Cardiocentro Pediátrico William Soler

Servicio de Anestesiología y Reanimación

LA LACTATEMIA COMO PRONOSTICO INMEDIATO DE SUPERVIVENCIA EN LA CIRUGIA CARDIOVASCULAR PEDIATRICA

A CORAZON ABIERTO

Lactathemia as an immediate prognosis value of survival in open heart pediatric surgery

*Dra. Jacqueline Barrial Moreno. Calle Buenaventura núm. 563 entre San Francisco y Concepción. Lawton. 10 de  Octubre. Ciudad de La Habana. Teléfono: 699-0707  jaquibarrial@infomed.sld.cu

***Dr. Luis A. Bravo Pérez. Avenida 49 núm. 3427 esquina 36. Playa. Ciudad de La Habana. Teléfono: 203 02 94. luis.bravo@infomed.sld.cu

****Dra. Raquel Maciques Rodríguez. Ave. Vento núm. 7916. Esquina 3ra. 3er. piso. Apto 11. Altahabana. Ciudad de La Habana. Teléfono: 05 225 4067 rjmr@infomed.sld.cu

*****Dra. Judith Gell Aboy. Milán núm. 322 entre Lourdes y Villoldo. Víbora Park. Ciudad de La Habana, Teléfono: 05 225 3665. judithga@infomed.sld.cu

*Especialista Primer Grado en Anestesiología y Reanimación. Master en Ciencias en Urgencias Médicas.

**Especialista Primer Grado en Anestesiología y Reanimación. Master en Ciencias en Urgencias Médicas.

***Especialista Segundo Grado en Medicina Intensiva. Master en Ciencias en Urgencias Médicas. Especialista Primer Grado en Pediatría.

****Especialista Primer Grado en Pediatría.

***** Especialista Primer Grado en Neonatología. Instructora.

RESUMEN

El ácido láctico ha sido considerado en los últimos años, como un indicador temprano de supervivencia y/o mortalidad en pacientes sometidos a cirugía cardíaca a corazón abierto para la corrección quirúrgica de sus cardiopatías congénitas. La apreciación de la oxigenación tisular durante la anemia aguda que se desarrolla durante la circulación extracorpórea de nuestros pacientes pediátricos con cardiopatías congénitas constituye la razón principal para evaluar si un paciente está o no adecuadamente perfundido, por lo que la evaluación seriada del ácido láctico en sangre arterial debe ser estimada en este tipo de cirugía. Teniendo en cuenta esto, decidimos realizar esta revisión sobre la lactatemia, en pacientes que van a ser sometidos a circulación extracorpórea,y garantizarles un mejor pronóstico. Se considera hiperlactatemia cuando su valor en sangre supera los 3 mmol/L.

Palabras clave: CEC (circulación extracorpórea), Lactatemia, UCI.

ABSTRACT

The lactic acid has been considered in the last years, as an early indicator of survival and/or mortality in subjected patients to heart surgery to open heart for the surgical correction of its congenital cardiopathies. The appreciation of the tissular oxygenation during the anemia sharp normovolémica that is developed during the circulation extracorpórea of our pediatric patients with congenital cardiopathies constitutes the main reason to evaluate if a patient this or not appropriately perfused, for that the evaluation of the lactic acid in blood arterial debit side to be estimated in this surgery type. Keeping in mind this decides to carry out this revision on the lactatemia, in patients that will be subjected to circulation extracorpórea, guaranteeing them a better presage. It is considered hiperlactatemia when its value in blood overcomes the 3 mmol/L.

Key words: CPB, Lactatemia, UCI.

INTRODUCCION

Desde que en 1939 el Dr. RE Gross ¹ realizó la primera ligadura de un ductus arteriosus, la cirugía cardíaca ha demostrado su utilidad en el tratamiento de las cardiopatías congénitas. La mejora progresiva en los métodos de protección miocárdica, la aparición de nuevas técnicas quirúrgicas y la mayor sofisticación en los cuidados perioperatorios, han hecho que el pronóstico de la mayoría de las cardiopatías congénitas haya mejorado ostensiblemente en las últimas décadas. Para ello ha sido necesaria la coordinación de un equipo multidisciplinario de profesionales que trate a estos enfermos con el objetivo principal de mantener un adecuado aporte de oxígeno a todos los órganos y tejidos. Este equipo debe, en primer lugar, conocer la evolución normal de la cardiopatía y su posible postoperatorio, para así identificar y tratar los problemas que aparezcan en el caso de un período postquirúrgico anormal.

a) La propia fisiopatología del defecto cardíaco antes de la intervención y los cambios que la cirugía produce en la misma.

b) Los efectos que en los diferentes órganos y aparatos produce la CEC, la parada circulatoria y la hipotermia profunda

c) La presencia de defectos residuales. Cualquiera de estas variables puede ocasionar un postoperatorio más prolongado de lo normal y un aumento de la mortalidad. La prevención de complicaciones requiere la comprensión de las bases fisiológicas para el desarrollo de disfunción de órganos después de cirugía cardíaca, la capacidad de identificar los pacientes de alto riesgo y aplicar aquellas estrategias terapéuticas que prevengan el desarrollo de las mismas. La incidencia de enfermedad cardíaca congénita es aproximadamente de 8 por 1000  nacidos vivos.²

La apreciación del ácido láctico en sangre arterial ha sido estimada en los últimos años para considerar si un paciente está o no adecuadamente perfundido, sobre todo cuando este análisis se realiza de forma seriada, es por esto que decidimos realizar esta revisión que nos ejemplifique un poco más sobre la utilidad de este metabolito en los diferentes momentos de la evolución en estos pacientes.

DESARROLLO

Desde principio de los años 50, se conoce la necesidad de que muchos de estos pacientes sean sometidos a Circulación Extracorpórea (CEC) para ser intervenidos quirúrgicamente, la llamada desde entonces Cirugía Cardíaca a Corazón Abierto. En 1953, John Gibbon  llevó a cabo la primera corrección de un defecto septal atrial  empleando una máquina de corazón-pulmón. ^{3, 4, 5} Una correcta colocación de las cánulas venosas y aórtica nos garantizará una perfusión sistémica efectiva hacia los diferentes órganos y tejidos, mientras que una adecuada selección de las soluciones de cebado aportará los suministros metabólicos necesarios para la función celular. Las soluciones de cebado seleccionadas para los pacientes pediátricos contienen concentraciones diversas de electrolitos, calcio, glucosa y lactato; estos, con excepción del calcio, podrían estar incrementados si se añaden grandes cantidades de sangre de banco, la hipocalcemia podría contribuir a un rápido enlentecimiento del corazón al inicio de la CEC. Las principales  soluciones  empleadas con este fin son los cristaloides, los coloides y la sangre de banco que permita mantener el hematocrito dentro de los niveles deseados.^6-12

El ácido láctico (C3H6O3) es una molécula monocarboxílica orgánica que se produce en el curso del metabolismo anaerobio (glucólisis anaerobia). Teniendo en cuenta el Ph de los tejidos y de la sangre, el ácido láctico se encuentra  prácticamente en su totalidad en forma disociada (lactato). A pesar de que habitualmente tenemos la idea de que el ácido láctico es un compuesto negativo e incluso en ocasiones hay quien habla de un producto tóxico, el ácido láctico es un compuesto energético importante ya que su metabolización aeróbica da lugar a la formación de 17 ATP. ^13-17

En la glucólisis anaeróbica, hay una utilización de la glucosa que se encuentra en el citoplasma de la célula muscular bien libre o almacenada en forma de glucógeno. Siendo un proceso anaerobio, no hay utilización del oxígeno en esta serie de reacciones químicas, en las que partiendo de la glucosa se llegan a formar 2 moléculas de ácido pirúvico y energía (ATP). ¹⁸ En este punto el ácido pirúvico, gracias a la actividad enzimática de la piruvato deshidrogenasa, en lugar de convertirse en ácido láctico entra en un proceso aeróbico, Ciclo de Krebs, (Figura 1), que tras varios pasos  en los que se va generando mucha más energía (ATP), termina este proceso metabólico produciéndose CO 2 y H 2O. ¹⁵

Los niveles de Ph (nivel de acidez) en los que puede tener lugar la vida y diferentes procesos biológicos es muy limitado. Dado que las variaciones del ácido láctico dan lugar también a modificaciones en el Ph celular y general, el organismo pone en marcha una serie de sistemas y medidas con el fin de neutralizar al propio ácido láctico y sus consecuencias, o incluso llegar a disminuir la glucólisis anaerobia para disminuir la producción de ácido láctico, como por ejemplo: A nivel intracelular el ácido láctico  es neutralizado, principalmente, debido al bicarbonato, fosfato y proteínas; además,  parece que puede haber una entrada de lactato en la mitocondria y de esta forma ser un combustible de la cadena respiratoria. ¹⁰           

Fig. 1: Ciclo de Krebs.

Actualmente, estudios como los realizados por Jean-Michell  Mailet y  otros autores han tratado de evaluar los niveles de ácido láctico durante y después de la cirugía cardíaca; ellos plantean que la hiperlactatemia  (ácido láctico mayor de 3 mmol/L) incluso a la llegada del  paciente a la unidad de cuidados intensivos es capaz de  identificar la población en riesgo de mortalidad después de la cirugía cardíaca, lo cual relacionaron además con la duración, en minutos, de la CEC, así como con la mayor administración de vasopresores intra y postoperatorios, donde las concentraciones elevadas de ácido láctico estuvieron relacionadas con acidosis metabólica.^21-23 Una reducción de la aclaración hepática del lactato solo estaría documentada en pacientes con disfunción hepática severa. ²⁰

Se plantea además que la hiperglicemia  asociada frecuentemente con  la CEC por sí misma, podría inducir hiperlactatemia; estos niveles altos de glicemia son atribuidos a la secreción endógena de hormonas del estrés y citoquinas que conducen a la resistencia insulínica. ²⁴

En 1953, en la Universidad de Pensylvania, Jonh Gibbon reportó el cierre de un defecto septal atrial en un paciente de 18 años de edad, con la asistencia de circulación extracorpórea, ¹ desde entonces se trata de llevar a cabo técnicas quirúrgicas que permitan reparar los defectos cardíacos, exponiendo al paciente el menor tiempo posible a dichos circuitos extracorpóreos y se evalúan los diferentes cambios hemodinámicos y metabólicos que se producen a medida que se prolonga la cirugía.

Una vez que estos pacientes son conectados a un circuito de circulación extracorpórea,  se suple de forma artificial la perfusión hacia los diferentes órganos y tejidos;  para esto es necesario mantener velocidades de flujo de aproximadamente ^{2, 4} L/min/m2 SC en un paciente a normotermia, con 25% de hematocrito,  profundamente anestesiado y relajado. ^{21, 22}  La hemodilución que caracteriza este evento reduce el contenido de oxígeno de la sangre, siendo necesario que en ocasiones las velocidades de flujo que ejerce la máquina de corazón-pulmón superen al gasto cardíaco normal en reposo o de lo contrario las demandas de oxígeno deben ser disminuidas;  constituye esto el factor primordial que garantiza la continuidad de un metabolismo aerobio .  Mientras que  la presión arterial media sea mantenida  por encima de 50 a 60 mmhg (o en dependencia de la edad del paciente), el flujo sanguíneo cerebral será preservado aún si el flujo sistémico fuera discretamente menor que el normal; sin embargo, cuando el flujo sistémico total es progresivamente disminuido,  se reducirá la perfusión a diferentes órganos, como al músculo esquelético,  intestino,  vísceras abdominales y riñones;  las funciones neurológicas y renales son las más susceptibles a estos efectos, sobre todo, cuando se acompañan de niveles bajos de hematocrito (menor de 22,0%). ²¹

La cuantificación en sangre del ácido láctico durante este tipo de cirugía ha sido de gran interés en los últimos 14 años. El lactato es un producto final del metabolismo aeróbico y se encuentra en equilibrio dinámico con su precursor piruvato. ^21-23 La relación de lactato sérico/concentraciones de piruvato en sangre arterial es normalmente menor o igual a 10:1. Una relación lactato/piruvato mayor de 10:1, sugiere que la disponibilidad de oxígeno es inadecuada para las demandas metabólicas del paciente, mientras que incrementos en ambos valores (lactato y piruvato) entre ambos preservada, sugiere un defecto en la utilización oxidativa (ejemplo: un incremento fraccional en la forma inactiva de la enzima piruvato deshidrogenasa) a pesar de una adecuada DO 2, lo cuál fue demostrado por L. Landow en 1993, durante trabajos realizados en pacientes sometidos a cirugía cardíaca a corazón abierto, en el centro médico de Massachusetts. ^24-25 Incrementos en la producción de vasoconstrictores endógenos en respuesta al flujo no pulsátil, junto con una disminución en el contenido arterial de oxígeno resultan de la adición de los líquidos de cebado,  de la máquina corazón–pulmón, a la circulación del paciente al iniciarse el bypass, disminuyendo la DO 2 al tracto gastrointestinal.

S Inoue y M Kuro, en el año 2001, realizaron estudios similares en 124 pacientes en el centro cardiovascular nacional de Japón, Y demostraron que la hiperlactatemia se manifestaba incluso en aquellos pacientes con mayor duración de la CEC y que elevaciones significativas del lactato se manifestaban al iniciarse el bypass cardiopulmonar 18. A pesar de que las extracciones de oxígeno no se incrementaron durante estos procedimientos, sí se encontró mayor extracción del mismo en el postoperatorio de los pacientes que alcanzaron mayores cifras de ácido láctico en extracorpórea. La duración del bypass cardiopulmonar y la ocurrencia de hipotensión al inicio de éste pudiera traer como consecuencia, acidosis láctica. ^10,24-25

Durante la cirugía cardíaca con CEC, se producen cambios significativos en la fisiología cerebral que pueden alterar el equilibrio que existe entre los diferentes factores que determinan la integridad del SNC en condiciones de normalidad.

Metabolismo cerebral

Las neuronas son extremadamente dependientes del oxígeno y la glucosa. En el cerebro no existen depósitos de glucógeno y, por ello, el tejido neuronal depende de un continuo aporte de sustratos. De cada molécula de glucosa se obtienen teóricamente 38 moléculas de ATP siguiendo el metabolismo aeróbico, el Ciclo de Krebs y la cadena respiratoria mitocondrial. En el cerebro, el 60% de la energía obtenida de este proceso es consumida para la actividad de la transmisión sináptica (liberación y recaptación de neurotransmisores) y el 40,0% para el metabolismo basal (mantenimiento del gradiente eléctrico e iónico transmembrana, soporte de la estructura de la membrana, conducción del flujo axonal y almacenamiento de los neurotransmisores).

En condiciones de normalidad, el aporte de oxígeno al cerebro excede, con un margen amplio, al consumo cerebral de oxígeno (VO 2c) que es independiente del FSC.

Si se produce una disminución progresiva del aporte de oxígeno al cerebro, el VO2 puede mantenerse aumentando la extracción de O 2 (EO 2), hasta que la capacidad de extracción se agota;  en este momento, la disminución en el aporte de oxígeno producirá isquemia cerebral y disminuirá el VO2c.  El aporte de oxígeno mínimo para mantener un VO 2c normal se denomina ´´aporte de oxígeno crítico´´.

Durante la CEC, el VO 2c está determinado por la temperatura y la profundidad anestésica. La asociación de hipotermia y anestesia general tienen un efecto potenciador, reduciendo de forma significativa el metabolismo cerebral.

]]> Metabolismo miocárdico

La cantidad y distribución del flujo sanguíneo al miocardio ( y, por tanto, la oferta de oxígeno) se regulan en respuesta a la demanda de O2 del mismo. La cantidad viene determinada por la presión de perfusión coronaria (presión en aorta), la tensión en las capas del miocardio (relacionado en parte con el grosor y el tamaño de la pared ventricular) y la resistencia ventricular coronaria.  A su vez, la resistencia ventricular coronaria depende de la función adecuada de las células endoteliales y el músculo liso.  La resistencia coronaria aumenta también con la viscocidad de la sangre y es, por otra parte, mayor con la hipotermia y menor con la hemodilución, factores que se contraponen con la CEC.

Mientras el flujo de sangre al epicardio ocurre durante la sístole y la diástole, el flujo al sudendocardio ocurre principalmente durante la diástole, ya que la tensión intramiocárdica durante la sístole cierra las ramas coronarias que pasan perpendicularmente a través del miocardio para dividirse en el sudendocardio.  La vulnerabilidad a la isquemia del sudendocardio en el shock, la hipertrofia ventricular, la enfermedad coronaria, así como,  en la cirugía cardíaca, depende en parte, de esta relación y, en parte, de otros factores como el consumo alto de O 2 por el sudendocardio.  El flujo coronario aporta,  por lo tanto, el sustrato energético y el O 2 al miocardio.  En orden de importancia, los sustratos energéticos son: a) ácidos grasos; b) glucosa; c) ácido láctico y pirúvico; d) cuerpos cetónicos; y e) aminoácidos.

La energía del ATP se transfiere al creatinfosfato (CP).  Si el aporte de sustrato supera las necesidades de consumo, se almacenan en forma de glucógeno, que constituye otra forma de reserva energética. No basta con que el flujo coronario sea el adecuado, también debe serlo la concentración de O 2 por unidad de volúmen sanguíneo. ²¹

El destino final del oxígeno y los sustratos es la mitocondria, donde se realiza el proceso aerobio energético. Si está gravemente lesionada, el miocardio es incapáz de extraer el O 2 , o lo hace de manera insuficiente.

La cianosis,  que es propia de algunas cardiopatías congénitas, requiere de serias consideraciones preoperatorias para la protección miocárdica.  Aunque el neonato tiene una capacidad de adaptación a la hipoxia que excede la del adulto, la presencia de hipoxia grave o aguda puede causar disfunción miocárdica y acidosis. Esta condición previa a la cirugía es la causante de respuesta catecolaminérgica insuficiente y aumenta la mortalidad potencial del procedimiento quirúrgico.  La cianosis mantenida durante mucho tiempo (más de 4 meses) implica una menor recuperación de la función sistólica y diastólica después de la isquemia y la reperfución comparado con cardiopatías no cianóticas. ^{5, 6, 15}

Metabolismo renal

Durante la cirugía cardíaca con circulación extracorpórea se produce un defecto de per­fusión renal, activándose los sistemas renales de autorregulación. Si el defecto de perfusión es transitorio y de poca intensidad, los meca­nismos de autorregulación consiguen mante­ner la perfusión renal y mantener con estricta normalidad la función renal. En caso de que el descenso brusco de la perfusión renal fuera más intenso y prolongado se producirían defectos en la perfusión del riñón, con el posi­ ble desarrollo de diversos grados de lesiones tubulares (funcionales u orgánicas). Si en el contexto de la hipoperfusión renal propia de la cirugía cardíaca y de la CEC le añadimos la administración de fármacos nefrotóxicos (ami noglucósidos) o el paciente presenta lesiones graves de ateromatosis periférica con afectación renal, las posibilidades de lesión tubular renal se incrementan de forma marcada.

Los riñones también tienen un rol principal en el metabolismo del lactato. La corteza renal parece ser el principal órgano consumidor de lactato después del hígado. Bajo condiciones de hiperlactatemia exógena, los riñones son responsables de remover, de un 25-30% de todo el lactato infundido, metabolizando el mismo, más que excretándolo; aunque en condiciones de hiperlactatemia marcada la excreción pudiera incrementarse.

A diferencia del hígado, la capacidad de los riñones de remover el lactato, se incrementa en la acidosis. Mientras que la acidosis inhibe el metabolismo hepático del lactato, la captura y utilización de este se incrementa, por vía de la gluconeogénesis al activarse la enzima fosfo-enolpiruvato carboxikinasa. El aclaramiento renal del lactato permanece siendo efectivo aún durante el shock endotoxémico. Si los líquidos de reposición que son usados, contienen bicarbonato, una corrección significativa de la acidosis y la acidemia, pudieran lograrse.

Durante el tiempo de CEC, es importante recordar también que la tolerancia a la isquemia es variable según los diferentes órganos. El riñón puede tolerar 50-60 minutos de isquemia y el hígado 20-30 minutos; sin embargo, la médula espinal y el cerebro son mucho más sensibles a la isquemia. Así el córtex cerebral puede tolerar tan sólo 2 - 4 minutos de isquemia a normotermia, los centros pupilares y palpebrales de 5 a 10 minutos, los centros respiratorios y vasomotores medulares de 20 a 30 minutos y la médula espinal de 30 a 45 minutos. Las consecuencias de las lesiones de la isquemia también son muy variables; el riñón y el hígado tienen una enorme capacidad de regeneración; sin embargo, esta capacidad de regeneración no existe en la médula ni en el sistema nervioso central. Por ello, la supervivencia y la calidad de vida de los pacientes intervenidos de cirugía cardíaca están directamente relacionadas con la protección y preservación de todos los sistemas.

Siegel LB y Dalton HJ, en 1996, en el centro médico de Monte Sinaí, New York, estudiaron los niveles de lactato sérico al inicio del postoperatorio, como predictor de supervivencia en niños sometidos a cirugía cardíaca abierta. Concluyeron que los niveles medios de lactato a la llegada a la UCI fueron de 6,9 mmol/L  (+/- 0,8 mmol/L), para los no sobrevivientes  (n=7) ; y  2,38 mmol/L (+/- 0,1 mmol/L), para los pacientes que sobrevivieron (n=34), p=0,0001. Plantean que los niveles postoperatorios elevados podrían reflejar hipoperfusión tisular intraoperatoria y qué medidas adoptadas para incrementar la disponibilidad de oxígeno, con normalización del lactato, podrían mejorar la evolución de los pacientes. ²⁷

Demers P y Elkouri S, en el año 2000, en el Instituto del Corazón, en Montreal, Canadá, realizaron un estudio similar en 1 376 pacientes adultos sometidos a cirugía cardíaca, y concluyeron, que concentraciones sanguíneas de lactato de 4.0 mmol/L o mayores, identificaba un subgrupo de pacientes con riesgo incrementado de morbilidad y mortalidad postoperatorias. ¹⁹

Planteamientos similares, en este sentido, fueron los presentados por Shine N, Kageyama K. et al, en el año 2001, en el Instituto Médico para niños de Kyoto, donde señalaron las concentraciones de lactato arterial, como una forma rápida, fácil y relativamente no invasiva para estimar el metabolismo tisular de oxígeno. Realizaron un estudio seriado de 112 pacientes, con edades entre 5 días y 17 años, quienes fueron sometidos a cirugía cardíaca a corazón abierto. Las concentraciones de lactato en sangre arterial fueron medidas preoperatorias inmediatamente terminada la CEC, al terminar la cirugía y a las 16 horas de postoperatorio. Las mediciones de lactato se examinaron en relación a la mortalidad y a la estadía en la UCI. La población estudiada tuvo una mortalidad de 5,7% (6 pacientes); los niveles de lactato se incrementaron significativamente y superaron los 4,0 mmol/L posterior a la CEC en la mayoría de los pacientes. Estos incrementos se desencadenaron, según plantean los autores, por cambios en el flujo sanguíneo  interórgano, niveles de glucosa sanguínea y/o Ph sanguíneo en adición a los efectos del ringer lactato como parte de las soluciones de cebado del circuito de CEC.²⁶

La repercusión que para la sociedad y la familia tiene la muerte de un niño, justificaría la búsqueda incesante de complementarios y monitoreo que nos alertan sobre la evolución de los pacientes; un instrumento en manos de profesionales de la salud que se consagran en nuestro país a la asistencia con el propósito de mejorar  la misma.

CONCLUSIONES

1- El tipo de cardiopatía no constituye un factor predictor de supervivencia.

3- Los valores de lactato sérico durante la CEC son mayores cuando se emplea ringer lactato en las soluciones de cebado.

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