Estudio de la influencia de varios volúmenes tidales en el condensado del aliento exhalado (EBC) en pacientes con ventilación mecánica (TDEBC)

INTRODUCCIÓN:

La inflamación de las vías respiratorias juega un papel clave en muchas enfermedades de las vías respiratorias. Los métodos no invasivos para estudiar estos procesos inflamatorios y controlar las enfermedades de las vías respiratorias tienen una gran demanda. Hay un interés estimulante en el análisis del aliento, como el análisis del condensado del aliento exhalado (EBC), una técnica de muestreo del líquido de revestimiento epitelial del pulmón (ELF), como una forma aún más fácil de evaluar la inflamación de las vías respiratorias (1,2). El atractivo de EBC radica en su capacidad para recolectar de manera no invasiva una amplia gama de moléculas no volátiles del tracto respiratorio, el hecho de que se puede repetir con frecuencia en intervalos cortos sin eventos adversos y que los dispositivos de recolección se pueden usar en una amplia gama de entornos que incluyen unidades de cuidados intensivos (3,4,5,6).

El análisis de EBC no podría limitarse al seguimiento del paciente y la comprensión de los mecanismos de la enfermedad pulmonar. También podría convertirse en una herramienta útil para el seguimiento y la detección de posibles daños tempranos en el tejido pulmonar de individuos sanos (6,7). Hay una necesidad especial de más datos sobre la variación intra-sujeto y día a día, ambos esenciales para la decisión de si un biomarcador puede servir como una herramienta de investigación o incluso tiene el potencial para el seguimiento de enfermedades en la práctica clínica (7) .

Se ha reconocido durante algún tiempo que la ventilación mecánica puede inducir lesión e inflamación pulmonar (8,9,10). Datos experimentales y clínicos recientes sugieren que, en pulmones sanos, la ventilación mecánica con un volumen tidal que oscila entre 7 y 12 ml/kg en ausencia de presión positiva al final de la espiración puede provocar daño endotelial, de la matriz extracelular y de las vías respiratorias periféricas sin una respuesta inflamatoria importante, lo que empeoran aún más con volúmenes tidales más altos (15,34). Varios mecanismos pueden explicar el daño a la estructura pulmonar inducido por la ventilación mecánica: sobredistensión regional, "volumen pulmonar bajo" asociado con el cierre de las vías respiratorias y la inactivación del surfactante (15).

Se ha demostrado que la ventilación con un volumen corriente elevado provoca un aumento de la mortalidad, mientras que la ventilación con un volumen corriente bajo se considera una estrategia de protección pulmonar en la LPA y el SDRA (11,12,13,35).

Por el contrario, en otros estudios aleatorizados (31,32) que incluyeron un grupo heterogéneo de procedimientos quirúrgicos torácicos y abdominales mayores, la ventilación mecánica protectora no se asoció con una disminución de la inflamación intrapulmonar y sistémica. Además, no hubo evidencia de que la ventilación protectora previniera el efecto adverso pulmonar o redujera los niveles de citoquinas sistémicas en la cirugía cardíaca (33).

De acuerdo con estas observaciones y teniendo en cuenta que queda por demostrar un parámetro práctico de mayor estrés mecánico del pulmón, los estudios pueden abordar la cuestión de si el análisis de los biomarcadores EBC está relacionado con la lesión pulmonar inducida por el ventilador por volúmenes corrientes bajos o altos.

MATERIALES Y MÉTODOS:

El presente estudio es un ensayo prospectivo, aleatorizado y controlado que se llevará a cabo en la UCI del Hospital Universitario de Larissa, Tesalia. Ha sido autorizada por el Consejo Científico y el comité ético de nuestro hospital.

Pacientes:

Pacientes de UCI que requieren ventilación mecánica por accidente cerebrovascular, hemorragia subaracnoidea y/o intracerebral y con sistema respiratorio sano (evaluado utilizando criterios como el LISS - Murray Lung Injury Severity Score) (14).

Intervenciones:

La recolección de EBC se realizará en pacientes con ventilación mecánica a través del tubo endotraqueal según el grupo de trabajo ATS/ERS 2005 (7). Los pacientes deben estar estables hemodinámica y respiratoriamente.

Todos los pacientes estarán bajo sedación y recibirán ventilación por control de volumen. La frecuencia respiratoria se adaptará al volumen corriente establecido para mantener los valores de pH dentro de los límites normales (7,35-7,45). La SaO2 se mantendrá igual o superior al 95%.

El EBC se recolectará insertando un conducto especial (FILT, lung and chest diagnostics Ltd. Berlín, Alemania) para el dispositivo colector de condensación del aliento (Ecoscreen, Jaeger, Alemania) en la rama espiratoria del tubo del ventilador. El tiempo de recogida para EBC será de 30 min. No se utilizará humidificación durante la recolección.

La acidez (pH) de EBC antes y después de la desaireación con un gas inerte Argón, 350 ml/minutos durante 10 minutos (estandarización de gases) (17) se medirá fácilmente usando un medidor de pH Jenway Modelo 3510.

Todas las muestras se almacenarán a -80 °C para posteriores mediciones del mediador. Las variables de ventilación (frecuencia, PEEP, FIO2, Vt), mecánica pulmonar, presión arterial, frecuencia cardíaca, saturación de sangre arterial, PIC y examen de muestras de sangre gaseosa se registrarán antes y durante la recolección de EBC. También se registrarán índices de lesión pulmonar (PiO2/FiO2, LISS), índices de inflamación sistémica (temperatura, recuento de leucocitos y neutrófilos en muestras de sangre) durante el período de observación. Los índices de gravedad de la enfermedad (SOFA, SAPS, APACHE II) se registrarán durante la evaluación inicial.

Análisis EBC:

Los EBC recolectados se analizarán para pH, 8-isoprostano, H2O2, nitritos/nitratos y citocinas. La medición de biomarcadores se realizará utilizando procedimientos estandarizados, como se describió anteriormente.

Mediciones de pH: El pH se medirá como se describió anteriormente (16,17). Mediciones de H2O2: la concentración de H2O2 se determinará mediante un ensayo enzimático utilizando peroxidasa de rábano picante (Sigma Chemicals, St. Louis, MO), como se describió anteriormente (17,18,19,20).

Mediciones de 8-isoprostano: el 8-isoprostano se determinará mediante un kit de inmunoensayo enzimático competitivo (Cayman Chemical, Ann Arbor, MI), como se describió anteriormente (17,18,21,29). El límite de detección del ensayo es de 4 pg/ml.

Mediciones de óxidos de nitrógeno, nitritos/nitratos (NO2/NO3) y productos relacionados: se realizarán como se describió anteriormente (17,22). Brevemente, se determinará utilizando ensayos espectrofotométricos (reacción de Griess) (23,24,25,26,27,28).

Medición de citocinas: se cuantificarán mediante kits EIA/ELISA como se describió anteriormente (24,25,29,30).

Detalles del protocolo:

Los pacientes luego de la evaluación inicial serán aleatorizados para recibir ventilación mecánica con 6 o 12 ml/Kg de peso corporal ideal calculado a través de la siguiente ecuación:

Para hombres [(Altura (cm)-154) x 0,9] +50 y Para mujeres [(Altura (cm)-154) x 0,9] +45,5. El período de observación será de un mínimo de 10 días (si es posible) y la recolección de EBC se realizará dentro de las primeras 24 horas de ingreso (día 0) y durante los días 1,2,4,6,8,10.

La recolección de EBC en el día 0 se realizará bajo ambas modalidades de ventilación con el fin de investigar la cantidad y composición de los EBC recolectados del mismo paciente ventilado con diferentes volúmenes corrientes. Para las próximas mediciones, la recolección de EBC para cada grupo se realizará bajo las condiciones preestablecidas de ventilación.

Se registrarán las complicaciones como VAP, ARDS o sepsis durante el período de observación.

Análisis estadístico:

El análisis se realizará utilizando SPSS para Windows v. 16.0. La normalidad de la distribución se comprobará con la prueba de Kolmogorov-Smirnov. Los datos normalmente distribuidos se presentarán como media ± desviación estándar (SD), mientras que los datos sesgados como mediana (rango intercuartílico). Las comparaciones entre dos grupos se evaluarán con pruebas t no pareadas para distribución normal y pruebas de Mann-Whitney para datos asimétricos. Las comparaciones entre más de dos grupos se realizarán con análisis de varianza (ANOVA) con pruebas post hoc apropiadas