UNIVERSIDAD DE COSTA RICA SISTEMA DE ESTUDIOS DE POSGRADO PROGRAMA DE POSGRADO EN ESPECIALIDADES MÉDICAS Presión de distensión y poder mecánico: nuevos objetivos en la prevención de la lesión pulmonar inducida por la ventilación mecánica entre los pacientes con síndrome de dificultad respiratoria aguda. Una revisión sistemática Trabajo Final de Graduación sometido a la consideración de la Comisión del Programa de Posgrado en Medicina Crítica y Terapia Intensiva para optar por el grado y título de Especialista en Medicina Crítica y Terapia Intensiva Sustentante: Roberto Carlos Fernández Cordero 2023 II Dedicatoria Le dedico este trabajo, principalmente, a Dios, por darme la salud y la fuerza necesaria para culminar esta meta. A toda mi familia, quienes me han apoyado y contenido en los momentos malos y en los menos malos; además, han sufrido el impacto directo de las consecuencias del trabajo realizado en todos estos años. III Agradecimiento Son muchos los docentes que han sido parte de mi camino en estos años y a todos ellos les quiero agradecer por trasmitirme sus conocimientos y experiencias para poder estar aquí. Al doctor Dennis Rojas como mi tutor principal, por su guía a través de todos estos años de formación. Al doctor Leonardo Chacón por ser mi compañero de mil batallas y el sostén en el momento más complejo de la residencia; además, a la doctora Claudia Catarinella por ser cómplice de toda esta travesía. IV V VI VII Tabla de contenido Dedicatoria…………………………………………………………………………………………………………...II Agradecimiento…………………………………………………………………………………………………...III Carta de certificación de revisión filológica……………………………..………………………….VI Tabla de contenido……………………………………………………………………………………………..VII Lista de tablas………………………………………………………………………………………………………..X Lista de figuras……………………………………………………………………………………………………..IX Lista de abreviaturas……………………………………………………………………………………….….XII Resumen…………………………………………………………………………………………………………….....1 Abstract…………………………………………………………………………………………………………………3 Capítulo I. Introducción………………………………………………………………………………………...5 Objetivos………………………………………………………………………………………………………………...6 Objetivo general…………………………………………………………………………………………...6 Objetivos específicos…………………………………………………………………………………….6 Capítulo II. Metodología………………………………………………………………………………………..7 Capítulo III. Soporte ventilatorio mecánico invasivo…………………………………..………8 1. Epidemiología………………………………………………………………………………………………8 2. Historia………………………………………………………………………………………………………..8 3. Indicaciones…………………………………………………………………………………………………9 Capítulo IV. Síndrome de dificultad respiratoria aguda……………………………………..10 1. Nacimiento del SDRA…………………………………………………………………………………..10 2. Epidemiología…………………………………………………………………………………………….11 3. Fisiopatología…………………………………………………………………………………………….11 4. Etiología…………………………………………………………………………………………………….13 5. Diagnóstico………………………………………………………………………………………………...13 VIII 6. Pronóstico………………………………………………………………………………………………….17 Capítulo V. Lesión pulmonar inducida por la ventilación mecánica………………….19 1. Definición…………………………………………………………………………………………………..19 2. Mecanismo de lesión…………………………………………………………………………………..19 3. Stress / Strain…………………………………………………………………………………………….21 4. Barotrauma………………………………………………………………………………………………..22 5. Volutrauma………………………………………………………………………………………………..24 6. Atelectrauma……………………………………………………………………………………………..26 7. Biotrauma………………………………………………………………………………………………….27 8. Miotrauma…………………………………………………………………………………………………28 9. Ergotrauma………………………………………………………………………………………………..28 Capítulo VI. Ventilación mecánica de protección pulmonar en pacientes con síndrome de dificultad respiratoria aguda……………………………………………………..….32 1. Origen de la ventilación mecánica de protección pulmonar………………………….32 2. Objetivos de la ventilación de protección pulmonar……………………………………..33 3. Estrategias ventilatorias actuales y en evolución………………………………………....34 4. Volumen tidal…………………………………………………………………………………………….35 ▪ Controversias sobre la forma de titular el VT……………………………………36 5. PEEP………………………………………………………………………………………………………….38 ▪ Evidencia y controversias………………………………………………………………...39 ▪ Métodos para titular la PEEP……………………………………………………………41 6. Maniobras de reclutamiento……………………………………………………………………….44 7. Presión meseta (Pplat)……………………………………………………………………………….45 8. Modo ventilatorio……………………………………………………………………………………….46 9. Sedación…………………………………………………………………………………………………….47 10. Parálisis neuromuscular (PNM)…………………………………………………………………..47 11. Pronación…………………………………………………………………………………………………..50 12. ECMO…………………………………………………………………………………………………………53 13. Umbrales de oxigenoterapia……………………………………………………………………….54 Capítulo VII. Presión de distensión (DP)…………………………………………………………….56 1. Definición y medición…………………………………………………………………………………56 2. DP dinámico……………………………………………………………………………………………….58 3. DPtp…………………………………………………………………………………………………………..59 4. Evidencia clínica…………………………………………………………………………………………61 5. Limitaciones………………………………………………………………………………………………66 IX Capítulo VIII. Poder mecánico (PM)…………………………………………………………………....68 1. Conceptos básicos………………………………………………………………………………………68 2. Cálculo del PM……………………………………………………………………………………………69 3. Evidencia clínica………………………………………………………………………………………...76 4. ¿Tienen todos los elementos del PM el mismo impacto clínico?..............................78 5. Umbrales de seguridad del PM……………………………………………………………………82 6. “PM normalizado”………………………………………………………………………………………84 7. PM y su relación con el destete……………………………………………………………………88 8. Limitaciones………………………………………………………………………………………………89 Capítulo IX. DP y PM: estrategias complementarias………………………………………..…91 Capítulo X. Conclusiones…………………………………………………………………………………….95 Capítulo XI. Bibliografía……………………………………………………………………………………..96 X Lista de tablas Tabla 1. Desenlaces después del SDRA: datos actuales y análisis de subconjuntos……18 Tabla 2. Estándares de atención actuales y en evolución en SDRA…………………………...34 Tabla 3. Ecuaciones para el cálculo del PM para PCV y VCV……………………………………..73 Tabla 4. Estudios retrospectivos, observacionales y análisis secundarios de datos de estudios controlados aleatorizados en humanos que han relacionado el PM alto con VILI y peores resultados clínicos, incluyendo mortalidad……………………………………………….77 Lista de figuras Figura 1. Cronología de los criterios del SDRA y direcciones futuras………………………..17 Figura 2. Evolución del concepto de VILI………………………………………………………………..20 Figura 3. Representación gráfica de la ecuación del PM…………………………………………..30 Figura 4. Curva presión – volumen (DP = Pplat – PEEP)………………………………………….56 Figura 5. Cómo medir P1……………………………………………………………………………………….58 Figura 6. Cómo medir el DPtp………………………………………………………………………………...60 Figura 7. Forest plot de mortalidad para el cociente de riesgos combinados del grupo de DP frente al grupo control de los estudios elegibles……………………………………………66 Figura 8. Medición del PM mediante el análisis de la curva P-V………………………………..70 Figura 9. Cálculo de PM por medio de los componentes: elástico, resistivo y PEEP……71 Figura 10. Ecuación de referencia para calcular el PM según Gattinoni…………………….72 Figura 11. Ecuaciones simplificadas para el cálculo del PM en PCV y VCV…………………74 Figura 12. Forest plot de las razones de probabilidad para muerte en relación con el promedio de la población después del ajuste de siete covariables……………………………81 Figura 13. Interacción del PM según las condiciones pulmonares……………………………..86 Figura 14. PM normalizado en función de valores antropométricos o valores funcionales como la distensibilidad o la capacidad residual funcional……………………….87 XI Figura 15. Gráfico de columnas de PM y DP entre sobrevivientes y no sobrevivientes el día del diagnóstico del SDRA y 2 días después del diagnóstico………………………………….91 Figura 16. Curvas de Kaplan Meier para la mortalidad a los 90 días para los grupos de DP modificada alta y baja, y PM alto y bajo………………………………………………………………94 XII Lista de abreviaturas APACHE: puntaje sobre la evaluación en salud de la fisiología aguda y crónica BL: pulmón de bebé CAF: cánula de alto flujo CRS: distensibilidad del sistema respiratorio DLVMI: días libres de ventilación mecánica invasiva DP: presión de distensión DPtp: presión de distensión transpulmonar ECA: ensayo controlado aleatorizado EELV: volumen pulmonar al final de la espiración EIT: tomografía por impedancia eléctrica FiO2: fracción inspirada de oxígeno FMO: falla multiorgánica FRC: capacidad residual funcional MR: maniobra de reclutamiento PaCO2: presión parcial arterial de dióxido de carbono PaO2: presión parcial arterial de oxígeno PAW: presión a nivel de las vías aéreas PCI: peso corporal ideal XIII PCV: ventilación controlada por presión PEEP: presión positiva al final de la espiración PM: poder mecánico PNM: parálisis neuromuscular Pplat: presión meseta Ptp: presión transpulmonar SAPS: puntaje simplificado de la fisiología aguda SDRA: síndrome de dificultad respiratoria aguda SOFA: puntuación de evaluación secuencial de falla orgánica TC: tomografía computarizada UCI: Unidad de Cuidado Intensivo VAFO: ventilación de alta frecuencia oscilatoria VCV: ventilación controlada por volumen VD: ventrículo derecho VILI: lesión pulmonar inducida por la ventilación mecánica VMI: ventilación mecánica invasiva VT: volumen ti 1 Resumen La ventilación mecánica es un soporte orgánico importante dentro del ámbito de la terapia intensiva, para la asistencia ventilatoria en pacientes que han perdido autonomía respiratoria, hasta que esta sea restablecida. Pero, así como la VMI puede ser de gran aporte, su mal uso podría desencadenar efectos deletéreos tanto a nivel local pulmonar como sistémico, conllevando potenciales complicaciones. El SDRA representa aproximadamente el 10% de las admisiones en la UCI y el 23% de los pacientes ventilados, con una mortalidad de hasta el 45%. El reconocimiento de que los pacientes con SDRA son susceptibles a una lesión pulmonar adicional inducida por la VMI ha llevado a estrategias de protección pulmonar diseñadas para reducir el estrés total y la tensión en el “pulmón de bebé”. La presente investigación tiene como finalidad analizar la evidencia existente sobre las estrategias de ventilación mecánica de protección pulmonar en pacientes con SDRA, con especial énfasis en la presión de distensión y el poder mecánico. Además, el alcance de esta revisión se limita a pacientes adultos y a estrategias de soporte respiratorio no farmacológico (excepto bloqueadores neuromusculares, que son coadyuvantes de la VMI). La metodología empleada para llevar a cabo el estudio consiste en una revisión narrativa de los artículos más relevantes y recientes sobre la temática, consultados en las bases de datos Medline, The Cochrane Library, PubMed, así como una revisión de las guías de mayor importancia. Se concluye con la investigación que el DP y el PM como marcadores de VILI son matemática, fisiológica y conceptualmente diferentes. A pesar de que el método más utilizado para programar el VT es el PCI, se ha demostrado ampliamente que su uso no se correlaciona con el volumen pulmonar funcional. Un mejor acercamiento puede involucrar estrategias complementarias donde se individualice su manejo y se 2 considere como objetivo final, limitar el estrés y la tensión pulmonar o el DP y el consecuente PM, como potenciales subrogados de VILI. Es indispensable, además, un enfoque personalizado de ventilación mecánica para pacientes con SDRA basado en la fisiología y morfología pulmonar, la etiología del síndrome, las imágenes pulmonares y los fenotipos biológicos para mejorar el pronóstico de los pacientes. Los datos actuales basados en la población no están reflejando necesariamente pacientes individuales con diferentes tipos de lesión pulmonar y comorbilidades. Palabras clave: ventilación mecánica en el síndrome de dificultad respiratoria aguda, lesión pulmonar inducida por la ventilación mecánica, “pulmón de bebé”, ventilación de protección pulmonar, presión de distensión, poder mecánico, estrés pulmonar, tensión pulmonar, ergotrauma, biotrauma, ventilación mecánica personalizada, presión meseta, síndrome de dificultad respiratoria aguda. 3 Abstract Mechanical ventilation is an important organic support in the intensive care setting, it provided ventilatory support for patients who have lost respiratory autonomy, until it is restored. But just as it can be of great contribution, its misuse can trigger deleterious effects both locally in the lungs and systemically, leading to potential complications. ARDS represents approximately 10% of ICU admissions and 23% of ventilated patients, with a mortality of up to 45%. The recognition that ARDS patients are susceptible to additional VILI has led to lung protective strategies designed to reduce the total stress and strain on the “baby lung”. The purpose of this research is to analyze the existing evidence on lung protective mechanical ventilation strategies in patients with ARDS, with special emphasis on driving pressure and mechanical power. The scope of this review is limited to adult patients and non-pharmacological respiratory support strategies (except neuromuscular blockers, which are adjunctive to mechanical ventilation). The methodology used to design the study consists of a narrative review of the most relevant and recent articles on the subject, consulted in the Medline, The Cochrane Library, and PubMed databases, as well as a review of the most important guidelines. The conclusions are that DP and MP as VILI markers are mathematically, physiologically and conceptually different. Despite the fact that the most widely used method for programming TV is IBW, it has been widely demonstrated that its use does not correlate with functional lung volume; a better approach may involve complementary strategies where its management is individualized and the ultimate goal is to limit lung stress and strain (DP) and the consequent PM, as potential surrogates of VILI. In addition, a personalized approach to mechanical ventilation for patients with ARDS based on lung physiology and morphology, etiology of the syndrome, lung 4 imaging, and biological phenotypes is essential to improve patient prognosis. Current population-based data are not necessarily reflecting individual patients with different types of lung injury and comorbidities. Keywords: mechanical ventilation for acute respiratory distress syndrome, ventilator- induced lung injury, “baby lung”, lung protective ventilation, driving pressure, mechanical power, lung stress, lung strain, ergotrauma, biotrauma, personalized mechanical ventilation, plateau pressure, acute respiratory distress syndrome. 5 Capítulo I. Introducción El SDRA se presenta con una amplia gama de características clínicas y patológicas. Además, se caracteriza por insuficiencia respiratoria hipoxémica aguda con infiltrados bilaterales en las imágenes de tórax, que no se explican por insuficiencia cardíaca. A lo largo de los años, las terapias para el manejo del SDRA se han establecido como medidas de apoyo, concentrándose en el concepto de estrategias de ventilación mecánica protectora con el objetivo de mitigar el VILI. Por su parte, el VILI no es más que una serie de mecanismos potenciadores de daño alveolar, dados directamente por la energía transmitida desde el ventilador mecánico que van a producir repercusiones locales y sistémicas, y que pueden ser promovidas por la mala programación de la VMI. Las estrategias de protección pulmonar y su éxito dependen de la protección al área pulmonar funcional aireada, y la región normalmente aireada es muy variable entre los pacientes (asociado a la gravedad de la inflamación), y fluctúa a lo largo del curso de la enfermedad. Estas estrategias han demostrado beneficios de supervivencia en ensayos controlados aleatorizados y su objetivo unificador es minimizar el stress y strain aplicados por la VMI. Las cuales incluyen un VT ajustado al PCI, una Pplat baja y un DP reducido para proteger el “pulmón de bebé”; el uso de PEEP y maniobras de reclutamiento pulmonar para reducir la cantidad de pulmón no aireado; así como la ventilación en decúbito prono para aumentar la homogeneidad pulmonar. Por su parte, el PM se ha promulgado como una explicación teórica unificadora que agrupa todas estas variables en una medida de energía transferida desde el ventilador al sistema respiratorio. En esta construcción teórica, dicha energía transferida sería la causa del VILI. 6 Objetivos Objetivo general - Analizar la evidencia actual sobre las estrategias de ventilación mecánica de protección pulmonar en pacientes con síndrome de dificultad respiratoria aguda, con especial énfasis en la presión de distensión y el poder mecánico. Objetivos específicos - Describir los pros y los contras de la expansión de la definición del SDRA. - Evaluar los mecanismos de la lesión pulmonar inducida por la ventilación mecánica. - Definir las estrategias ventilatorias actuales y en evolución de protección pulmonar en pacientes con SDRA. - Identificar la evidencia actual que relaciona la presión de distensión con peores resultados clínicos en pacientes con SDRA. - Determinar según la evidencia más reciente, si todos los componentes del poder mecánico tiene el mismo impacto sobre la mortalidad en pacientes con SDRA. - Describir las limitaciones actuales tanto del poder mecánico como de la presión de distensión. 7 Capítulo II. Metodología Se realizó una revisión narrativa de los artículos científicos más recientes y relevantes sobre el tema en cuestión. Los documentos fueron consultados en bases de datos como MedLine mediante el vocabulario Mesh, en las bases The Cochrane Library, PubMed, en los idiomas español e inglés, desde su concepción hasta junio 2023, así como una revisión de las guías de mayor importancia. Además, se llevó a cabo una búsqueda de las referencias de estudios selectos para identificar trabajos de interés y relevancia adicionales. Para la búsqueda en Medline, The Cochrane Library y PubMed, se utilizaron los siguientes términos: “ventilatory-induced lung injury”, “invasive mechanical ventilation”, “acute respiratory distress syndrome”, “baby lung”, “lung protective ventilation”, “driving pressure”, “mechanical power”, “lung stress”, “lung strain”, “ergotrauma”, “biotrauma”, “personalized mechanical ventilation”, “plateau pressure”. En referencia a los criterios de inclusión, debido a la falta de estudios grandes y específicos para ciertas intervenciones en esta población, se revisaron metaanálisis, estudios observacionales, artículos de revisión, guías clínicas referentes al tema y bases de datos epidemiológicas. En cuanto a criterios de exclusión, se omitieron los estudios que evaluaran población pediátrica, así como artículos en idiomas distintos al inglés o español. 8 Capítulo III. Soporte ventilatorio mecánico invasivo 1. Epidemiología La VMI es una forma esencial de soporte vital de corto plazo, la cual es utilizada de manera rutinaria en múltiples ámbitos, desde pacientes en estado crítico con insuficiencia orgánica aguda, hasta pacientes que requieren procedimientos quirúrgicos programados. Esto debido a que puede mejorar la oxigenación y mantener la ventilación, reducir el esfuerzo de los músculos respiratorios y reclutar unidades alveolares. Un estudio epidemiológico realizado en los Estados Unidos ha estimado que, aproximadamente, 310 personas por cada 100 000 adultos se someten a VMI para indicaciones no quirúrgicas; lo que sugiere un alto porcentaje de pacientes que requieren de dicho soporte (1). En este mismo país, se reporta que más de 4 millones de pacientes ingresan en una UCI cada año, alrededor del 40% de estos reciben VMI en algún momento (2). 2. Historia La VMI ha revolucionado el manejo del paciente crítico, desde el pulmón de acero, hasta ahora, donde existe ventiladores automatizados, con inclusión de software que facilita el manejo ventilatorio en un sinnúmero de condiciones clínicas, tanto en pacientes quirúrgicos como aquellos con neumonías graves que amenazan la vida. Históricamente, a partir del siglo XVI, Andreas Vesalius realiza lo que se considera la primera intubación endotraqueal y ventilación artificial, mediante la colocación de un tubo de caña en la vía aérea de un perro, mediante el cual sopla aire a los pulmones con un fuelle. A pesar de esta descripción temprana de ventilación con presión positiva, no hubo avances significativos durante un periodo de tiempo, no fue sino hasta el año 1800 cuando se describe la ventilación con presión negativa; sin embargo, su aplicación se realizó a gran escala con el advenimiento de la epidemia de 9 polio en 1928. Además, con la epidemia de poliomielitis, aparece el primer ventilador con presión negativa, cuyo uso clínico fue exitoso y fue llamado pulmón de acero (3). En 1972, se lanza el primer ventilador mecánico con PEEP (Servo 900A) que incluyó válvulas con las que controlaba el flujo, dando lugar a la introducción de los modos ventilatorios. En los siguientes años, los ventiladores han ido evolucionado de tal forma que se han convertido en máquinas cada vez más compactas, fáciles de usar y con varios modos ventilatorios que permiten un mejor manejo, as í como una adecuada monitorización (4). A mediados del siglo XX, la mayoría de avances reportados acerca del manejo de la ventilación con presión positiva se originaron en las salas de operaciones, recomendaciones que fueron transferidas a la UCI, sobre todo, las que hacían referencia al manejo del VT y la PEEP; a pesar de que estas fueron desarrolladas en pulmones sanos, su aplicación en UCI fue para pacientes con insuficiencia respiratoria asociada a múltiples etiologías (3). 3. Indicaciones La insuficiencia respiratoria es la principal indicación para el uso de VMI en la UCI; esta puede ser insuficiencia respiratoria hipercápnica (falla ventilatoria) o insuficiencia respiratoria hipoxémica. La falla ventilatoria se caracteriza por un incremento en la PaCO2, debido a hipoventilación alveolar o incremento del trabajo respiratorio. Por su parte, la falla para mantener una adecuada oxigenación se caracteriza por una anormalmente baja relación entre la PaO2:FiO2 o un requerimiento de presión positiva para mantener esta relación. Los objetivos de la VMI son aliviar la carga de trabajo excesiva de la respiración y mejorar el intercambio de gases, sin afectar la hemodinámica ni incurrir en lesiones iatrogénicas por presiones intolerables u oxígeno inspirado (5). No obstante, la focalización selectiva de uno de estos objetivos puede colisionar con las metas de otro como se presenta más adelante. 10 Capítulo IV. Síndrome de dificultad respiratoria aguda 1. Nacimiento del SDRA Si bien es probable que exista el SDRA, desde tiempos inmemoriales, surgió como una entidad clínica importante a fines de la década de 1960 con el advenimiento de la ventilación mecánica con presión positiva y el desarrollo de las UCI. Su descripción inicial está documentada en 1967 por Ashbaugh. El SDRA fue identificado a través de estudios de imagen pulmonar por radiografía y se describió como una enfermedad relativamente homogénea ocasionada por daño de la membrana alvéolo-capilar (6). En la descripción original, se presentó como un pulmón rígido y duro en 12 pacientes con hipoxemia de nueva aparición refractaria al oxígeno suplementario, infiltrados bilaterales en la radiografía de tórax y CRS reducida. La inflamación, el edema y las membranas hialinas estaban uniformemente presentes en los pulmones de los no sobrevivientes (6). No fue sino hasta 1980 cuando, con la ayuda de estudios realizados con tomógrafos, se caracterizó de mejor manera la distribución heterogénea de la lesión pulmonar (7). Estos hallazgos, posteriormente, se describieron como “pulmón de bebé”, al correlacionar la porción aireada de un pulmón con SDRA severo con el volumen de un pulmón sano de un niño de 5 años (8). Gattinoni descubrió que el pulmón del SDRA no es rígido, sino pequeño, y que la distensibilidad específica del pulmón insuflado residual es casi normal, como lo indica la distensibilidad específica del tejido. El “pulmón de bebé” se localiza, principalmente, en las regiones pulmonares no dependientes, pero es probable que su posición en el pulmón dependa del efecto gravitatorio sobre la estructura pulmonar, ya que la alta densidad en las regiones dorsales en posición supina se redistribuye a las regiones ventrales en posición prona (8). 11 2. Epidemiología El SDRA se caracteriza por un rápido inicio de insuficiencia respiratoria hipoxémica y alteración de la mecánica respiratoria; es una patología pulmonar de etiología multifactorial que se asocia a una elevada morbilidad y mortalidad. Más de 3 millones de personas son diagnosticadas con SDRA cada año. Además, este se informa en hasta el 10% del total de admisiones en UCI, en el 20% de todos los pacientes que requieren de VMI y la tasa de mortalidad es de hasta el 40% (9). Por su parte, los estudios reportan una amplia gama de costos por paciente con SDRA de entre $54 490 y $450 888 (10). Los pacientes con SDRA en el estudio LUNG SAFE tuvieron una mediana de duración de la VMI de 8 días, una estancia en UCI de 10 días y una estancia hospitalaria de 17 días. Si bien los datos de una era anterior al COVID-19 muestran que pocos pacientes con SDRA mueren por insuficiencia respiratoria irreversible (las estimaciones varían según la definición, pero se encuentran entre < 1% y 9%), este tiene un efecto directo y medible en la mortalidad de los pacientes (11). En comparación con los pacientes en UCI que no tienen SDRA, este aumenta la tasa de mortalidad en un 15% (12). Además, en el contexto del SDRA relacionado con sepsis, se ha demostrado que la tasa de mortalidad atribuible es de hasta el 37% (13). 3. Fisiopatología El SDRA se caracteriza por una alteración del intercambio gaseoso pulmonar que pone en peligro la vida, lo que provoca hipoxemia, hipercapnia y acidosis respiratoria, por lo que requiere medidas de rescate agudas. El suministro de oxígeno a los tejidos es necesario para toda la vida aeróbica, y la hipoxia tisular resultará en varios efectos nocivos que incluyen reactividad vascular alterada, inflamación, apoptosis celular y disfunción o falla de órganos (14). En específico, el SDRA es el término que se aplica a un espectro de condiciones con diferentes etiologías que comparten características clínico-patológicas comunes, 12 las cuales incluyen: (1) aumento de la permeabilidad de la membrana alvéolo-capilar, lo que resulta en edema inflamatorio; (2) aumento del tejido pulmonar no aireado que da como resultado una mayor elastancia pulmonar (distensibilidad más baja); y (3) aumento de la mezcla venosa y del espacio muerto, que dan como resultado hipoxemia e hipercapnia (15). La disrupción de la barrera alveolar epitelial-endotelial da como resultado la acumulación de un edema pulmonar rico en proteínas, disfunción del surfactante y deterioro del intercambio de gases. Aunado a ello, el SDRA se puede asociar con trastornos fisiológicos, que incluyen disminución de la CRS, aumento del espacio muerto fisiológico y aumento del cortocircuito, junto con características histológicas de edema pulmonar, inflamación, membranas hialinas y hemorragia alveolar. Clásicamente, se describía el sello histológico del SDRA como daño alveolar difuso; sin embargo, en datos de autopsias, se ha informado que este daño está presente en menos de la mitad de los pacientes con dicho síndrome (16). Las lesiones pulmonares en los pacientes con SDRA se distribuyen de manera desigual y el tejido pulmonar lesionado coextiste con tejido pulmonar normal. Esto ocasiona una marcada heterogeneidad en la ventilación. Mediante la aplicación de un modelo matemático dentro de las áreas fronterizas entre las regiones aireadas y lesionadas, se han documentado fuerzas de estiramiento hasta cuatro o cinco veces mayores (17). Las unidades pulmonares no funcionales en el SDRA coexisten con unidades funcionales, pero son estas últimas las que reciben la totalidad de cada VT y realizan todo el intercambio gaseoso con la sangre. Este tejido pulmonar funcional de menor capacidad es lo que Gattinoni describió como “pulmón de bebé” (8). Cualquiera que sea el número, la eficiencia y la distribución de las unidades que componen este “pulmón de bebé”, las estrategias de protección de la ventilación mecánica deben estar dirigidas a preservar su tamaño y funcionalidad, con el objetivo de evitar el VILI. 13 La ventilación y la perfusión del pulmón de bebé aumentan para mantener un intercambio gaseoso adecuado cuando la lesión es grave y ambas pueden influir en la extensión de la expresión de VILI. Así mismo, es importante destacar que el tamaño reducido y la capacidad de intercambio gaseoso implican la pérdida de la capacidad ventilatoria, que disminuye en proporción a la gravedad de la lesión. Por lo que concentrar toda la carga de trabajo de la ventilación en un BL ya sobrecargado acentúa su potencial de lesión progresiva (18). 4. Etiología Es importante recalcar que el SDRA (como su nombre lo indica) es un síndrome, no una enfermedad, y como tal existe una heterogeneidad importante en cuanto a resultados y respuesta a los tratamientos entre pacientes que cumplen los mismos criterios (15). Dentro de los factores de riesgo para desarrollar un SDRA, destacan: neumonía, sepsis de origen no pulmonar, aspiración de contenido gástrico, politrauma grave, contusión pulmonar, pancreatitis, quemadura severa, choque no cardiogénico, toxicidad farmacológica, reacción transfusional y vasculitis pulmonar (19). A su vez, la lesión de la unidad alveolo-capilar, característica del SDRA, puede tener relación con la presencia de un desencadenante que podría ser primario o secundario; por lo que se clasifica su etiología en relación con su origen. Se determina como SDRA primario el que se desarrolla como un daño directo al pulmón y SDRA secundario el que tiene un origen extra pulmonar (20). 5. Diagnóstico La utilidad de las herramientas de diagnóstico en el cuidado de la salud es su capacidad para informar la toma de decisiones clínicas e identificar poblaciones de pacientes con conjuntos comunes de características, resultados y capacidad de respuesta al tratamiento. 14 En 1994, en un intento de normalizar y unificar criterios diagnósticos, los miembros de la American-European Consensus Conference (AECC) consideraron las definiciones de “lesión pulmonar aguda” (ALI) y SDRA (21). Por inconvenientes en su aplicabilidad, se identificó la necesidad de revisar nuevamente cada uno de los planteamientos que constituyen este síndrome y se llevó a cabo en el 2012 la conferencia que dio como resultado la “definición de Berlín” y la clasificación actual del SDRA en leve, moderado y severo, descartando el término de ALI (20). En esta clasificación, el SDRA se caracterizó por la aparición aguda (dentro de una semana) de opacidades bilaterales en la radiografía de tórax, que no se explican completamente por insuficiencia cardíaca, y se dividió en subgrupos leve, moderado y grave, según el grado de hipoxemia medido con al menos 5 cmH2O de presión positiva utilizando límites superiores de PaO2/FiO2 de 300, 200 y 100 mm Hg, respectivamente (22). Uno de los beneficios de la definición estandarizada para SDRA fue facilitar el reclutamiento en ensayos clínicos, lo que llevó al desarrollo de terapias de apoyo efectivas. Una definición estandarizada también permite a los médicos comprender fácilmente la población reclutada para un ensayo clínico y, por lo tanto, aplicar la evidencia generada a partir de esos ensayos para informar el tratamiento de los pacientes apropiados en la atención clínica (23). En la última guía de European Society of Intensive Care Medicine (ESICM) del presente año, se analiza la expansión del alcance de la definición del SDRA, así como los pros y los contras de esta expansión. Este tema también es importante para aplicar una definición en entornos de escasos recursos. Los defensores sugieren que la definición del SDRA debe modificarse para permitir que los pacientes con CAF sean elegibles por el criterio de oxigenación, aunque no estén siendo ventilados con PEEP ≥ 5 cmH2O (como lo requiere la definición de Berlín). Este enfoque tiene validez aparente en muchos pacientes con hipoxemia severa, quienes son tratados con flujos altos y FiO2 alta con CAF. Por su parte, los opositores argumentan que este enfoque puede diluir la gravedad de la enfermedad entre los pacientes etiquetados como SDRA, ya que también 15 captaría pacientes con un mejor pronóstico o afectaría las comparaciones entre grupos (24). Como se menciona, el requisito de ventilación con presión positiva significa que muchos pacientes con insuficiencia respiratoria aguda hipoxémica e infiltrados bilaterales no pueden cumplir la definición de SDRA, a pesar de tener características biológicas similares a los pacientes con estas en ventilación con presión positiva. Dado el uso cada vez mayor de oxígeno nasal de alto flujo por medio de CAF, que podría proporcionar niveles bajos de PEEP como uno de sus beneficios fisiológicos, existe interés en incluir a los pacientes que reciben oxígeno nasal de alto flujo en futuras definiciones de ARDS (25). Una modificación para incluir oxígeno nasal de alto flujo en la definición del SDRA permitiría la identificación temprana de pacientes con este síndrome y facilitaría el reclutamiento para ensayos clínicos en un punto en el tiempo más temprano en el curso clínico. No obstante, hay limitaciones potenciales de esta modificación. Por ejemplo, en un estudio prospectivo de un solo centro de 148 pacientes, se encontró que la PaO2/FiO2 variaba sustancialmente después de un cambio de CAF a VMI (26). La inclusión del criterio de la radiografía de tórax sigue siendo una pregunta dada su confiabilidad de moderada a baja y su disponibilidad limitada en algunos entornos. Además, se reconoce que los criterios de la radiografía de tórax para el SDRA tienen una confiabilidad interobservador subóptima y no se reconocen en entornos clínicos. En entornos de investigación, se han estudiado herramientas para mejorar la confiabilidad del diagnóstico de SDRA. Y se ha demostrado que la evaluación radiográfica del edema pulmonar, que utiliza una evaluación visual de la consolidación de cuatro cuadrantes y la densidad del infiltrado, tiene una buena confiabilidad intraobservador y una alta precisión diagnóstica para el ARDS (27). Por su parte, la tecnología de inteligencia artificial, como la herramienta de detección de SDRA, es otro instrumento que ha demostrado identificar con precisión la consolidación bilateral del espacio aéreo consistente con SDRA en entornos de investigación, pero requiere una validación adicional antes del uso clínico (28). 16 Los pacientes con SDRA representan un subconjunto de una población más amplia de insuficiencia respiratoria hipoxémica aguda. La diferencia clave entre estos es el requisito de infiltrados bilaterales en las imágenes de tórax. Además, la evidencia del estudio LUNG SAFE indica que los resultados son similares para pacientes con infiltrados unilaterales o bilaterales, lo que sugiere que los infiltrados bilaterales podrían no ser necesarios como parte de la definición sindrómica de ARDS. Sin embargo, se necesita más investigación para comprender las similitudes y diferencias en las características clínicas y biológicas de los pacientes con SDRA e insuficiencia respiratoria hipoxémica aguda (29). Se ha debatido, por lo tanto, en la última, la eliminación total del criterio radiográfico; permitir que las opacidades unilaterales cumplan los criterios del SDRA, como lo han hecho los cuidados intensivos pediátricos; requerir un TAC para cumplir con la definición completa (más precisa, pero menos disponible incluso en centros terciarios); y permitir que la ecografía pulmonar (más disponible, pero con características operativas menos conocidas y requiere entrenamiento en la adquisición de imágenes) cumpla con los criterios de definición (24). De manera similar, la última década también ha visto un mayor uso de la relación SpO2/FiO2 en lugar de la relación PaO2/FiO2 como medida del grado de hipoxemia (30). La evidencia de análisis retrospectivos respalda la capacidad de la relación SpO2/FiO2 para predecir los resultados en pacientes con SDRA. Los defensores argumentan que la relación SpO2/FiO2 es menos invasiva y está más disponible, destacando su uso en ECA actuales. El contraargumento, sin embargo, es que existen imprecisiones en las mediciones de SpO2, particularmente entre pacientes con piel más oscura y aquellos en estado de shock o con perfusión distal deficiente. Además, muchos pacientes son tratados para mantener su SpO2 por encima del 97 %, lo que da como resultado una relación SpO2/FiO2 poco informativa (31). 17 Figura 1. Cronología de los criterios del SDRA y direcciones futuras. Tomado de Lancet, Gorman et al. (2022) (23). 6. Pronóstico La predicción de resultados en pacientes ingresados a la UCI bajo VMI por insuficiencia respiratoria aguda es un desafío. Las puntuaciones de gravedad de la enfermedad, como la puntuación APACHE y el SOFA, son eficaces para estimar el riesgo de muerte en la población general de la UCI. Para los pacientes de la UCI con SDRA, se ha propuesto la definición de Berlín para SDRA, a fin de clasificar el riesgo de muerte, aunque con un éxito limitado. La definición de Berlín clasifica la gravedad del SDRA en tres categorías: leve (200 mmHg > PaO2/FiO2 ≤ 300 mmHg), moderado (100 mmHg > PaO2/FiO2 ≤ 200 mmHg) y grave (PaO2/FiO2 < 100 mmHg) con una mortalidad hospitalaria en torno al 27% para SDRA leve, del 32% para moderado y del 45% para grave (32). Aunque ha habido un informe de alta incidencia de hipoxia refractaria como causa de muerte por SDRA, la sepsis y la FMO son las principales, por lo que se debe realizar cualquier tratamiento que pueda prevenir el desarrollo de ambas (33). 18 Tabla 1. Desenlaces después del SDRA: datos actuales y análisis de subconjuntos. Tomado de Intensive Care Med, Bein et al. (2016) (14). 19 Capítulo V. Lesión pulmonar inducida por la ventilación mecánica 1. Definición Al igual que cualquier intervención farmacológica, la VMI debe ser titulada dentro de una ventana terapéutica, con la finalidad de que alcance el objetivo por el cual se inició, mientras se limitan los efectos adversos de su uso. La VMI ha sido reconocida como una causa de daño pulmonar desde su introducción; en 1967 se acuñó el término “pulmón de respirador” para describir el daño alveolar difuso y las membranas hialinas encontradas en el análisis post mortem de pacientes que habían sido ventilados mecánicamente, aunque el término VILI se introdujo hasta 1993 (34). Esta entidad fue definida formalmente en 1998 por el International Consensus Conferences in Intensive Care Medicine (ICCICM) como una lesión pulmonar aguda establecida directamente por el efecto de la VMI. Estas alteraciones imitan en su presentación morfológica, fisiológica y radiológicamente a las lesiones causadas por el SDRA (35). 2. Mecanismos de lesión Se han reconocido varios factores como posibles desencadenantes de VILI. El primero fue la presión (de ahí el término barotrauma); luego el volumen (de ahí el término volutrauma); finalmente, la apertura y cierre cíclica de las unidades pulmonares (atelectrauma). Menos atención se le ha prestado a la FR y al flujo, aunque, como se verá más adelante, tanto las consideraciones teóricas como la evidencia experimental les atribuyen un papel significativo en la generación de VILI (36). En la figura 2, se encuentra la evolución de VILI desde su primera descripción, como se muestra, la terminología tiende a reflejar la causa de la lesión más que sus efectos. De hecho, los efectos pueden variar desde microfracturas hasta rupturas manifiestas; desde la producción de citoquinas hasta conglomerados de glóbulos blancos o desde permeabilidad alterada hasta hemorragia intraalveolar. Por lo tanto, bajo el término VILI, es posible englobar diferentes mecanismos fisiopatológicos, cada 20 uno de ellos con sus propias vías diferentes, que finalmente conducen a manifestaciones posiblemente distintas (37). Figura 2. Evolución del concepto de VILI. Tomado de Ann Transl Med, Tonetti et al. (2017) (37). La lesión inicial del parénquima pulmonar es necesariamente mecánica y podría manifestarse como una distorsión no fisiológica de la matriz extracelular o como microfracturas en el hialuronano; probablemente el polímero más frágil incrustado en la matriz. El orden de magnitud de la energía necesaria para romper un enlace molecular entre el hialuronano y la proteína asociada es de 1,12 × 10-16 julios (J), entre un 70 y un 90 % más que la energía media suministrada por una sola respiración de un litro suponiendo una elastancia pulmonar de 10 cmH2O/L. Con una distribución estadística normal de la fuerza de unión, algunos polímeros estarán expuestos en cada ciclo a una energía lo suficientemente grande como para romperse. Tanto la distorsión de la matriz extracelular como las fracturas del polímero conducen a un aumento inflamatorio de la permeabilidad capilar con edema, si el flujo sanguíneo pulmonar es suficiente (37). Por lo tanto, VILI representa el resultado no deseado de una interacción compleja entre varias fuerzas mecánicas, que actúan sobre las estructuras pulmonares, como las células epiteliales tipo I y II, las células endoteliales, los macrófagos, las vías respiratorias periféricas y la matriz extracelular durante la VMI. Por su parte, los 21 principales mecanismos que pueden conducir a VILI son el daño directo a la membrana alveolocapilar y a la matriz extracelular, así como la mecanotransducción, que es la conversión de un estímulo mecánico en señales bioquímicas y moleculares intracelulares. El grado de daño directo y mecanotransducción puede depender de la cantidad de energía transferida desde el ventilador mecánico a los pulmones del paciente. A su vez, el grado de transferencia de energía depende de los parámetros ventilatorios ajustados por el operador al lado de la cama (37). 3. Stress / Strain Con el advenimiento de nueva tecnología, se ha podido ampliar el conocimiento de los factores que determinan el desarrollo de VILI, dentro de los conceptos que sobresalen se encuentra el stress y strain pulmonar. Se describe como “stress o estrés” a la fuerza o presión aplicada a las estructuras del fibroesqueleto pulmonar (en el pulmón, el parámetro que se aproxima al stress es la Ptp) y “strain o tensión” al cambio en longitud o volumen asociado a la deformación generada por el stress desde su estado basal o de reposo (relación entre el volumen inspiratorio final/volumen espiratorio final). Estos nuevos conceptos han permitido redefinir los conocimientos clásicos de VILI, por lo que se llega a la conclusión de que el volutrauma está dado por una lesión por excesivo strain y al barotrauma como una lesión por excesivo stress (39). Por lo que, actualmente, se cree que la exposición repetitiva de un VT causa tensión excesiva que lesiona a los microelementos estructurales; es el principal estímulo mecánico para la lesión tisular causada por la ventilación. Eventualmente, la VILI manifiesta se produce cuando la tasa de dichas alteraciones excede la capacidad endógena del pulmón para prevenirlas o repararlas (40). El efecto adverso de la ventilación mecánica se deriva globalmente de dos causas: incremento no fisiológico de la Ptp (stress) y el incremento o disminución de la presión pleural (41). Los cambios en la Ptp están directamente relacionados con VILI, lo cual es el resultado de la disrupción mecánica de la unidad alveolo-vascular, con la 22 consecuente hemorragia, inflamación local, aumento de la permeabilidad, disfunción del surfactante, formación de edema y colapso alveolar (42). Por su parte, el sistema alveolar está compuesto por fuerzas gravitacionales; el peso del parénquima determina un aumento en la presión pleural en las regiones dependientes y una reducción de esta en las zonas no dependientes, con lo que se logra obtener un gradiente de Ptp y de los volúmenes alveolares. La magnitud de este fenómeno es proporcional a la densidad pulmonar, por lo tanto, en los casos de aumento de densidad puede darse el colapso de las regiones dependientes y a la sobredistención de las regiones no dependientes (42). Finalmente, otros factores no menos importantes que influyen en la presentación de VILI que se han descrito son el tamaño del BL, el potencial de reclutamiento y la heterogeneidad del parénquima. La heterogeneidad del parénquima puede promover VILI al convertir las zonas lesionadas en potenciadoras de stress global. Por otro lado, la heterogeneidad mecánica, la cual aumenta con la extensión del daño y la severidad, concentra el estrés en las interfases de unión y acentúa la tensión efectiva (39). La distensibilidad limitada del BL que se encuentra en enfermedades graves predispone a acelerar la lesión por fuerzas mecánicas, especialmente cuando las tensiones de las insuflaciones por encima del umbral de lesión se repiten sin cesar. En otras palabras, suponiendo que cada unidad pulmonar que conforma el BL tiene una elastancia similar, la misma carga de potencia que un pulmón con gran capacidad de expansión soporta sin estrés o tensión dañina, puede lesionar a uno más pequeño, cuya exposición de energía acumulada por unidad pulmonar se eleva en proporción inversa a la reducción de la distensibilidad del BL (18). 4. Barotrauma La presión excesiva que conduce a la ruptura macroscópica del parénquima pulmonar es la primera causa reconocida de VILI y se denominó barotrauma. Este tipo de lesión incluye neumotórax, neumomediastino, enfisema subcutáneo y embolismo 23 gaseoso. Fue mencionado por primera vez por Macklin et al. en 1940, quienes estudiaron los mecanismos que llevan a la ruptura alveolar y encontraron que la sobredistensión era una causa determinante para su daño, deformación y ruptura, presentando como requisito básico la existencia de un gradiente de presión entre el alvéolo y la vía aérea. El gradiente de presiones establecido genera una ruptura por stress cuando la presión contra el tejido excede las propiedades de deformación máxima de las fibras de colágeno (43). A principios de la década de 1970, cuando se utilizaba mayoritariamente la ventilación controlada por volumen y el objetivo ventilatorio era mantener la PaCO2 dentro de un rango normal, los neumotórax eran tan frecuentes que se propuso la inserción profiláctica de drenajes torácicos bilaterales para evitar la muerte por neumotórax súbito a tensión (44). El nivel de presión considerado nocivo no se había definido hasta que se dispuso de los datos del ensayo ARMA, los cuales sugerían que un valor de 30 cmH2O de presión en la vía aérea era el máximo tolerable durante la ventilación mecánica (45). Sin embargo, el uso de un único número para definir los posibles peligros es demasiado simplista, ya que puede llevar a administrar una presión insuficiente a algunos pacientes y una presión excesiva a otros, como se verá más adelante. La incidencia mundial actual de barotrauma en pacientes con SDRA que reciben VMI se encuentra entre el 3 al 13% con una mortalidad menor al 2%, pero, hasta el momento, los estudios no se han realizado formalmente en pacientes con otras patologías (46). Sin embargo, como lo que causa VILI no es la presión aplicada a las vías respiratorias, sino la aplicada al pulmón (es decir, la Ptp), se deduce que un umbral de presión debe ser un valor de Ptp y no de presión de las vías respiratorias. En realidad, la relación entre la presión de las vías respiratorias y la Ptp en un paciente individual es estrictamente lineal. Sin embargo, lo que importa es la pendiente de dicha relación, que es igual a la relación entre la elastancia pulmonar y la elastancia total del sistema 24 respiratorio (EL/Etot), que tiene un promedio de 0,7 en la población, pero oscila entre 0,2 y 0,8 (39). Si se considera como un posible umbral para VILI un valor de Ptp en el que algunas de las unidades pulmonares están completamente insufladas (es decir, en el que las fibras de colágeno de la matriz extracelular están completamente distendidas), experimentalmente se puede establecer un valor de referencia de 21 cmH2O (47). En un paciente promedio (EL/Etot =0,7), este valor de Ptp equivaldría a 30 cmH2O de presión en las vías respiratorias. Sin embargo, en un paciente con EL/Etot = 0,8, una presión en las vías respiratorias de 30 cmH2O daría como resultado una Ptp al final de la inspiración de 24 cmH2O, que corresponde a un volumen pulmonar cercano a la capacidad pulmonar total. Por el contrario, en un paciente en el que la relación EL/Etot es tan baja como 0,2 (p. ej., obesidad o embarazo), la misma presión meseta en las vías respiratorias de 30 cmH2O corresponderá a una Ptp de solo 6 cmH2O, que puede estar asociada con colapso pulmonar e hipoxemia (48). 5. Volutrauma El enfoque en la importancia del volumen en la génesis de VILI se debió, principalmente, a Dreyfuss y colegas; quienes, en una serie de experimentos en el año 1988, en los que se envolvió la pared torácica para aumentar su elastancia, demostraron que, para que ocurra VILI, lo que importa es el VT administrado, independientemente de las presiones (es decir, el volumen bajo no causó ningún daño incluso en presencia de presiones altas en ratas con vendaje en el pecho, mientras que el volumen alto sí lo hizo) (49). La larga discusión entre los partidarios del volutrauma frente a los partidarios del barotrauma pierde sentido, si se refiere a la Ptp (stress) como se mencionó previamente, en lugar de la presión de las vías respiratorias, y al strain (es decir, volumen corriente normalizado al volumen pulmonar en reposo), en lugar de VT. En efecto, se cumple la siguiente relación: Ptp = K x VT/FRC. Donde K es la elastancia pulmonar y FRC es el volumen pulmonar presente al final de la espiración. De lo 25 anterior, se puede deducir: Stress = Elastancia x Strain. De la relación anterior, es evidente que el volutrauma, causado por strain excesivo, está estrictamente relacionado con el barotrauma, causado por un stress excesivo, siendo la elastancia específica la constante de proporcionalidad (~12 cmH2O) (37). Con este razonamiento queda establecido que la lesión pulmonar asociada a volumen o presiones guarda un concepto integral, ya que no puede existir volutrauma sin barotrauma, al considerarse los dos eventos idénticos al ajustarlos a una constante que es la elastancia pulmonar (40). Sin embargo, como el pulmón es un órgano formado por un material viscoelástico, esta consideración modifica las leyes físicas por los cambios dinámicos del sistema respiratorio durante la asistencia respiratoria mecánica. Es así que el VILI puede estar relacionado con el strain ocasionado por su componente estático y dinámico. El strain estático hace referencia al cambio del volumen pulmonar asociado al uso de PEEP y el strain dinámico al cambio cíclico del parénquima pulmonar en cada ciclo respiratorio; en el strain dinámico intervienen, adicionalmente, el flujo inspiratorio y el cambio de volumen en su caracterización; y al considerarse que el cambio se da en relación al tiempo, se incluye la frecuencia respiratoria. Además, en las últimas investigaciones, se ha demostrado mayor asociación lesiva con el strain dinámico que con el estático (50). El strain dinámico podría promover VILI, ya que la cantidad de distorsión y expansión de las estructuras pulmonares depende del volumen pulmonar inicial. Por lo tanto, si el pulmón está completamente insuflado, una VT grande podría no ser necesariamente tan dañina como en presencia de un pulmón colapsado. Sin embargo, si el pulmón no está completamente abierto, incluso un VT bajo puede ser peligroso, creando áreas de alta tensión dinámica. Por otro lado, el strain estático podría inducir lesiones pulmonares debido a un insuflado excesivo; sin embargo, parece menos dañina que la deformación dinámica (42). 26 6. Atelectrauma El concepto de atelectrauma fue introducido por Arthur Slutsky y su grupo, después de observar el fuerte aumento de las citocinas inflamatorias en experimentos in vivo en ratas, cuando se permitió que los pulmones colapsaran y se volvieran a insuflar cíclicamente (51). La base teórica para el daño inducido por la apertura y el cierre entre las insuflaciones puede encontrarse en Mead et al. (52), quienes discutieron la mala distribución del stress y el strain a lo largo de un parénquima pulmonar no homogéneo. La apertura y el cierre cíclicos representan la asíntota de este fenómeno, que también puede encontrarse en menor medida entre dos estructuras pulmonares contiguas que presentan diferente elasticidad. Técnicas de biomicroscopia muestran cómo los alvéolos sanos en un ciclo respiratorio típico tienen una deformación mínima y serían los bronquiolos respiratorios los que experimentan mayor cambio físico; sin embargo, en el pulmón de un paciente lesionado, existe tendencia al colapso alveolar, sobre todo, en las regiones inferiores, “zonas dependientes”. Situación que se ve favorecida por diferentes factores, tales como la pérdida y desnaturalización de surfactante, el efecto del peso del tejido adyacente, el peso del corazón y el edema inflamatorio intraalveolar. De esta manera, se han discriminado dos zonas en un pulmón lesionado: las zonas de colapso pasivo por compresión y las zonas de consolidación inflamatoria. Las primeras serían por definición “reclutables” y las consolidadas lo son parcialmente o presentan un potencial de reclutamiento nulo (53). La lesión asociada a reclutamiento y desreclutamiento cíclico o atelectrauma es la forma de VILI que resulta del daño causado por las fuerzas de deformación o de cizallamiento que experimentan las unidades alveolares sometidas a un fenómeno de expansión alveolar durante la inspiración y colapso alveolar durante la espiración (54). 27 En 1974, Webb y Tierney demostraron el efecto protector del uso PEEP en modelos experimentales, al disminuir el desarrollo de edema pulmonar cuando se aplicaba PEEP extrínseca en sujetos con altas presiones pico. Sin embargo, su uso no fue considerado hasta años posteriores, cuando se demostró que la titulación adecuada de la PEEP era un factor para evitar VILI previniendo la lesión por atelectrauma (55). 7. Biotrauma Si el stress y el strain son tan elevados que inducen una ruptura, la fuga de aire se producirá inmediatamente sin ninguna otra característica microscópica. Sin embargo, si el stress y el strain son patológicamente elevados, pero insuficientes para causar la ruptura alveolar, las manifestaciones observadas se relacionan principalmente con la cascada inflamatoria. El término biotrauma describe un proceso en el cual fuerzas biofísicas pueden alterar la fisiología normal de las células pulmonares, incrementando los niveles de mediadores inflamatorios y, con esto, promoviendo cambios en los procesos de reparación/remodelamiento del tejido pulmonar (56). Así, el biotrauma describe a los mecanismos biológicos que gatillan una lesión asociada a la VMI. El principal y más evidente mecanismo es la amplificación de la respuesta inflamatoria pulmonar previa, que aparece por un aumento en la producción de mediadores inflamatorios en el tejido pulmonar, el cual conduce a un incremento de las citoquinas a nivel sistémico y que, a su vez, incrementa la disfunción orgánica. Al respecto, Varios estudios han demostrado que el biotrauma no se limita de forma única al pulmón, sino que compromete a todo el organismo, ya que intensifica la respuesta inflamatoria sistémica (37). En consecuencia, aunque el desencadenante de VILI debe ser necesariamente de naturaleza mecánica, la reacción inflamatoria que sigue a una deformación excesiva o microfracturas juega un papel importante. La primera reacción es la producción de citocinas, que se originan a partir de células epiteliales anormalmente distorsionadas o 28 de fragmentos de hialuronano que desencadenarán una reacción inflamatoria mediada por receptores tipo toll (TLR) (57). Una vez que la reacción inflamatoria se activa por completo, las consecuencias son las típicas: aumento de la permeabilidad vascular, migración de células inflamatorias, aumento de la adhesión plaquetaria, activación de la vía del factor tisular, etc. Todos estos procesos conducen a una profunda remodelación de la matriz extracelular, aumentando su degradación y manteniendo el estímulo inflamatorio. Por otro lado, hay que recordar que la reacción inflamatoria también es necesaria para impulsar la reparación pulmonar, cuyos mecanismos y posibles interacciones con la ventilación mecánica se desconocen hasta la fecha en gran medida (37). 8. Miotrauma Actualmente, el uso del soporte ventilatorio mecánico invasivo ha despertado preocupación; no solo por el desarrollo o aumento de la lesión pulmonar, sino también por el daño y atrofia en las fibras de los músculos respiratorios, principalmente del diafragma, ocasionando la llamada disfunción diafragmática inducida por el ventilador. La atrofia muscular asociada a la VMI es una patología frecuente en la UCI, que se presenta hasta en el 55% de los pacientes después de una semana de ventilación mecánica (58). El diafragma tiene una regulación entre la proteólisis y la síntesis de proteínas, que se ve rápidamente modificada por la VMI, en especial en modos ventilatorios de soporte total. Inicialmente, hay aumento de la proteólisis y, después, se asocia a disminución de la síntesis proteica por las fibras musculares (60). 9. Ergotrauma Inicialmente, se creía que la lesión pulmonar estaba establecida por dos mecanismos: el volutrauma y atelectrauma; ambos como consecuencia del stress mecánico con afectación focal y global del parénquima pulmonar respectivamente. No obstante, este enfoque quedó sin sustento al considerarse una definición que integra 29 todos los mecanismos de lesión cuantificados y que pueden expresar la energía y trabajo aplicado al pulmón, a lo que se define como “ergotrauma” (61). Actualmente, se le ha prestado importancia a la cantidad de energía que entrega el ventilador al sistema respiratorio y se ha conceptualizado en términos de PM conjuntando el estrés, la tensión, el flujo inspiratorio y la FR. Además, se ha definido el PM como “la energía entregada por unidad de tiempo al sistema respiratorio por parte del ventilador mecánico y se mide en Joules/minuto” (38). El PM nace bajo la percepción de que cada uno de los parámetros que se configura en el ventilador tienen el riesgo de inducir VILI y que este efecto es sumativo, es decir, al aumentar la intensidad de tal o cual parámetro que lo conforma, va a subir también la energía que el ventilador transmite al sistema respiratorio de forma global. Este nuevo parámetro integra la mayoría de las variables que se configuran en el ventilador en el momento del manejo del paciente crítico. Se basa en el hecho de que cada parámetro del ventilador (VT, flujo, PEEP, Pplat, FR, etc.) tiene la potencial capacidad de causar VILI (61). De modo que, en los últimos años, la mejor comprensión de las causas biofísicas de VILI ha cambiado el enfoque tradicional de optimizar el patrón de insuflación de un ciclo tidal único (por ejemplo, VT y presiones en las vías respiratorias) hacia evitar la exposición de la barrera alveolo-capilar a niveles dañinos de energía y PM. Estas variables “ergocéntricas” más nuevas no solo explican las características estáticas, como la Pplat, la PEEP y el DP, sino también las dinámicas como el flujo y la frecuencia (40). Así, el concepto de energía mecánica ha ganado nueva atención por parte de la comunidad de cuidados intensivos cuando se reconoció que los parámetros del ventilador pueden interactuar con las fuerzas que actúan sobre la superficie pulmonar y contribuir al VILI. De hecho, si se considera la ecuación clásica de movimiento (P = Ers x VT + Raw x Flujo + PEEP), que cuantifica todas las presiones presentes en el sistema 30 respiratorio en un momento dado, y se multiplica esa presión total por los cambios de volumen y la frecuencia, se obtiene la fórmula del PM (37). Para comprender completamente esta ecuación, es útil considerar cada componente por separado, a partir de la ecuación de movimiento: donde P es la presión en el sistema respiratorio en un momento dado; Ers es la elastancia total del sistema respiratorio; VT es el volumen tidal; Raw son las resistencias de las vías respiratorias; F es el flujo y PEEP es la presión positiva al final de la espiración. Como se muestra, todos los componentes de VILI están representados: el producto Ers × ∆V, que es la presión necesaria para vencer las fuerzas elásticas de todo el sistema respiratorio, no es más que el DP; el producto Raw × F es la presión necesaria para mover el gas dentro del sistema respiratorio y PEEP es la presión generada por el estiramiento basal de las fibras pulmonares (37). Figura 3. Representación gráfica de la ecuación del PM. Tomado de Ann Transl Med, Tonetti et al. (2017) (37). Sobre la base de los principios termodinámicos básicos, esta hipótesis atribuye la lesión pulmonar a la tasa de transferencia de energía (PM) del ventilador al paciente. Esta disipación de energía dentro de los pulmones puede conducir a la producción de calor, inflamación y deformación disruptiva de las células y la matriz extracelular. Si la 31 energía/molécula aumenta, ya sea por la mayor cantidad de energía entregada o por la mala distribución de fuerzas debido a una mayor falta de homogeneidad, la tasa de lesión aumentará. Si la tasa de lesión excede la capacidad de reparación fisiológica, con el tiempo se manifestaría VILI (38). Los efectos de la FR en VILI son tan intuitivamente obvios que sorprende darse cuenta de la poca atención que se le ha prestado. Incuestionablemente, si un VT dado es peligroso a una FR de 15 lpm, se podría esperar que sea más peligroso a 30 lpm. La relevancia de la FR subraya otro escenario posible: de hecho, en analogía con la fatiga de los materiales, es posible que el daño ocurra solo después de que se haya administrado y generado un número determinado de ciclos de estrés y tensión en el pulmón (37). Con este sustento se cree ahora que la atención debe orientarse a controlar la carga energética entregada al sistema respiratorio manteniendo un equilibrio de los valores de stress y strain en una zona segura y evitando la heterogeneidad mecánica a través de una adecuada programación de los parámetros ventilatorios; situaciones que pueden contribuir para brindar un soporte ventilatorio seguro (62). 32 Capítulo VI. Ventilación mecánica de protección pulmonar en pacientes SDRA 1. Origen de la ventilación mecánica de protección pulmonar A principios de la década de 1960, investigadores y médicos demostraron que la ventilación mecánica con un VT pequeño provocaba una pérdida gradual del volumen pulmonar con hipoxemia, debido al cortocircuito de derecha a izquierda a través de regiones con ventilación deficiente. En consecuencia, se recomendó el uso de grandes VT de 12 a 15 ml/kg (63). El reconocimiento de una serie de conceptos fisiológicos cambió este enfoque y condujo a la era actual de ventilación con protección pulmonar utilizando un VT pequeño, debido a que se demostró que: (i) la hipercapnia y la acidosis respiratoria se toleran bien, si el paciente está bien oxigenado; (ii) la VMI que permite el desreclutamiento y el reclutamiento de unidades pulmonares o la sobredistensión de las unidades pulmonares asociado a Ptp elevadas pueden empeorar la lesión pulmonar existente o conducir a una lesión pulmonar de novo, y (iii) el volumen de gas pulmonar efectivo en pacientes con SDRA está disminuido (BL); por lo tanto, la ventilación incluso con un 'VT normal' puede provocar una distensión excesiva y VILI (36). Así, el término ventilación mecánica de protección pulmonar se acuñó en la década de los noventa, para hacer referencia a una estrategia ventilatoria en la que se priorizaba mantener VT bajo (cercanos a 6 ml/kg de peso) y Pplat baja (por debajo de 32 cmH20), alcanzando niveles de CO2 moderadamente altos (mayores a 50 mmHg) con objetivo de prevenir VILI, comparándose en aquella época con la denominada “ventilación mecánica convencional”, en la que se manejaba un VT por encima de 12 ml/kg, y una Pplat entre 30 y 50 cmH20, con el objetivo de mantener niveles de CO2 cercanos a la “normalidad” y sin considerar el impacto que causaban dichas presiones elevadas sobre el parénquima pulmonar en estos pacientes (64). Otro factor importante para el nacimiento de la ventilación de protección pulmonar fue el reconocimiento del VILI, ya que muchas de las consecuencias 33 fisiopatológicas de VILI imitan las del SDRA. El aumento del conocimiento sobre VILI potenció el uso actual de estrategias de ventilación de bajo VT con niveles apropiados de PEEP para limitar la distensión pulmonar y el atelectrauma. Si bien los determinantes biofísicos del VILI se comprenden mucho más, traducir este conocimiento en configuraciones en el ventilador seguras sigue siendo controvertido. Aunque se ha demostrado inequívocamente el daño causado por la ventilación mecánica con grandes VT, no hay consenso sobre cómo personalizar mejor el modo y la configuración del ventilador a la información específica del paciente sobre la mecánica respiratoria, el intercambio de gases y la función cardiovascular (64). Esta incertidumbre se manifiesta en opiniones divergentes sobre las estrategias óptimas de reclutamiento y manejo de la PEEP; sobre estrategias para ajustar la configuración del ventilador al DP en oposición al VT y la Pplat; en controversias sobre el riesgo de VILI en pacientes con respiración espontánea o parcialmente asistidos; y en una búsqueda de modos de soporte ventilatorio más eficaces en protección pulmonar (64). 2. Objetivos de la ventilación de protección pulmonar en SDRA La ventilación mecánica de protección pulmonar es aquella que tiene como objetivo evitar el VILI, al brindar un medio de soporte ventilatorio adecuado, seguro y eficaz que logre mejorar la supervivencia de los pacientes. Con el desarrollo de nueva tecnología y el conocimiento actual, se sabe que mantener una ventilación lo más homogénea posible, con el manejo de volúmenes y presiones individualizadas, entregando la menor carga de energía, con la preservación de los músculos respiratorios (promoviendo la respiración espontánea siempre que sea posible), una adecuada interacción paciente ventilador para evitar asincronías y evitando el impacto hemodinámico, serían las mejores directrices de una ventilación mecánica segura (65). 34 Por ende, el objetivo principal de la ventilación de protección pulmonar en pacientes con SDRA es reducir las lesiones pulmonares inducidas por el ventilador/ventilación (VILI) al minimizar la tensión (strain) y el estrés (stress) aplicados al pulmón por la ventilación mecánica (42). 3. Estrategias ventilatorias actuales y en evolución Tabla 2. Estándares de atención actuales y en evolución en SDRA. Tomado de Intensive Care Med, Menk et al. (2020) (15) 35 4. VT Después de la descripción del concepto de “pulmón de bebé” (66), que reveló pulmones fisiológicamente pequeños en pacientes con SDRA, varios estudios en la década de 1990 probaron la hipótesis de que limitar el VT o las presiones en las vías respiratorias durante la VMI podría mejorar el resultado de estos pacientes. En un estudio pionero en un solo centro, Amato et al. fueron los primeros en demostrar, en un grupo de 120 pacientes, una reducción de la mortalidad desde 71% hasta 28% en este contexto, utilizando una estrategia basada en el mantenimiento de presiones de conducción inspiratorias bajas (inferiores a 20 cmH2O) junto con niveles bajos de VT y altos de PEEP (67). No es hasta el 2000 cuando el ARDS Network, en su emblemático estudio, comparó valores de VT de 6 ml/kg y Pplat menores de 30 cmH2O con valores de VT más alto 12 ml/kg y Pplat menor de 40 cmH2O en pacientes con SDRA, demostrando de esta manera una reducción absoluta en la mortalidad del 9%, asociado a una reducción de la duración de la VMI, atenuación de la inflamación sistémica y reducción de la incidencia y cantidad de insuficiencia de órganos extrapulmonares, cambiando así desde entonces la práctica clínica de manejo ventilatorio para pacientes con SDRA (45). Después del innovador estudio de ARDS Network, la ventilación de protección pulmonar se convirtió en sinónimo de ventilación de VT bajo y ha estado en práctica durante las últimas dos décadas. Más de 20 años después, las estrategias de limitación de volumen y presión probadas en el primer ensayo de ARDS Network siguen siendo fundamentales para el estándar de atención en ventilación de protección pulmonar, con un VT de 6 ml/kg de PCI (ajustes entre 4 y 8 ml/kg de PCI) para mantener la Pplat por debajo de 30 cmH2O, lo que permite una hipercapnia permisiva. En el 2015, un estudio de 482 pacientes con SDRA documentó que, por cada 1 ml/kg de aumento del VT sobre 6.5 ml/kg, la mortalidad aumentaba en un 23% en la UCI (68). Sin embargo, un estudio observacional prospectivo internacional 36 multicéntrico en 50 países que incluyó 3022 pacientes (ensayo LUNG SAFE) informó que solo dos terceras partes de los pacientes con SDRA recibían VT ≤ 8 ml/kg PCI (69). Controversias sobre la forma de titular el VT Existe controversia sobre la mejor forma de titular el VT; se debe ajustar el VT al peso corporal ideal, al peso corporal ajustado, al área de superficie corporal, al tamaño pulmonar funcional o a las presiones en las vías respiratorias (DP). La lógica de limitar el VT surgió de la descripción del concepto del BL; el cual, básicamente, indica que en el SDRA se enfrenta a pulmones fisiológicamente pequeños y no a pulmones rígidos como se pensaba antes. En el estudio original de Gattinoni et al., mientras que la oxigenación y el cortocircuito se correlacionaron con el tejido no aireado, la distensibilidad pulmonar estática se correlacionó fuertemente con el volumen pulmonar aireado residual (el volumen del pulmón del bebé) (70). En tales pacientes, la disminución de la CRS se correlaciona con la disminución del volumen pulmonar disponible para la ventilación. Un VT basado en el PCI puede ser demasiado simplista en el cuidado de algunos pacientes. Para la atención individualizada, incluso con este enfoque de protección pulmonar, puede ocurrir una selección de VT insuficiente o excesivo dependiendo de la proporción de pulmón del paciente que todavía está disponible para la ventilación, y dado que en pacientes con SDRA la lesión pulmonar es heterogénea, diferentes regiones del pulmón pueden estar hiperinsuflados o subinsufladas dependiendo del efecto de la injuria (71). Por ende, un VT basado en el PCI ignora el volumen pulmonar realmente disponible para la ventilación. El volumen aplicado solo se distribuye a las regiones aireadas y, cuanto más grandes son las regiones no aireadas, mayor es la hiperinsuflación asociada y, por lo tanto, el VILI. Otro aspecto que se debe tomar en cuenta es que, en pulmones sanos, el VT se puede titular con el PCI, ya que los volúmenes pulmonares se correlacionan con el PCI. 37 Por el contrario, en los pacientes con SDRA, los volúmenes pulmonares no se correlacionan estrechamente con el PCI, debido a la distribución heterogénea de la enfermedad pulmonar (72). La relación entre la VT y la mortalidad es más fuerte en pacientes con CRS más bajo, lo que sugiere la importancia de apuntar a un VT en cada paciente de acuerdo con la cantidad de tejido aireado. Un aspecto importante de mencionar es la relación en forma de U entre VT ajustado con PCI y mortalidad, como se documenta en el estudio de Raschke et al. (73), donde los pacientes bajo VMI con insuficiencia respiratoria hipóxica que recibieron un VT de 4 a 6 ml/kg PCI tuvieron una mortalidad similar al grupo de pacientes que recibieron un VT > 10 ml/kg PCI. Esto debido a que los volúmenes corrientes que son demasiado bajos pueden causar acidosis respiratoria, aumento del trabajo respiratorio y asincronía paciente-ventilador. Lo último puede manifestarse como esfuerzos inspiratorios extenuantes y doble trigger, cualquiera de los cuales puede llevar, paradójicamente, a una sobredistensión alveolar. El VT insuficiente también puede causar atelectrauma, aumento de la FR (mayor PM) y aumento de los requisitos de sedación. Ya anteriormente se había demostrado que el uso de VT de 6 cc/kg PCI, en el subgrupo de pacientes con SDRA con CRS relativamente preservada, se asocia con una mayor mortalidad (74). Las pautas actuales para la ventilación de protección pulmonar en pacientes con SDRA sugieren el uso de VT bajos y niveles más altos de PEEP para limitar el VILI. Sin embargo, estudios recientes han demostrado que los pacientes con SDRA que son ventilados de acuerdo con estas pautas, aún pueden estar expuestos a fuerzas que pueden inducir o agravar una lesión pulmonar, por lo que muchos autores proponen que existe la necesidad de incorporar parámetros adicionales más allá de los parámetros estáticos (VT, Pplat), en estrategias para mejorar la ventilación de protección pulmonar. Incluso cuando el VT se normaliza al PCI de un paciente con SDRA severo y escasa cantidad de tejido pulmonar disponible para el intercambio gaseoso (CRS 38 severamente reducido), existe evidencia experimental que sugiere que esto tampoco garantiza la protección pulmonar. Posiblemente, por lo tanto, ventilar a los pacientes por debajo de 6 ml/kg puede conferir una protección pulmonar aún mayor en este grupo de pacientes. Dos estudios en pacientes con soporte vital extracorpóreo para SDRA grave, en los que la VT estaba por debajo de 6 ml/kg, demostraron una reducción de los mediadores inflamatorios sistémicos (75,76). Sin embargo, aún no está claro si esto se traduce en un beneficio clínico. Un ensayo reciente que empleó el uso de extracción extracorpórea de CO2 para facilitar la ventilación con un volumen tidal más bajo (3 ml/kg) no otorgó una ventaja de supervivencia en comparación con la ventilación convencional y hubo un aumento de los eventos adversos asociados con el dispositivo (77). 5. PEEP En pacientes con SDRA, la disfunción del surfactante, los efectos de la gravedad en el pulmón edematoso y la lesión heterogénea predisponen al desreclutamiento pulmonar regional con colapso alveolar y cierre de las vías respiratorias pequeñas (78). Se cree que la heterogeneidad mecánica resultante del pulmón, con diferencias regionales en la distensibilidad alveolar, es un factor importante de VILI en el SDRA (17). El colapso o la ocupación de una unidad alveolar necesariamente induce deformación de las unidades alveolares adyacentes a través del septum interalveolar. Como resultado, los alveolos adyacentes llenos de aire experimentan un insuflado no uniforme adicional; esta descripción es la que se atribuye a la inhomogeneidad pulmonar (39). La PEEP puede compensar estas fuerzas, promoviendo el reclutamiento pulmonar y atenuando la heterogeneidad mecánica. La PEEP también se aplica de forma rutinaria para facilitar una oxigenación adecuada. Sin embargo, una PEEP 39 excesiva puede exacerbar la sobredistensión, predisponiendo potencialmente a lesión pulmonar por hiperinsuflación y compromiso hemodinámico. El reclutamiento alveolar, obtenido mediante la PEEP o MR, se ha utilizado para mejorar la hipoxemia en pacientes con SDRA desde principios de la década de 1970, justo después de la primera descripción del síndrome. En la actualidad, el objetivo del reclutamiento alveolar no es solo mejorar la oxigenación, sino también prevenir el VILI al minimizar la apertura y el colapso alveolar tidal (atelectrauma) y reducir la heterogeneidad pulmonar (79). Aparte del reclutamiento de unidades pulmonares que, hablando metafóricamente, "hacen crecer" el BL y ayudan a difundir el estrés y la tensión a través de la red aireada, uno de los principales beneficios de la PEEP baja a moderada aplicada en la fase temprana del manejo del SDRA es que puede proporcionar una contrapresión que redistribuya y traslade el edema alveolar desde el alvéolo a la matriz intersticial (79). Evidencia y controversias Cuatro grandes ECA (ensayos ART (80), ALVEOLI (81), ExPress (82) y LOV (83)) que reclutaron a 3264 pacientes compararon una PEEP más alta (aproximadamente 15 cmH2O) con una PEEP más baja (aproximadamente 8 cmH2O o 13 cmH2O en el ensayo ART), y todos fallaron en mejorar la supervivencia con una PEEP más alta. Curiosamente, el ensayo ART informó una mayor mortalidad en presencia de niveles altos de PEEP. Además, un metaanálisis de 18 ECA utilizó una PEEP más alta, pero en una población seleccionada (n=4646 con SDRA moderado a severo) y mostró que la PEEP alta con MR puede aumentar la mortalidad (84). La explicación de estas controversias puede estar asociada con dos factores importantes: carecer de métodos de cabecera para cuantificar el reclutamiento alveolar y, por lo tanto, aplicar la PEEP a una población no seleccionada, donde probablemente un grupo de pacientes presentará sobredistensión y daño pulmonar. Ya varios estudios 40 han descrito que las áreas de parénquima pulmonar normal sometidas a hiperinsuflación son las más lesionadas (85). En consecuencia, las decisiones sobre el nivel de la PEEP se han basado en sustitutos, como la oxigenación arterial, la Pplat o el DP, pero ninguna estrategia de PEEP es generalizable a todos los pacientes con SDRA. Asimismo, los niveles elevados de la PEEP pueden provocar efectos hemodinámicos perjudiciales, lo que aumenta el cortocircuito, el espacio muerto y la poscarga del ventrículo derecho, además de reducir el gasto cardíaco. La suposición de que una PEEP más alta puede conducir a unidades pulmonares reclutadas no se observa a menudo, y puede dar como resultado una sobredistensión y una reducción de la distensibilidad pulmonar (85). Esto destaca la heterogeneidad de la respuesta individual de los pacientes a las estrategias de PEEP y el creciente interés en los métodos para personalizarla. Esta heterogeneidad puede deberse a que el proceso de la enfermedad de cada paciente es diferente y si no se evalúa adecuadamente la respuesta ni se conoce el nivel de PEEP que se necesitaba para mantener los alvéolos abiertos, es posible presentar mayor lesión pulmonar en lugar de beneficios con la aplicación de estrategias de PEEP elevadas. El debate acerca de qué nivel exactamente de PEEP usar ha estado presente desde la primera descripción de PEEP. Se tiene claro que es imprescindible monitorear la fisiopatología subyacente, la mecánica pulmonar y el grado de capacidad de reclutamiento para evaluar los efectos de la PEEP. Debido a que muchos de estos factores no se han tomado en cuenta, hay una gran cantidad de ensayos clínicos, donde la efectividad del reclutamiento sigue siendo controvertida (86). En el escenario mecánico, la respuesta clínica adecuada sería mantener el mayor grado de reclutamiento con una cuidadosa selección de la PEEP, ya que áreas de sobredistensión pueden coexistir y mostrar un comportamiento de zonas potenciadoras de stress y lesión concomitante (87). El “PEEP ideal”, por lo tanto, sería 41 el que maximiza el suministro de oxígeno, maximiza la CRS, minimiza el estrés inducido por la VMI y minimiza tanto la sobredistensión como el colapso. A pesar del debate en curso sobre una PEEP más alta o baja, en la práctica clínica, los niveles de PEEP suelen ser moderados, alrededor de 8 a 10 cmH2O, incluso en pacientes con SDRA grave (9). Desde un punto de vista fisiológico y clínico, en SDRA severo, donde la distensibilidad pulmonar es baja, tiene sentido intuitivo mantener el VT desde una presión de apertura más alta o una PEEP más alta. Sin embargo, la medida en que se tolerará una PEEP más alta depende en gran medida de la gravedad de la lesión pulmonar, su impacto en la circulación pulmonar y la reserva cardiovascular del paciente. Estos deben evaluarse con frecuencia al lado de la cama cuando se ajusta la PEEP. En parte, estos factores de influencia complejos y dinámicos han hecho que las estrategias de PEEP protocolizadas sean difíciles de estudiar (15). Métodos para titular la PEEP Las diferencias entre pacientes en cuanto a la gravedad y el patrón de la lesión pulmonar, la mecánica de los pulmones y la pared torácica, el VT, la posición, el esfuerzo respiratorio espontáneo, la función cardíaca, el volumen intravascular y el tono vascular pueden contribuir a los efectos variables de la PEEP. Numerosos métodos emergentes están disponibles para ayudar a guiar la titulación de PEEP por parte de los médicos de cabecera. Sin embargo, en la actualidad, el único protocolo basado en la evidencia para establecer la PEEP es el propuesto por ARDS Network. No obstante, en este estudio, la combinación de PEEP y FiO2 fue la misma para el brazo control y para el de estudio, además, no se permitieron las maniobras de reclutamiento (45). En el paciente con SDRA, se han planteado múltiples estrategias para la titulación de PEEP sin llegar a determinar cuál es la mejor con un nivel de evidencia fuerte que la respalde. De nuevo, el uso de niveles de PEEP uniformemente bajos o altos 42 en todos los pacientes podría no estabilizar las unidades alveolares y no representa un enfoque personalizado para ventilar diferentes subtipos de SDRA (64). La titulación individual de la PEEP, con el objetivo de utilizar niveles más altos de PEEP en pacientes más reclutables, ha sido una meta muy buscada. De hecho, los análisis de un ensayo reciente sugieren que los resultados pueden ser peores cuando la estrategia ventilatoria no está alineada con la morfología pulmonar (88). En el pasado, se sugirió que establecer la PEEP 2 cmH2O por encima del punto de inflexión inferior de la curva de volumen-presión mantendría el pulmón abierto; sin embargo, ahora se reconoce que, con esa técnica, el reclutamiento a menudo ocurre durante la inspiración (89). Un enfoque simple es comenzar con la PEEP prescrita por una tabla de PEEP/FiO2 y luego aumentar o disminuir la PEEP para lograr el DP más bajo posible (90). Una disminución del DP después de aumentar la PEEP necesariamente reflejará el reclutamiento y una disminución en el strain cíclico. Por el contrario, un aumento de la DP sugerirá un pulmón no reclutable, en el que la sobredistensión prevalece sobre el reclutamiento. No obstante, existen varias inquietudes con respecto a la titulación de PEEP de acuerdo con el DP, que incluyen: (1) dependiendo del VT utilizado, el DP más bajo puede lograrse a diferentes niveles de PEEP; (2) a un CRS más alto, en comparación con un CRS más bajo, los niveles de PEEP más altos pueden lograr un DP más bajo; (3) la disminución del DP con PEEP puede estar asociada con un mayor reclutamiento; (4) los cambios en la distensibilidad de la pared torácica pueden afectar la medición del DP y (5) la presencia de un cierre de las vías respiratorias puede confundir la relación entre DP y PEEP (91). Otro método de cabecera para evaluar el impacto de la PEEP es la relación reclutamiento:insuflación (R:I), que informa cuántas unidades pulmonares nuevas se reclutan en comparación con las unidades pulmonares existentes que se 43 sobredistienden para un cambio dado en la PEEP. Esto se puede calcular fácilmente con herramientas en línea (rtmaven.com), con valores > 0.5 que indican cantidades más altas de pulmón reclutado (92). Matemáticamente, la relación R/I representa la proporción del volumen distribuido del pulmón reclutado en comparación con el volumen distribuido del “pulmón de bebé” con cambios en la PEEP. En otros términos, la relación R/I puede ayudar a los médicos a separar a los pacientes que pueden beneficiarse de una PEEP más alta (reclutamiento de alvéolos colapsados) versus unidades pulmonares con sobredistensión que ya están abiertas (lo que podría dañar el BL) (92). Otra técnica para establecer la PEEP es medir la presión esofágica (como sustituto de la presión pleural) para estimar la Ptp al final de la espiración (Ptp exp). Luego, la PEEP se puede configurar para mantener la Ptp exp alrededor de 0. Este enfoque se comparó con la tabla original de PEEP-FiO2 más baja de ARDS Network en un estudio de un solo centro, lo que llevó a grandes aumentos en la PEEP con mejoras concomitantes en la oxigenación e incluso un indicio de un beneficio en la mortalidad (93). Posteriormente, un estudio multicéntrico comparó este enfoque con una tabla de PEEP-FiO2 más alta; esto condujo a niveles similares de PEEP entre los dos grupos y, tal vez como era de esperar, no se detectaron diferencias en los resultados clínicos (94). La TC es una forma común de evaluar la idoneidad de la VMI, de hecho, se considera el estándar de oro para evaluar el efecto de una maniobra de reclutamiento y la idoneidad del nivel de PEEP aplicado en la ventilación del pulmón atelectásico. Sin embargo, las desventajas obvias de las TC repetidas, como los riesgos relacionados con el transporte y la exposición excesiva a la radiación, reduce la aplicación de la TC como herramienta para evaluar el reclutamiento (33). Por otro lado, la EIT es un dispositivo de monitoreo en tiempo real que ha demostrado una buena correlación con la TC para evaluar los cambios en el volumen pulmonar reclutable. Es un método de imagen no invasivo y libre de radiación para evaluar la morfología pulmonar y guiar la estrategia ventilatoria. La EIT se puede 44 utilizar para valorar la PEEP y equilibrar los intereses contrapuestos de reclutar unidades pulmonares atelectásicas, mientras se limita la sobredistensión en aquellos que ya están aireados, mediante la evaluación de la pérdida de aireación y la sobredistensión (95). Aunque fisiológicamente prometedor, su disponibilidad es actualmente limitada y su uso se limita en gran medida a la investigación. Antes de que se adopte ampliamente para uso clínico, se necesitarían grandes estudios clínicos aleatorizados para demostrar las ventajas clínicas y la generalización. La titulación de la PEEP es un determinante potencialmente importante de los resultados de los pacientes con SDRA y para el cual queda por definir la estrategia óptima. Los ensayos incluidos en los metaanálisis demuestran tanto el potencial de beneficio como el de daño de los protocolos de titulación de PEEP estudiados. Si bien se cree que es necesario cierto nivel de PEEP para evitar el desreclutamiento progresivo, se desconoce qué constituye la PEEP ideal para atenuar la lesión pulmonar y evitar la hiperinsuflación. 6. Maniobras de reclutamiento Las MR (inflaciones sostenidas, suspiros intermitentes o aumentos escalonados de la presión de las vías respiratorias a valores más altos), a veces, se recomiendan en combinación con una PEEP más alta, con el objetivo de promover el reclutamiento de regiones previamente sin gas. Debido a que la presión requerida para abrir las unidades pulmonares colapsadas generalmente excede la presión de cierre, el aumento de presión transitorio con una MR teóricamente podría ser suficiente para lograr un aumento duradero en el volumen pulmonar al final de la espiración después de completar la maniobra (84). El aumento resultante en el volumen pulmonar al final de la espiración con una MR puede mejorar el intercambio de gases, homogeneizar la distensión alveolar y disminuir el estrés y la tensión pulmonar; aunque la aparición y la duración de estos efectos son variables (96). Como maniobra de alta presión, las MR también pueden generar complicaciones relacionadas con la sobredistensión, incluido el barotrauma, el 45 retorno venoso reducido, el aumento de la resistencia vascular pulmonar y la insuficiencia ventricular derecha, lo que lleva al colapso hemodinámico. Así mismo, se han descrito varias estrategias potenciales para realizar MR y difieren según la duración, los objetivos de presión, la frecuencia y la maniobra del ventilador. El prerrequisito para que las MR sean efectivas es la prevalencia de unidades pulmonares colapsadas, pero, por lo demás, funcionales; es decir, unidades que están “vacías” y sin gas debido a fuerzas de compresión externas o reabsorción completa de gas (24). El uso rutinario de MR escalonado de alta presión (hasta Pplat = 50-60 cmH2O) en pacientes con SDRA no se recomienda después de que un gran ECA (n=1010) encontró una mayor mortalidad en el grupo tratado con una MR combinada con una titulación decreciente de PEEP basada en la mejor distensibilidad (80). Además, un metaanálisis reciente mostró que con un VT bajo, el uso rutinario de PEEP o MR más elevados no redujo la mortalidad entre los pacientes con SDRA (84). No obstante, las MR breves pueden tener un papel limitado en el intento de revertir la hipoxemia en situaciones en las que la desaturación probablemente se deba a la falta de reclutamiento; por ejemplo, después de la desconexión del ventilador, la aspiración, la broncoscopia o el cambio de posición del paciente. Si se realizan, las MR breves de alta presión solo deben hacerse con un plan para abortar la maniobra inmediatamente, si se produce inestabilidad cardiovascular. De manera similar, el reclutamiento con ventilación oscilatoria de alta frecuencia (VAFO) no se recomienda de forma rutinaria para la mayoría de los pacientes con SDRA, ya que dos ensayos no mostraron una ventaja de supervivencia (97,98). 7. Pplat Otra de las variables que se considera actualmente al momento de hablar de la ventilación mecánica protectora es la Pplat, la cual es la presión que se obtiene al realizar una pequeña pausa inspiratoria y permitir que las presiones de la vía aérea 46 terminal se igualen a la presión alveolar, además, representa la presión a nivel del alveolo al final de la inspiración. Algunos estudios han demostrado que mantener Pplat bajas (por debajo de 30 cmH20) tiene relación con el desenlace en pacientes ventilados con SDRA. En un metaanálisis realizado en el 2002 por Eichacker y cols, que incluyó cinco estudios que abordaban el manejo ventilatorio con VT bajos y altos, se demostró que el haber mantenido Pplat elevadas (por encima de 30 cmH20) había influido en el aumento de la mortalidad en los grupos control de dos ensayos; por lo que se concluyó en dicho trabajo que mantener Pplat elevadas, independiente del VT que se maneje, podría causar peores desenlaces con VMI con lesión pulmonar aguda (99). El grupo de trabajo LUNG SAFE que realizó un estudio multicéntrico de tipo cohorte prospectivo incluyendo 50 países reportó en sus resultados que un DP mayor a 13 cmH2O y una Pplat mayor a 24 cmH2O se asociaron directamente con una mortalidad mayor en pacientes con SDRA moderado a severo. Reveló, además, una aplicación subóptima de la ventilación de protección pulmonar. En particular, se consideró Pplat en solo el 40 % de los pacientes con SDRA y de estos, solo dos tercios recibieron ventilación en un modo de protección pulmonar con un VT ≤ 8 ml/kg PCI y una Pplat ≤ 30 cmH2O (9). Así el estrés del sistema respiratorio se ha predicho a partir de la Pplat, que se ha asociado con VILI y una mayor mortalidad. Sin embargo, siguen existiendo controversias sobre el nivel óptimo de Pplat para evitar VILI. En un estudio reciente, Villar et al. diseñaron una puntuación de resultado que combina Pplat, edad y PaO2/FiO2 (variables que se obtienen fácil y rutinariamente al lado de la cama), 24 horas después del SDRA, y encontró que Pplat < 27 cmH2O se asoció con un mejor pronóstico (100). 8. Modo ventilatorio Si la ventilación controlada por presión (PCV) puede reducir el VILI en comparación con la ventilación controlada por volumen (VCV), es un tema de debate. 47 Un metaanálisis (101) de ECA concluyó que la PCV no era superior a la VCV, con un riesgo relativo de mortalidad hospitalaria y en la UCI para la PCV frente a la VCV de 0,83 (IC del 95 %: 0,67–1,02; p = 0,08) y 0,84 (IC 95 % 0,71–0,99; p = 0,04), respectivamente. Otra revisión sistemática que incluyó 34 estudios concluyó que, en el desenlace del paciente, es "poco probable que influya usar un tipo de respiración versus otro tipo para todos los pacientes" (102). Dado que el flujo, el DP y la FR determinan el PM y el factor por el cual la ventilación daña los pulmones, parece poco probable que la forma en que se entrega ese PM (es decir, el patrón de flujo) desempeñe un papel importante. 9. Sedación En pacientes con SDRA sometidos a VMI, aunque la presión de soporte programada en el ventilador no sea alta, cuando los pacientes realizan fuertes esfuerzos respiratorios espontáneos, la Ptp puede aumentar significativamente, debido a la importante disminución de la presión intratorácica, lo que puede agravar la lesión pulmonar. Por lo tanto, la inhibición de los esfuerzos respiratorios espontáneos en pacientes con SDRA mediante sedación profunda puede reducir significativamente la Ptp inspiratoria (103). Los estudios clínicos confirmaron que la sedación inhibe el centro respiratorio y reduce la amplitud de la respiración espontánea, especialmente, en el SDRA temprano (moderado a severo); la sedación profunda e incluso la PNM pueden mejorar en gran medida el pronóstico de los pacientes y reducir la incidencia de VILI (104). En un estudio llevado a cabo en el 2020, Xie et al. concluyeron que la sedación profunda reduce significativamente el PM en pacientes con SDRA de moderado a grave, lo que reduce la aparición de VILI (105). 10. PNM El beneficio fisiológico y de supervivencia postulado de la administración de PNM se centra en la reducción de la asincronía paciente-ventilador. Se plantea la 48 hipótesis de que la asincronía paciente-ventilador puede precipitar VILI, debido a la variable volumen tidal y DP que se genera, con un mayor riesgo de doble trigger. Esto puede conducir a más barotrauma, atelectrauma y biotrauma, lo que resulta en una liberación de mediadores inflamatorios y disfunción de órganos diana (106). En 2010, Papazian et al. publicaron un ECA multicéntrico en 340 pacientes, que mostró que 48 horas de infusión de cisatracurio de forma temprana mejoró la supervivencia ajustad a los 90 días y aumentó los DLVMI en comparación con la sedación profunda sin parálisis en pacientes con SDRA moderado-grave (PaO2/FiO2 < 150 mmHg con PEEP ≥ 5 cmH2O) (107). Este ensayo fue el primer ECA importante que demostró un beneficio en la mortalidad con el uso del BNM en el SDRA temprano (106). En otro estudio llevado a cabo en el 2013, Alhazzani et al. documentaron que, en pacientes con SDRA con relación PaO2/FiO2 inferior a 150 mmHg, el tratamiento precoz con infusión continua de cisatracurio durante 48 horas reduce la mortalidad a los 90 días; el barotrauma aumenta los DLVMI y el número de días fuera de la UCI sin aumentar el riesgo de debilidad adquirida en la UCI (108). El mecanismo preciso que da lugar a mejores resultados no está claro. En cuanto a la mecánica pulmonar, una mejor sincronía puede conducir a un reclutamiento pulmonar más uniforme y una mejor distensibilidad, un mejor intercambio de gases y una mejor oxigenación sistémica. Con respecto a la inflamación pulmonar, es plausible que un mejor control de los volúmenes y presiones inspiratorias reduzca el volutrauma, mientras que un mejor control de los volúmenes y presiones espiratorias reduzca el atelectrauma; el resultado es menos inflamación pulmonar y sistémica (109). A pesar de esta justificación fisiológica sólida y la evidencia de los ensayos mencionados, el uso clínico del BNM continuo en el SDRA no está muy extendido. El estudio LUNG SAFE demostró que el BNM se utilizó en, aproximadamente, el 7%, 18% y 38% de los pacientes con SDRA leve, moderado y grave, respectivamente (69). 49 Puede surgir cierta renuencia a utilizar la PNM debido a la preocupación por los efectos a largo plazo sobre la fuerza muscular (110) o por la necesidad de una sedación profunda concomitante. Además, las prácticas en la UCI han evolucionado desde estos ensayos, con énfasis