATTIE RESPIRATORIE UNIVERSITA’ DI CATANIA Cough Mechanics Compressive Phase Characterised by glottic closure and near simultaneous onset of expiratory muscles in the rib cage and abdomen High intrathoracic pressures are generated up to 300 cm H20 These pressures are 50-100% > than that obtained during other forced expiratory manoeuvres, and permits generation of flow rates needed for an effective cough ISTITUTO MALATTIE RESPIRATORIE UNIVERSITA’ DI CATANIA Cough Mechanics Expiratory Phase Glottis opens after 0.2 sec, and high expiratory flow rates up to 15 l/sec are generated Associated passive oscillations of tissue and gas Rapid fall in central airway pressure, and sustained high intra-alveolar and intrapleural pressures allow high gas velocities up to Mach 0.6 High kinetic energy, fluid shear forces and wall accelerations are important in suspending and accelerating secretions which are adherent to the bronchial walls towards the mouth ISTITUTO MALATTIE RESPIRATORIE UNIVERSITA’ DI CATANIA •Introduzione •Meccanismi fisici •Clearance mucociliare •Tosse •Clearance alveolare •Meccanismi immunologici •S-IgA •Sistema interferon •B.A.L.T. Meccanismi bioenzimatici ISTITUTO MALATTIE RESPIRATORIE UNIVERSITA’ DI CATANIA Clearence alveolare L’epitelio delle basse vie rerspiratorie non è dotato di ciglia, la clearance degli alveoli e delle vie aeree terminali dipende quindi primariamente dalla azione dei macrofagi. I macrofagi sono cellule mononucleate che derivano dai monociti del sangue •Fagocitano particelle estranee, cellule morte… •Il materiale fagocitato è processato da vari meccanismi ( perossido d’idrogeno, acido ipocloridico, ossido nitrico) I macrofagi si comportano da cellule presentanti l’antigene interagendo così con varie cellule del sis. immunitario. Una volta assolti i loro compiti i macrofagi: •Possono rimanere negli alveoli •Possono essere rimossi dalla clearance mucociliare •Possono essere rimossi dal sistema linfatico ISTITUTO MALATTIE RESPIRATORIE UNIVERSITA’ DI CATANIA Clearence alveolare ISTITUTO MALATTIE RESPIRATORIE UNIVERSITA’ DI CATANIA •Introduzione •Meccanismi fisici •Clearance mucociliare •Tosse •Clearance alveolare •Meccanismi immunologici •S-IgA •Sistema interferon •B.A.L.T. Meccanismi bioenzimatici ISTITUTO MALATTIE RESPIRATORIE UNIVERSITA’ DI CATANIA Meccanismi di difesa umorale •Immunoglobuline •Complemento Nelle prime vie aeree sono maggiormente presenti le IgA secretorie (s-IgA) Sono costituite da 2 molecole IgA monomeriche unite da due proteine di giunzione Un’altra glicoproteina, “secretory component” SC SC SC SC permette il passggio attraverso l’epitelio. SC plasmacellule Cell. epiteliali ISTITUTO MALATTIE RESPIRATORIE UNIVERSITA’ DI CATANIA Azioni delle S-IgA •Azione neutralizzante su antigeni virali e batterici •Favoriscono l’agglutinazione batterica e la loro eliminazione •Riducono l’adesività batterica alle cellule epiteliali •Attivazione del complemento Altre immunoglobuline ( IgG, IgM ) sono presenti nelle vie aeree inferiori con azione principalmente opsonizzante ISTITUTO MALATTIE RESPIRATORIE UNIVERSITA’ DI CATANIA •Introduzione •Meccanismi fisici •Clearance mucociliare •Tosse •Clearance alveolare •Meccanismi immunologici •S-IgA •Sistema interferon •B.A.L.T. Meccanismi bioenzimatici ISTITUTO MALATTIE RESPIRATORIE UNIVERSITA’ DI CATANIA Sistema interferon •Interferon a linfociti attivati da virus Spiccata e rapida attività antivirale – estende la difesa antivirale ad organi distanti •Interferon b fibroblasti e cell. epiteliali Si diffonde scarsamente dal sito di produzione, fornisce quindi protezione locale •Interferon g linfociti T maggiore attività immunomodulante e antitumorale ( Th1-Th2 ) ISTITUTO MALATTIE RESPIRATORIE UNIVERSITA’ DI CATANIA Sistema interferon •Stimolazione lisi cellule infette da parte delle cell. NK • espressione antigeni virali e più facile riconoscimento da parte delle cellule immunitarie. •Inibizione adesione del virus alla cellula •Inibizione diffusione extracellulare del virus •Incremento dell’attività citotossica dei linfociti T •Incremento dell’attività macrofagica ISTITUTO MALATTIE RESPIRATORIE UNIVERSITA’ DI CATANIA •Introduzione •Meccanismi fisici •Clearance mucociliare •Tosse •Clearance alveolare •Meccanismi immunologici •S-IgA •Sistema interferon •B.A.L.T. Meccanismi bioenzimatici ISTITUTO MALATTIE RESPIRATORIE UNIVERSITA’ DI CATANIA Meccanismi immunologici B.A.L.T. B bronchus A associated L lymphoid T tissue •Meccanismi di difesa umorale •Meccanismi di difesa cellulare ISTITUTO MALATTIE RESPIRATORIE UNIVERSITA’ DI CATANIA •Introduzione •Meccanismi fisici •Clearance mucociliare •Tosse •Clearance alveolare •Meccanismi immunologici •S-IgA •Sistema interferon •B.A.L.T. Meccanismi bioenzimatici ISTITUTO MALATTIE RESPIRATORIE UNIVERSITA’ DI CATANIA Meccanismi bioenzimatici Sebbene la clarance mucociliare è riconosciuta come la principale attività dell’epitelio delle vie aeree, altre proprietà di queste cellule sono importanti nella difesa delle vie aeree Funzione antibatterica di derivazione macrofagica azione litica sulla membrana batterica, potenzia •lisozima azione citolesiva IgA e complemento •lattoferrina funzione batteriostatica- sottrazione del ferro al metabolismo batterico •chinine bradichinina - azione vasoattiva •a1-antitripsina Antiossidanti Le stesse cellule sono importanti fonti di glutatione. La presenza di agenti antiossidanti aiuta a ridurre il danno prodotto dall’inalazione di sostanze ossidanti a dal contatto con prodotti dei meccanismi infiammatori (elastasi- antielastasi). ISTITUTO MALATTIE RESPIRATORIE UNIVERSITA’ DI CATANIA Conclusioni La difesa dalla presenza di materiale estraneo a livello dei polmoni è una funzione fisiologica che riveste la massima importanza. Nelle vie aeree la difesa si realizza grazie alla natura ramificata dell’albero respiratorio e grazie a meccanismi quali tosse e clearance mucociliare. Quando questi non sono sufficienti o falliscono, la risposta immunologica viene in aiuto. A livello alveolare comunque le cellule del sis immunitario e primariamente i macrofagi costituiscono il principale meccanismo di clearance. L’integrità tessutale del parenchima polmonare viene inoltre garantita dal mantenimento dell’equilibrio tra sostanze ed attività ad azione lesiva e sostanze con azione protettiva. ISTITUTO MALATTIE RESPIRATORIE UNIVERSITA’ DI CATANIA Respiratory Presentations • • • • • • Acute breathlessness Chronic breathlessness Cough Sputum Haemoptysis Chest pain ISTITUTO MALATTIE RESPIRATORIE UNIVERSITA’ DI CATANIA Respiratory Presentations • • • • • • Acute breathlessness Chronic breathlessness Cough Sputum Haemoptysis Chest pain ISTITUTO MALATTIE RESPIRATORIE UNIVERSITA’ DI CATANIA Characteristics of Normal Breathing • Normal rate and depth • Regular breathing pattern • Good breath sounds on both sides • Equal rise and fall of chest • Movement of the abdomen ISTITUTO MALATTIE RESPIRATORIE UNIVERSITA’ DI CATANIA Signs of Abnormal Breathing • Rate < 8 or > 24 breaths/min • Muscle retractions • Cool, damp (clammy), and pale or blue skin • Shallow or irregular respirations • Pursed lips • Nasal flaring ISTITUTO MALATTIE RESPIRATORIE UNIVERSITA’ DI CATANIA Causes of Dyspnea • Upper or lower airway infection – Infectious diseases may affect all parts of airway. – Usually some form of obstruction to air flow or the exchange of gases • Acute pulmonary edema – Fluid build-up in the lungs ISTITUTO MALATTIE RESPIRATORIE UNIVERSITA’ DI CATANIA Causes of Dyspnea • Chronic obstructive pulmonary disease (COPD) – Result of direct lung and airway damage from repeated infections or inhalation of toxic agents – Bronchitis and emphysema are two common types of COPD. ISTITUTO MALATTIE RESPIRATORIE UNIVERSITA’ DI CATANIA Causes of Dyspnea • Spontaneous pneumothorax – Accumulation of air in the pleural space • Asthma or allergic reactions – Either can result in acute spasms of the bronchioles. • Pleural effusion – Collection of fluid outside lung ISTITUTO MALATTIE RESPIRATORIE UNIVERSITA’ DI CATANIA Causes of Dyspnea • Mechanical obstruction of the airway – Obstruction may result from the tongue, aspiration, vomitus, or foreign body. • Pulmonary embolism – Blood clot in pulmonary circulation ISTITUTO MALATTIE RESPIRATORIE UNIVERSITA’ DI CATANIA Dispnea polmonare e cardiaca • DP acuta:polmonite,pneumotorace,asma, corpi estranei • DP insorgenza attenuata ma in rapida progressione:vers. Pleurici,tumori, TBC • DP a lenta progressione: BPCO, interstiziopatie • DC acuta: tromboembolia polmonare, edema polmonare • DC a rapida progressione: tromboembolia polm. Ricorrente, insufficienza cardiaca congestizia ISTITUTO MALATTIE RESPIRATORIE UNIVERSITA’ DI CATANIA Respiratory Presentations • • • • • • Acute breathlessness Chronic breathlessness Cough Sputum Haemoptysis Chest pain ISTITUTO MALATTIE RESPIRATORIE UNIVERSITA’ DI CATANIA Cough - features • • • • Duration Frequency Productive/non-productive Pleurisy ISTITUTO MALATTIE RESPIRATORIE UNIVERSITA’ DI CATANIA Cough - features • • • • Duration Frequency Productive/non-productive Pleurisy ISTITUTO MALATTIE RESPIRATORIE UNIVERSITA’ DI CATANIA Cough - diagnostic aspects • Duration – If recent onset, more likely new diagnosis • bronchial carcinoma, acute infection – If long-standing, more chronic condition likely • chronic bronchitis, bronchiectasis ISTITUTO MALATTIE RESPIRATORIE UNIVERSITA’ DI CATANIA Cough - features • • • • Duration Frequency Productive/non-productive Pleurisy ISTITUTO MALATTIE RESPIRATORIE UNIVERSITA’ DI CATANIA Cough - diagnostic aspects • Frequency (I) – Predominantly nocturnal • asthma, LVF – Daily, especially in mornings • chronic bronchitis – Daily, affected by posture • bronchiectasis ISTITUTO MALATTIE RESPIRATORIE UNIVERSITA’ DI CATANIA Cough - diagnostic aspects • Frequency (II) – Sudden onset • inhaled foreign body – Exacerbated by swallowing • aspiration ISTITUTO MALATTIE RESPIRATORIE UNIVERSITA’ DI CATANIA Cough - features • • • • Duration Frequency Productive/non-productive Pleurisy ISTITUTO MALATTIE RESPIRATORIE UNIVERSITA’ DI CATANIA Cough - diagnostic aspects • Productive/non-productive – Productive • chronic bronchitis, bronchiectasis, lung abscess – Non-productive • asthma, laryngitis, tracheitis, bronchial carcinoma, early acute bronchitis or pneumonia ISTITUTO MALATTIE RESPIRATORIE UNIVERSITA’ DI CATANIA Cough - features • • • • Duration Frequency Productive/non-productive Pleurisy ISTITUTO MALATTIE RESPIRATORIE UNIVERSITA’ DI CATANIA Cough - diagnostic aspects • Pleurisy – Associated with pleuritic pain • pneumonia, bronchial carcinoma, pneumothorax – Less likely to be associated with pleuritic pain (distinguish from muscoloskeletal pain) • acute and chronic bronchitis, asthma, LVF, laryngitis, tracheitis, (cough fractures) ISTITUTO MALATTIE RESPIRATORIE UNIVERSITA’ DI CATANIA Cough as a symptom of Asthma Cough as the only symptom of asthma occurs in 6.5% to 57.0% of patients Termed “Cough Variant Asthma” Defined as “Cough as the only symptom of asthma in patients with demonstrable airway hyperresponsiveness” Johnson et al, J Asthma 1991 Definitive diagnosis is only made when cough resolves with specific asthma medications ISTITUTO MALATTIE RESPIRATORIE UNIVERSITA’ DI CATANIA ACE-I Cough Peptidase inhibition Bradikinin rising stimulates the cough’s reflex nerves Ipsilateral vagus nerve Glossophayrngeal, phrenic ISTITUTO MALATTIE RESPIRATORIE UNIVERSITA’ DI CATANIA GER induced Cough •common chronic cough cause •more than acidic stimuli it is generated through the activation of distal esophagus receptors Ipsilateral vagus nerve ISTITUTO MALATTIE RESPIRATORIE UNIVERSITA’ DI CATANIA Chronic Persistent Cough Cough for at least 3 weeks Cough being the only presenting symptom Cough is not associated with haemoptysis The absence of prior history of chronic respiratory disease to account for the cough Current Chest X-ray does not contribute to the diagnosis Cough may be with or without sputum production ISTITUTO MALATTIE RESPIRATORIE UNIVERSITA’ DI CATANIA Causes of Chronic Cough Bronchial asthma and post infectious bronchial hyperresponsiveness 33% Post nasal drip 28% Otherwise asymptomatic GOR 18% Symptomatic gastro-oesophageal reflux (GOR) 10% Chronic Bronchitis 12% Other: ACE-I induced cough, psychogenic, tracheomalacia 10% Investigation and Management of Chronic Cough Chronic Cough Hx and Ex Normal Asthma /BHR PNDrip Lung Function BHR testing GERD - Empiric Trial Nasal Decongestants Intranasal Steroids Abnormal Ca Lung, Pneumonia Bronchiectasis, LVF, ILDx, Aspiration, Drug effect etc Empiric Trial H2 Antagonists + Oesophageal pH monitoring - + B agonists Inhaled CST Nedocromil CXR Laryngoscopy Sinus Imaging CT Thorax Bronchoscopy + - Hx… hystory of patient Ex… physical exam BHR… bronchial hyper reactivity CXR….chest x ray LVF…left ventricular failure GERD…gastro-esophageal reflux disease ILD….interstitial lung disease H+ inhibitors Tracheomalacia Prox. bronchial Dx Lymphoma etc. Unexplained, Psychogenic ISTITUTO MALATTIE RESPIRATORIE UNIVERSITA’ DI CATANIA Respiratory Presentations • • • • • • Acute breathlessness Chronic breathlessness Cough Sputum Haemoptysis Chest pain ISTITUTO MALATTIE RESPIRATORIE UNIVERSITA’ DI CATANIA Sputum - features • Amount • Character • Taste/Odour ISTITUTO MALATTIE RESPIRATORIE UNIVERSITA’ DI CATANIA Sputum - features • Amount • Character • Taste/Odour ISTITUTO MALATTIE RESPIRATORIE UNIVERSITA’ DI CATANIA Sputum - diagnostic aspects • Amount – Only rarely accurately assessed by patient – Not usually diagnostically useful to know precise quantity! – Large volumes of sputum suggest certain conditions: • bronchiectasis, lung abscess, chronic bronchitis ISTITUTO MALATTIE RESPIRATORIE UNIVERSITA’ DI CATANIA Sputum - features • Amount • Character • Taste/Odour ISTITUTO MALATTIE RESPIRATORIE UNIVERSITA’ DI CATANIA Sputum - diagnostic aspects • Character (I) – Thin/serous/frothy • LVF (pink), hysterical (saliva) – Mucoid, grey/white/clear • Chronic bronchitis ISTITUTO MALATTIE RESPIRATORIE UNIVERSITA’ DI CATANIA Sputum - diagnostic aspects • Character (II) – Mucoid, yellow • Chronic bronchitis, asthma – Mucoid, green • Bacterial infection e.g. acute bronchitis, bronchiectasis, pneumonia, lung abscess ISTITUTO MALATTIE RESPIRATORIE UNIVERSITA’ DI CATANIA Sputum - features • Amount • Character • Taste/Odour ISTITUTO MALATTIE RESPIRATORIE UNIVERSITA’ DI CATANIA Sputum - diagnostic aspects • Taste/Odour – Muco-purulent sputum • Bacterial infection e.g. acute bronchitis, bronchiectasis, pneumonia, lung abscess – Highly offensive and putrid • anaerobic infection e.g. lung abscess, bronchiectasis ISTITUTO MALATTIE RESPIRATORIE UNIVERSITA’ DI CATANIA Respiratory Presentations • • • • • • Acute breathlessness Chronic breathlessness Cough Sputum Haemoptysis Chest pain ISTITUTO MALATTIE RESPIRATORIE UNIVERSITA’ DI CATANIA Definition • Expectoration of blood from the respiratory tract • Varies from blood streaking of sputum to coughing up massive amounts of blood • Very frightening to the patient and to the treating physician especially when acute ISTITUTO MALATTIE RESPIRATORIE UNIVERSITA’ DI CATANIA Definition • Assessment of severity of hemoptysis can be based on amount of blood lost during episode Mild: Less than 60 cc of blood lost for the whole episode Massive: More than 100 cc to 600cc of blood lost in a 24 hour period Life-threatening: More than 120 cc of blood lost in an hour ISTITUTO MALATTIE RESPIRATORIE UNIVERSITA’ DI CATANIA Where is it from?? GI Tract Dark red or brown In clumps Mixed with food Acidic pH Stomachache, Abdominal discomfort Nausea, retching before/after episode Respiratory Tract Bright red Foamy, runny Mixed with mucus Alkaline pH Chest pain, warmth or gurgling over chest Persistent cough ISTITUTO MALATTIE RESPIRATORIE UNIVERSITA’ DI CATANIA Where is it from?? • Upper airway bleeding can only be excluded by a good ENT examination • Blood from the upper GIT can be aspirated and coughed up • Blood from the lungs can be swallowed and vomited ISTITUTO MALATTIE RESPIRATORIE UNIVERSITA’ DI CATANIA Significance • Hemoptysis is an important sign of an underlying disease • Massive hemoptysis is life threatening due to Asphyxia • Mortality rate can be as high as 80% ISTITUTO MALATTIE RESPIRATORIE UNIVERSITA’ DI CATANIA Etiology • Source other than the lower respiratory tract – Upper airway (nasopharyngeal) bleeding – Gastrointestinal bleeding • Tracheobronchial source – Neoplasm (bronchogenic carcinoma, endobronchial metastatic tumor, Kaposi's sarcoma, bronchial carcinoid) – Bronchitis (acute or chronic) – Bronchiectasis – Airway trauma – Foreign body ISTITUTO MALATTIE RESPIRATORIE UNIVERSITA’ DI CATANIA Etiology • Pulmonary parenchymal source – – – – – – – – – Lung abscess Pneumonia Tuberculosis Mycetoma ("fungus ball") Goodpasture's syndrome Idiopathic pulmonary hemosiderosis Wegener's granulomatosis Lupus pneumonitis Lung contusion ISTITUTO MALATTIE RESPIRATORIE UNIVERSITA’ DI CATANIA Etiology • Primary vascular source – – – – Arteriovenous malformation Pulmonary embolism Elevated pulmonary venous pressure (esp. mitral stenosis) Pulmonary artery rupture secondary to balloon-tip pulmonary artery catheter manipulation • Miscellaneous/rare causes – Pulmonary endometriosis – Systemic coagulopathy or use of anticoagulants or thrombolytic agents ISTITUTO MALATTIE RESPIRATORIE UNIVERSITA’ DI CATANIA Causes of Massive Hemoptysis • • • • • • • • Tuberculosis Bronchiectasis Fungal Infections Other Lung Infection Bronchogenic Carcinoma Chemotherapy and Bone Marrow Transplantation Immunologic Lung Disease Cardiac or Vascular Disease ISTITUTO MALATTIE RESPIRATORIE UNIVERSITA’ DI CATANIA Diagnostic Approach • Patient’s with massive hemoptysis need rapid establishment of airway patency, prevention of suffocation and control of bleeding • The secondary goal is to determine the site of bleeding and cause ISTITUTO MALATTIE RESPIRATORIE UNIVERSITA’ DI CATANIA Incidenza emottisi nelle diverse patologie BPCO TBC CA 4,4 94.4 0.2 (1932) 24.3 72,7 3 (1960) 33,6 20.8 45.6 (1980) ISTITUTO MALATTIE RESPIRATORIE UNIVERSITA’ DI CATANIA History and Physical • History, physical examination, and chest x-ray are not very reliable but important • Important points in the history: – Hx of prior lung, cardiac or renal disease – Hx of smoking – Hx of prior hemoptysis, pulmonary symptoms or infectious symptoms – Family history of hemoptysis – Skin rash ISTITUTO MALATTIE RESPIRATORIE UNIVERSITA’ DI CATANIA History and Physical – – – – Hx of exposure to organic chemicals Travel history Hx of exposure to asbestos Hx of bleeding disorders, use of aspirin or NSAIDS, or anticoagulants – Upper airway or upper GI symptoms ISTITUTO MALATTIE RESPIRATORIE UNIVERSITA’ DI CATANIA Respiratory Presentations • • • • • • Acute breathlessness Chronic breathlessness Cough Sputum Haemoptysis Chest pain ISTITUTO MALATTIE RESPIRATORIE UNIVERSITA’ DI CATANIA Chest pain - features • Pleuritic (worse on inspiration and coughing) • Onset • Other diagnoses ISTITUTO MALATTIE RESPIRATORIE UNIVERSITA’ DI CATANIA Chest pain - features • Pleuritic (worse on inspiration and coughing) • Onset • Other diagnoses ISTITUTO MALATTIE RESPIRATORIE UNIVERSITA’ DI CATANIA Chest pain - diagnostic aspects • Pleuritic pain – Due to stretching of inflamed parietal pleura – Needs to be distinguished from cardiac pain and GOR and spasm • Pneumonia, PE, pneumothorax, rib fractures, tumours ISTITUTO MALATTIE RESPIRATORIE UNIVERSITA’ DI CATANIA Chest pain - features • Pleuritic (worse on inspiration and coughing) • Onset • Other diagnoses ISTITUTO MALATTIE RESPIRATORIE UNIVERSITA’ DI CATANIA Chest pain - diagnostic aspects • Onset – Sudden onset • pneumothorax, PE, rib fracture • acute pneumonia can cause sudden onset pain – Gradual onset, dull dragging chest pain initially becoming more acute, may be associated breathlessness if pleural effusion • malignancy, primary (mesothelioma) or secondary ISTITUTO MALATTIE RESPIRATORIE UNIVERSITA’ DI CATANIA Chest pain - features • Pleuritic (worse on inspiration and coughing) • Onset • Other diagnoses ISTITUTO MALATTIE RESPIRATORIE UNIVERSITA’ DI CATANIA ISTITUTO MALATTIE RESPIRATORIE UNIVERSITA’ DI CATANIA Per oggi abbiamo finito ci vediamo domani, stessa ora stesso luogo ISTITUTO MALATTIE RESPIRATORIE UNIVERSITA’ DI CATANIA Laboratory Evaluation • • • • • • • • • • • CBC with differentials Electrolytes, BUN, and Creatinine Liver functions PT, PTT Urinalysis ABG Drug levels when suspected Blood grouping and cross matching Sputum stain and culture for M. Tuberculosis and Fungi Cytology Bedside Spirometry to assess the fitness of the patient for surgery ISTITUTO MALATTIE RESPIRATORIE UNIVERSITA’ DI CATANIA Initial Management • The patient should be monitored in an ICU setting • Early pulmonology and thoracic surgery consultation • If bleeding decreases and patient stabilized, mild sedation and cough suppression ISTITUTO MALATTIE RESPIRATORIE UNIVERSITA’ DI CATANIA Initial Management • If the bleeding site is known, the patient should be put in a lateral decubitus position with the bleeding side down to protect the other lung from spillage and drowning • If oxygenation is compromised or bleeding continues, the patient should be intubated ISTITUTO MALATTIE RESPIRATORIE UNIVERSITA’ DI CATANIA Diagnostic Procedures • Bronchoscopy Flexible Fibreoptic Video Bronchoscope Rigid Bronchoscopy Fibreoptic bronchoscopy done early with active bleeding patients Has the highest yield for localizing the site of bleeding. If visualization is sub optimal, a rigid bronchoscope can be used ISTITUTO MALATTIE RESPIRATORIE UNIVERSITA’ DI CATANIA Bronchoscopy An actively bleeding tumor in the wall of the Bronchus seen using a fiberOptic bronchoscope ISTITUTO MALATTIE RESPIRATORIE UNIVERSITA’ DI CATANIA Other Diagnostic Procedures • Arteriography • CT Scan of the Chest – NEVER MOVE AN UNSTABLE PATIENT FROM THE ICU FOR THE SAKE OF DOING A CT • Other less important and less yielding test such radionuecleotide studies ISTITUTO MALATTIE RESPIRATORIE UNIVERSITA’ DI CATANIA CT Scan A CT scan of the chest revealing a tumor in the Periphery which turned out to be TB. The patient Was 55 years old and presented with massive hemoptysis Diagnostic Approach for Non Massive Hemoptysis