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14 DIC 13 | Complicaciones de la asistencia respiratoria mecánica
Injuria pulmonar inducida por el
respirador
Se resumen los estudios sobre las diversas estrategias
de ventilación empleadas para reducir al mínimo la injuria
pulmonar, así como las intervenciones farmacológicas.
DEC 14 2013
Introducción
El objetivo de la asistencia respiratoria mecánica (ARM) es proporcionar reposo a
los músculos respiratorios al mismo tiempo que brindar el intercambio gaseoso
adecuado. A pesar de las indudables ventajas de este tratamiento, muchos
pacientes mueren tras la ARM, aunque sus gases arteriales quizás se hayan
normalizado. Esta mortalidad se atribuye a múltiples factores, entre ellos las
complicaciones de la ARM, como el barotrauma (i.e., aparición de aire
extralveolar), los efectos tóxicos del oxígeno y el compromiso hemodinámico.
Durante la epidemia de polio de 1952 en Copenhagen, se observó que la ARM
podía causar daño pulmonar estructural. En 1967 se acuñó el término “pulmón de
respirador” para describir los infiltrados alveolares difusos y las membranas hialinas
halladas en el examen posmortem de pacientes sometidos a ARM. Más
recientemente, surgió nuevo interés en la lesión que la ARM puede producir en
pulmones con daño previo y el daño que puede iniciar en pulmones normales.
Desde el punto de vista anatomopatológico este daño se caracteriza por infiltrados
de células inflamatorias, membranas hialinas, aumento de la permeabilidad
vascular y edema pulmonar. El conjunto de las consecuencias pulmonares de la
ARM se denomina lesión inducida por el respirador.
Recién a principios de este siglo se confirmó la importancia de la lesión pulmonar
inducida por el respirador en adultos. Fue cuando un estudio mostró que una
estrategia diseñada para reducir al mínimo esta lesión disminuía la mortalidad entre
pacientes con síndrome de dificultad respiratoria aguda (SDRA).
Características fisiopatológicas
Presiones en el pulmón
En cada respiración, la presión necesaria para inflar los pulmones incluye la
presión para vencer la resistencia y la inertancia de las vías respiratorias (una
medida del gradiente de presión necesario para acelerar el gas) y la presión para
vencer las propiedades elásticas del pulmón.
Cuando el flujo aéreo es cero (e.g., al final de la inspiración), la principal fuerza que
mantiene la insuflación es la presión transpulmonar (presión alveolar menos
presión pleural). Es decir que el volumen pulmonar y la presión transpulmonar
están íntimamente unidos.
La sobredistensión pulmonar regional es un factor clave para generar lesión
pulmonar inducida por el respirador. Al no haber un método aceptado para medir la
sobredistensión regional, se emplea como sustituto la limitación de la presión de
insuflación durante la ARM a fin de limitar la sobredistensión.
La presión alveolar es relativamente fácil de estimar como la presión de las vías
aéreas durante un período de flujo cero; en el paciente sometido a ARM que no
está efectuando esfuerzos respiratorios espontáneos, la presión de las vías aéreas
que se mide durante un período en que se detiene el flujo aéreo al final de la
inspiración se denomina presión meseta.
La presión pleural – la otra variable necesaria para calcular la presión
transpulmonar- es más complicada. Hay un gradiente gravitacional en la presión
pleural que sólo se puede estimar por medición de la presión esofágica. Esta
medición es engorrosa y sólo da resultados aproximados. Por eso, la presión
meseta es la variable más empleada en la clínica para indicar
lasobredistensión pulmonar. Sin embargo, hay matices necesarios al interpretar la
presión meseta. Si el paciente no está efectuando esfuerzos respiratorios, la
presión meseta representa la presión que está distendiendo los pulmones más la
pared torácica.
En el paciente con pared torácica rígida (e.g., el paciente con derrame pleural o
ascitis masiva), una gran fracción de la presión proporcionada por el respirador se
disipa en insuflar la pared torácica en lugar del pulmón. De modo que la alta
presión de las vías aéreas- en este caso, la presión meseta- quizás no sea
indicativa de fuerzas de estiramiento pulmonar excesivo (i.e., alta presión
transpulmonar).
Fuerzas físicas
Los siguientes son los principales factores físicos importantes en la producción de
lesión inducida por el respirador.
Ventilación a volúmenes pulmonares altos. Se puede producir lesión pulmonar
inducida por el respirador debido a ventilación a volúmenes pulmonares altos
(absolutos) que lleva a la ruptura alveolar, aparición de aire extralveolar y gran
barotrauma (e.g., neumotórax, neumomediastino y enfisema subcutáneo).
El término barotrauma puede ser engañoso, porque la variable esencial que lleva
a la aparición de aire extralveolar es la sobredistensión pulmonar regional, no la
presión alta de las vías aéreas.
La lesión más sutil que se manifiesta como edema pulmonar se puede producir por
la sobredistensión pulmonar. Experimentos efectuados por Webb y Tierney y por
Dreyfuss et al mostraron que el volumen (i.e., distensión pulmonar), y no la presión
de la vía aérea es el factor más importante que determina la lesión.
Aunque el término de lesión inducida por el respirador es un término aceptado, el
nombre puede ser poco apropiado. El factor clave que causa la lesión es la
sobredistensión pulmonar, que puede ser causada por otros factores además del
respirador.
Ventilación a volúmenes pulmonares bajos. La ventilación a volúmenes
pulmonares bajos (absolutos) también puede causar lesión a través de múltiples
mecanismos, entre ellos la apertura y el cierre cíclicos de las vías aéreas y las
unidades pulmonares, los efectos sobre la función del surfactante y la hipoxia
regional. Este tipo de lesión, caracterizada por desprendimiento epitelial,
membranas hialinas y edema pulmonar, se denominó “atelectrauma.”
En un estudio clásico, Mead et al, observaron que las fuerzas de distensión en el
parénquima pulmonar en los límites entre las zonas aireadas y las zonas
atelectásicas podían ser hasta cuatro a cinco veces mayores que las de otras
zonas pulmonares.
Fuente The New England Journal of Medicine
Fuerzas biológicas
Las fuerzas físicas mencionadas pueden causar la liberación de diversos
mediadores intracelulares, ya sea directamente (al lesionar diversas células) o
indirectamente (al transducir estas fuerzas en activación de vías de señales en las
células epiteliales, endoteliales o inflamatorias). Algunos mediadores pueden
lesionar el pulmón directamente; otros pueden preparar el camino para el
desarrollo de fibrosis pulmonar.
Otros mediadores pueden actuar como moléculas de migración selectiva directa,
reclutando células (e.g., neutrófilos) al pulmón y éstas a su vez pueden liberar más
moléculas perjudiciales. Este proceso se denomina biotrauma.
Se puede producir traslocación de mediadores, bacterias o lipopolisacáridos de los
espacios aéreos a la circulación sistémica en pulmones que tienen aumento de la
permeabilidad alvéolocapilar, que es inherente en el caso del SDRA o que es
inducida por volutrauma o microdesgarros epiteliales. Esta traslocación puede
causar disfunción multiorgánica y muerte.
Fuente The New England Journal of Medicine
Tratamiento
El reconocimiento de la importancia de la lesión pulmonar inducida por el
respirador causó un gran cambio en la filosofía de la administración de ARM.
Mientras que antes el objetivo de la ARM era mantener el intercambio gaseoso a la
par que reducir al mínimo el trabajo respiratorio, ahora se estableció otro objetivo:
proporcionar el intercambio gaseoso que sostenga la vida mientras se reduce al
mínimo la lesión pulmonar inducida por el respirador.
En la práctica, esto significa que programar el respirador a menudo implica
disyuntivas difíciles. Por ejemplo, ¿Es mejor emplear un volumen corriente más
pequeño y dejar que la presión parcial de anhídrido carbónico arterial (PaCO2)
aumente a pesar de los riesgos asociados (e.g., aumento de la hipertensión
intracraneal debido a acidosis respiratoria) o emplear volúmenes corrientes
mayores para normalizar la PaCO2, pero aumentar el riesgo de lesión pulmonar?
En lugar de aumentar el volumen corriente, la filosofía actual se centra más en
proteger al pulmón con el empleo de volúmenes corrientes más pequeños.
Estrategias ventilatorias
A continuación se resumen los estudios sobre las diversas estrategias de
ventilación empleadas para reducir al mínimo la lesión pulmonar.
Volúmenes corrientes bajos. Los pacientes con SDRA con frecuencia tienen
zonas pulmonares dependientes relativamente no ventiladas (i.e., zonas que desde
la perspectiva gravitacional son más bajas que otras zonas y por lo tanto más
proclives al colapso) y zonas pulmonares no dependientes ventiladas de manera
relativamente normal. Debido a que el volumen disponible para la ventilación es
menor, este trastorno se conoce como “pulmón de lactante”. La consecuencia es
que se debería emplear un volumen corriente bajo para prevenir la sobredistensión
de las zonas relativamente pequeñas, ventiladas normalmente. En un estudio
fundamental, investigadores de la ARDS Network (Red SDRA) compararon una
estrategia de control que empleó un volumen corriente de 12 ml por kilo con una
estrategia de volumen corriente bajo que empleó 6 ml por kilo. La estrategia de
volumen corriente bajo se asoció con la reducción absoluta de nueve puntos
porcentuales de la tasa de muerte (39,8% vs. 31,0%).
PEEP alta y maniobras de reclutamiento. El edema pulmonar y el colapso
alveolar de fin de la espiración caracterizan a varias formas de insuficiencia
respiratoria. En estas situaciones, la presión positiva espiratoria final (PEEP) baja
puede ser insuficiente para estabilizar alveolos y mantenerlos abiertos,
aumentando así la probabilidad de lesión pulmonar inducida por el respirador por
atelectrauma. A la inversa, la PEEP más alta puede tener efectos adversos, entre
ellos la alteración del retorno venoso y la sobredistensión pulmonar. Un metanálisis
reciente de datos de pacientes en estudios aleatorizados investigó estas
disyuntivas en pacientes con ARDS y llegó a la conclusión de que una PEEP más
alta se asociaba con la reducción absoluta de 5 puntos porcentuales de la tasa de
muerte entre los pacientes con peor oxigenación, definida como una relación
PaO2:FiO2 de 200 mm Hg o menos.
Dada la importancia de la presión transpulmonar en la lesión pulmonar, el enfoque
obvio sería emplear la presión transpulmonar para programar la PEEP, con la
presión esofágica como reemplazante de la presión pleural. Sin embargo, la
interpretación de la presión esofágica absoluta es difícil debido a artefactos
cardíacos, la distribución despareja de la presión pleural (i.e., ningún valor único
describe todo el pulmón) y la distorsión y contracción esofágica (especialmente en
pacientes en decúbito supino). No obstante, este enfoque se estudió en pacientes
con SDRA. En un estudio piloto, Talmor et al programaron la PEEP para lograr una
presión transpulmonar de final de espiración de 0-10 cm de agua, mientras
limitaban la presión transpulmonar de final de inspiración a 25 cm de agua.
Hallaron mejor oxigenación y una tendencia hacia menor mortalidad a 28 días.
Las maniobras de reclutamiento teóricamente deberían disminuir la lesión
pulmonar inducida por el respirador, pero su función en la práctica sigue siendo
incierta.
Ventilación de alta frecuencia oscilatoria. La ventilación de alta frecuencia
oscilatoria (VAFO) es una técnica en la que volúmenes corrientes muy pequeños (a
veces menores que el espacio muerto anatómico) se aplican a altas frecuencias
(hasta 15 por segundo). Teóricamente, esta técnica debería ser ideal para reducir
al mínimo la lesión pulmonar inducida por el respirador.
En un metanálisis de ocho estudios aleatorizados, controlados, con un total de 419
adultos con SDRA, la mortalidad de los pacientes tratados con VAFO fue
significativamente menor que los tratados con la ventilación tradicional (razón de
riesgo, 0,77; P = 0,03). Sin embargo, dos estudios multicéntricos recientes con
pacientes con SDRA no mostraron mejor evolución con la VAFO, por lo que ésta
no puede ser recomendada como tratamiento de primera línea en estos pacientes.
Estrategias complementarias
Un objetivo de la ARM es contribuir a satisfacer las demandas de intercambio
gaseoso del paciente. Un enfoque inespecífico que podría limitar la lesión pulmonar
inducida por el respirador es disminuir las demandas metabólicas del paciente y así
reducir la ventilación minuto necesaria y disminuir los esfuerzos respiratorios.
Posición en decúbito prono. Alrededor del 70% de los pacientes con SDRA e
hipoxemia mejoran la oxigenación cuando se los coloca en decúbito prono. Los
posibles mecanismos de este efecto son: aumento del volumen pulmonar de fin de
espiración, mejor ajuste ventilación–perfusión, menos efecto de la masa cardíaca
sobre los lóbulos inferiores y mejor ventilación regional. Lo más importante es que
el decúbito prono minimizaría la lesión pulmonar al aumentar la homogeneidad de
la ventilación.
Un metanálisis reciente de siete estudios con un total de 1724 pacientes mostró
que el decúbito prono disminuyó la mortalidad absoluta en unos 10 puntos
porcentuales en el subgrupo de pacientes con SDRA e hipoxemia intensa (relación
PAO2:FIO2, <100 mm Hg). Los pacientes en decúbito prono sufrieron mayor
cantidad de complicaciones prevenibles, entre ellas úlceras por presión,
obstrucción del tubo endotraqueal y desplazamiento del mismo. En un estudio
reciente con 456 pacientes con SDRA que tenían una relación PAO2:FIO2 <150
mm Hg mientras recibían FIO2 de 0,60 o más, la tasa de muerte a 28 días fue del
32,8% entre aquéllos tratados en decúbito supino y del 16,0% entre los tratados en
decúbito prono.
Apoyo extracorpóreo parcial o total. Un enfoque para prevenir la lesión
pulmonar inducida por el respirador es evitar la ARM y emplear la oxigenación por
membrana extracorpórea (ECMO por las siglas del inglés). También se puede
combinar la ARM con apoyo extracorpóreo parcial. De esta manera, la intensidad
de la ventilación necesaria para sostener la vida, disminuye y el anhídrido
carbónico se elimina a través de un circuito extracorpóreo. Las ventajas de esta
estrategia son la menor tasa de complicaciones, en relación con la ECMO total y la
disminución de la lesión pulmonar, al reducir los volúmenes corrientes.
Intervenciones farmacológicas
Bloqueantes neuromusculares. Debido a la disnea extrema, los pacientes con
SDRA a menudo “luchan con el respirador”, lo que puede agravar la lesión inducida
por éste. el bloqueante neuromuscular asegura la sincronía paciente-respirador y
facilita las limitaciones del volumen corriente y la presión. En un estudio
multicéntrico aleatorizado, controlado con placebo, con 340 pacientes con SDRA y
una relación PAO2:FIO2 <150 mm Hg, Papazian et al hallaron que la mortalidad
ajustada a 90 días fue más baja entre los que recibieron un bloqueante
neuromuscular durante 48 horas que entre los que recibieron placebo. No se
conoce bien el mecanismo preciso del descenso de la mortalidad, pero un estudio
anterior mostró la disminución de las citocinas entre pacientes que recibían un
bloqueante neuromuscular. En el estudio de Papazian et al, la diferencia de
mortalidad entre los grupos se produjo unos 16 días después de iniciado el
tratamiento, lo que se podría explicar por la disminución de la insuficiencia
multiorgánica debida a biotrauma.
Antinflamatorios y células madre. Estrategias antinflamatorias y el empleo de
células madre mesenquimales se investigaron en animales. La principal ventaja de
estos tratamientos para prevenir las consecuencias de la lesión pulmonar inducida
por el respirador es que el tratamiento se pudo efectuar antes de que el agente
desencadenante fuera iniciado (i.e., inmediatamente antes de la ARM).
Aspectos en duda y recomendaciones
Aunque los estudios mencionados ayudan a los médicos a tomar decisiones
difíciles, con frecuencia no tienen en cuenta la complejidad de muchas situaciones.
En estos casos es aconsejable incorporar los principios fisiológicos a los datos de
los estudios. Por ejemplo, en el estudio de la ARDS Network, se empleó la
ventilación con un volumen corriente de 6 ml por kilo y se limitó la presión meseta a
30 cm de agua. Sin embargo, puesto que en algunos pacientes se produce
sobredistensión regional, el empleo de un volumen corriente reducido (o PEEP
reducida) puede estar justificado. A la inversa, el límite de 30 cm de agua para la
presión meseta puede ser demasiado bajo en algunos pacientes (por ejemplo los
que tiene una pared torácica muy rígida). En este caso, en un paciente con
hipoxemia, pueden ser apropiadas presiones meseta más altas.
Otra posibilidad es medir la presión esofágica para ayudar a programar la
estrategia ventilatoria.
Cuando los médicos emplean respiración mecánica que exige la contracción activa
de los músculos respiratorios) o ventilación no invasiva, es importante que sepan
que se pueden proporcionar volúmenes corrientes grandes a pesar de presiones
de las vías aéreas relativamente bajas.
Desde una perspectiva teórica, todos los pacientes en ARM se deberían beneficiar
con estrategias que reducen al mínimo la lesión pulmonar inducida por el
respirador. No obstante, es importante tener en cuenta los efectos de cualquier
estrategia para disminuir la lesión pulmonar sobre otros fenómenos fisiológicos o
clínicos (e.g., el efecto de una estrategia que protege el pulmón sobre la
hemodinamia). Interesa especialmente saber si los pacientes con pulmones
relativamente normales deben ser sometidos a ventilación con volúmenes
corrientes bajos.
Los pulmones normales toleran volúmenes corrientes relativamente grandes
administrados a presiones relativamente bajas siempre y cuando el estrés y las
presiones aplicadas estén por debajo del umbral de lesión. Los umbrales
específicos son inciertos, pero un metanálisis reciente mostró que la ventilación
con volúmenes corrientes más pequeños en pacientes sin SDRA puede estar
asociada con mejores resultados. Aunque estos datos sugieren que las estrategias
de ARM que protegen el pulmón se deben adoptar ampliamente, la estrategia ideal
aún no se ha determinado.