Implicaciones clínicas de la teoría reológica en la prevención de la lesión pulmonar inducida por el ventilador. ¿Es la potencia mecánica la solución?

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En base a la evidencia experimental en animales de laboratorio y la reciente investigación en humanos, los conceptos básicos de la reología parecen explicar de forma más verosímil la lesión pulmonar inducida por la ventilación mecánica (ventilator induced lung injury o VILI)).El objetivo de este artículo es analizar las implicaciones clínicas de la teoría reológica y la relación de la potencia mecánica (mechanical power, MP) en el desarrollo del VILI.El VILI es un fenómeno dependiente del tiempo: dinámica de desarrolloDinámica del desarrollo del VILIEn 2013, de nuevo los investigadores del equipo de Gattinoni et al.<a class="elsevierStyleCrossRef" href="#bib0135">1</a>, repitieron el experimento de 2011, pero esta vez con un diseño prospectivo de cohortes. Ventilaron cerdos sanos durante 60h (fracción inspirada de oxigeno=0,5, frecuencia respiratoria [Fr]=15rpm) de manera que en todos ellos el volumen teleinspiratorio fuera igual a la capacidad pulmonar total. Pero, utilizando diferentes combinaciones de volumen corriente (Vc) y de presión positiva al final de la espiración (PEEP), crearon 4 cohortes de cerdos, cada una ventilada con un valor diferente de strain: 2,5; 1,154; 0,556 y 0,217. Tal y como ocurría en el primero de sus experimentos, los animales ventilados con mayores cifras de strain presentaban mayor grado histológico de VILI y mayores niveles de marcadores inflamatorios locales y sistémicos.En este caso, el diseño prospectivo posibilitaba el seguimiento temporal de las cohortes. Y descubrieron que existía una interacción estadísticamente significativa entre el nivel de strain y el tiempo de aplicación del patrón ventilatorio:<ul class="elsevierStyleList" id="lis0005"><li class="elsevierStyleListItem" id="lsti0005">•En la cohorte strain 2,5, la aparición de VILI se detecta ya a las 6h de ventilación y todos los cerdos han muerto a las 48h.</li><li class="elsevierStyleListItem" id="lsti0010">•En las cohortes strain 1,154 y strain 0,556, todos los cerdos sobreviven y la aparición del VILI se retrasa hasta las 24 y 36h, respectivamente.</li><li class="elsevierStyleListItem" id="lsti0015">•Pero, de manera sorprendente, en la cohorte strain 0,217, a pesar de haber sido ventilada durante 60h hasta volúmenes teleinspiratorios iguales a la capacidad pulmonar total (con valores iniciales de presión meseta [Pplat] inspiratoria de 36 ±3cmH2O), no solo no aparece VILI, sino que los valores de Pplat al final del experimento eran los más bajos de entre las 4 cohortes.</li></ul>Por tanto, se puede concluir que el desarrollo del VILI es un fenómeno tiempo-dependiente. Es importante destacar que en ninguna de las teorías que, hasta la fecha, se han propuesto para explicar el mecanismo etiopatogénico del VILI (barotrauma, volutrauma, atelectrauma, biotrauma) se ha considerado explícitamente un mecanismo que incluyera al tiempo de aplicación de la ventilación como un factor responsable de importancia.En busca de una nueva teoría que permita incluir el tiempo entre los factores productores de VILI, Gattinoni y su grupo de investigación estudiaron experimentalmente la dinámica de desarrollo temporal del VILI<a class="elsevierStyleCrossRef" href="#bib0140">2</a>. Así, en animales sanos ventilados sin PEEP y sometidos a un strain de 2,5, observaron que el desarrollo del VILI se producía de manera exponencial. Midiendo con tomografía axial computarizada la aparición de densidades nuevas en el parénquima pulmonar, descubrieron que:<ul class="elsevierStyleList" id="lis0010"><li class="elsevierStyleListItem" id="lsti0020">•La aparición de nuevas densidades se inicia hacia las 6h de ventilación.</li><li class="elsevierStyleListItem" id="lsti0025">•Aparece en las zonas de interfase de las estructuras naturalmente no homogéneas (sobre todo en microatelectasias subpleurales de la base, aunque también peribronquiales e intraparenquimtosas).</li><li class="elsevierStyleListItem" id="lsti0030">•Se va generalizando bilateralmente en todo el parénquima siguiendo una función exponencial.</li></ul>A esas zonas inhomogéneas en las que se inicia el VILI, se les ha llamado multiplicadores de stress (stress raisers) y actúan como una especie de «núcleos de cristalización» en la generalización exponencial del VILI. El desarrollo de VILI mediante un mecanismo que implica la existencia de stress raisers fue deducido matemáticamente ya en 1970 por Mead<a class="elsevierStyleCrossRef" href="#bib0145">3</a>. El concepto de stress raisers está tomado de la ingeniería de materiales. Es exactamente por un mecanismo de multiplicadores de stress como esta ciencia explica la generación de la llamada «fatiga de los materiales»: la propagación por su interior de las fracturas iniciadas originalmente en zonas microscópicas de impureza (stress raisers), que acaban haciendo inservible un material.Un importante descubrimiento con implicaciones prácticas fue que dichas densidades de VILI inicial (los multiplicadores de stress) aparecen solo en los cortes de tomografía axial computarizada realizados en espiración. Esto significa que los stress raisers son zonas altamente reclutables, por lo que usando presiones elevadas de PEEP se impide su aparición y se consigue mantener un parénquima más homogéneo. Esta sería, por tanto, una forma de prevenir la aparición de las lesiones pulmonares precursoras del VILI.El aumento de la frecuencia respiratoria incrementa el VILILa investigación sobre la influencia de las variables dinámicas (tiempo) en la producción del VILI ha proseguido con paso firme, y ha aportado nuevas pruebas sólidas de la implicación de factores temporales. Ya en el año 2000 el equipo de John Marini <a class="elsevierStyleCrossRef" href="#bib0150">4</a> describió por primera vez en un modelo animal (pulmones de conejo aislados del tórax y perfundidos «ex vivo»), que la Fr alta empeoraba el VILI. Pero las pruebas más sólidas de la implicación de factores temporales (la Fr) han sido proporcionadas por el equipo de investigadores del instituto Karolinska<a class="elsevierStyleCrossRef" href="#bib0155">5</a>, en el que participa el español Suarez-Sipmann.Es un experimento realizado sobre un modelo animal de VILI denominado «two-hit injury model» (se genera VILI en un modelo experimental en cerdo mediante lavados alveolares con suero fisiológico seguidos de una ventilación muy agresiva durante 2h). Los animales con VILI se ventilaron en modo volumen control con la estrategia del ARDSnet (Vc=6mL/kg, PEEP=10cmH2O, fracción inspirada de oxigeno=0,5) y fueron aleatorizados a ser ventilados unos con una Fr de 20rpm y otros con una Fr de 40rpm. A las 4-6h de ventilación, la P/F había empeorado significativamente y los marcadores bioquímicos y anatomopatológicos detectaban mayor lesión pulmonar en el grupo de Fr alta.Por tanto, la Fr baja protege del VILI a los pulmones con SDRA. Claramente, estos hallazgos suscitan una pregunta clínica muy relevante: ¿Es realmente protectora la ventilación de «alta frecuencia»? Por ahora ningún metaanálisis de ensayos clínicos lo ha confirmado ni en pacientes adultos ni en pacientes pediátricos o neonatales.El flujo alto aumenta la producción de VILIEn relación también con los factores dinámicos que influyen en el VILI, Gattinoni y su equipo <a class="elsevierStyleCrossRef" href="#bib0160">6</a>, han comunicado los resultados encontrados en el modelo experimental de cerdos sanos ventilados en volumen controlado con la misma Fr y el mismo strain (15rpm y 2,1±0,9, respectivamente) pero diferente strain rate. Se dividieron aleatoriamente en 2 grupos. En uno de ellos, se utilizaron flujos bajos (469±156mL/s) y relaciones I:E de 1:3 a 1:5, para someter a los animales una baja strain rate. En el otro grupo experimental, el de alta strain rate, se utilizaron flujos altos (1.322±246mL/s) y relaciones I:E de 1:5 a 1:9. Al final del experimento, el grupo sometido a alta strain rate tuvo:<ul class="elsevierStyleList" id="lis0015"><li class="elsevierStyleListItem" id="lsti0035">•Peor complianza y P/F.</li><li class="elsevierStyleListItem" id="lsti0040">•Más marcadores inflamatorios en el lavado broncoalveolar.</li><li class="elsevierStyleListItem" id="lsti0045">•Más signos anatomopatológicos de edema pulmonar.</li><li class="elsevierStyleListItem" id="lsti0050">•Mayor prevalencia de VILI (73 vs. 20%; p=0,01).</li><li class="elsevierStyleListItem" id="lsti0055">•Mayor mortalidad a las 54h de ventilación (47 vs. 13%).</li></ul>Es decir, en la producción del VILI no solo importa la deformación (strain) inducida por el respirador mecánico en los pulmones ventilados, sino también la velocidad a la cual el respirador produce esta deformación (strain rate). A mayor velocidad en la deformación inducida por el aire, mayor VILI.Otro hallazgo fundamental de este experimento fue que los animales que habían presentado VILI habían tenido, durante su ventilación:<ul class="elsevierStyleList" id="lis0020"><li class="elsevierStyleListItem" id="lsti0060">1.Un mayor índice de histéresis pulmonar dinámica (Julios).</li><li class="elsevierStyleListItem" id="lsti0065">2.Un mayor índice de stress relaxation (P1–P2; cmH2O).</li></ul>Estas 2 mediciones que pueden realizarse de forma sencilla con el respirador mecánico están describiendo el comportamiento viscoso del parénquima pulmonar.Protti et al.6 detectaron además que strain y strain rate interaccionan entre sí e incrementan tanto la histéresis dinámica como el P1 – P2. Este hecho indica que el patrón respiratorio que se ha aplicado está forzando a los pulmones (como hemos visto, cuerpos viscoelásticos) a comportarse más como líquidos viscosos que como sólidos elásticos. Y ello incrementa la producción de VILI. Monitorizando estas 2 medidas, podríamos detectar si el patrón respiratorio con el que estamos ventilando a nuestros pacientes está forzando a sus pulmones a comportarse como líquidos viscosos. Es decir, podría ayudarnos a programar el respirador para disminuir el VILI.Este hallazgo es sorprendente, pero viene a dar verosimilitud a una hipótesis que se había sugerido como explicación a unos hechos evidenciados hace ya algunos años. En una serie de experimentos<a class="elsevierStyleCrossRefs" href="#bib0165">7–9</a> diseñados para intentar comparar la ventilación en modo controlado por presión con esquema de control adaptativo (PC-CMVa; modo controlado por presión con volumen objetivo) con la ventilación controlada por volumen (VC-CMV), tanto en modelo animal de pulmón sano como en el de SDRA los autores encontraron una clara superioridad del modo VC-CMV, no solo en los parámetros de oxigenación sino también en las mediciones anatomopatológicas de la necropsia. El modo de PC-CMVa producía mucho más VILI, y los autores proponían el mayor pico de flujo como el responsable. Por tanto, es posible que un mayor flujo pico induzca una mayor strain rate y, tal como acaba de demostrar el equipo de Gattinoni, esto produce más VILI.¿Qué efecto tiene la presión positiva al final de la espiración?Por ahora, el efecto de la PEEP sobre la producción de VILI no ha sido aún establecido experimentalmente en el marco de la nueva teoría basada en el efecto del stress y el strain.Teóricamente, al aumentar la PEEP se está incrementando la CRF. Dado que la CRF está en el denominador tanto del strain como del strain rate, al aumentar el reclutamiento pulmonar mediante el incremento de la PEEP debería disminuir la producción de VILI, aunque existen resultados contradictorios al respecto.Los datos de 2 análisis basados en modelos empíricos<a class="elsevierStyleCrossRef" href="#bib0180">10</a> y simulaciones de ordenador<a class="elsevierStyleCrossRef" href="#bib0185">11</a> apuntan en esa dirección. Sin embargo, se sabe que en la clínica real es difícil prever el efecto que va a tener la PEEP sobre el reclutamiento pulmonar<a class="elsevierStyleCrossRef" href="#bib0190">12</a>, así que no siempre que se aumenta la PEEP se incrementa la CRF en los pacientes con SDRA. Por lo que estos análisis teóricos podrían estar basados en premisas erróneas y, por tanto, sesgados.Los resultados de los ensayos clínicos arrojan datos interesantes. En el reanálisis a posteriori de Kassis et al.<a class="elsevierStyleCrossRef" href="#bib0195">13</a> de los datos de su anterior ensayo clínico publicado originalmente en NEJM, los pacientes con SDRA ventilados con una estrategia dirigida por la presión esofágica recibieron durante el primer día una PEEP significativamente mucho más elevada. En ellos la elastancia mejoró (p<0,01) y el stress (ΔPTP) disminuyó (p<0,05). Pero juntando todos los pacientes de ambos grupos (intervención y control), realizaron un análisis tipo caso-control y descubrieron que los supervivientes (28 días) habían sido ventilados durante el primer día con un gradiente de presión (presión de conducción o “driving pressure”, DP) inferior a 13cmH2O, un valor estadísticamente menor a la DP que habían recibido los fallecidos (entorno a 15cmH2O).Hasta el momento, la prueba científica más consistente del efecto beneficioso de la PEEP sobre el desarrollo del VILI ha sido proporcionada por el equipo sueco del instituto Karolinska. Los autores repitieron el experimento<a class="elsevierStyleCrossRef" href="#bib0155">5</a> realizado con el modelo animal de VILI «two-hit injury model» aplicando una maniobra de reclutamiento y pautando la PEEP óptima (definida como 2cmH2O por encima de la PEEP que maximiza la complianza dinámica en una maniobra decremental)<a class="elsevierStyleCrossRef" href="#bib0200">14</a>. Es decir, se modificó el modelo de VILI para aplicar una estrategia de open lung approach. El principal hallazgo de este experimento fue que la estrategia open lung approach compensó el efecto lesivo de la Fr (20 vs. 40rpm). A las 4-6h de ventilación los marcadores bioquímicos y anatomopatológicos de VILI eran indistinguibles entre ambas cohortes (Fr alta y Fr baja). De hecho, los datos de inflamación eran superponibles a los encontrados en la cohorte Fr baja del experimento anterior (ARDSnet). Por tanto, en el SDRA la PEEP protege del VILI inducido por la Fr alta.En la misma dirección apuntan otros datos del experimento anteriormente citado de Protti et al.<a class="elsevierStyleCrossRef" href="#bib0160">6</a>. Tanto en la cohorte de baja strain rate como en la de alta strain rate, respecto de los animales ventilados con PEEP=0cmH2O (ZEEP) los ventilados con PEEP=10cmH2O presentaban menor stress relaxation (diferencia P1-P2). No parece existir interacción (p=0,994) entre el efecto de la PEEP y del strain rate. Así que la PEEP parece ser un factor independiente que disminuye el comportamiento viscoso del parénquima pulmonar al ser ventilado. Es una relación estadística que podría no ser causal, pero como los pulmones con VILI habían sido ventilados con menor stress relaxation, de nuevo la evidencia circunstancial parece indicar que la PEEP evita la formación de VILI.Integración global de los conceptos: la potencia mecánicaEl paso definitivo en el desarrollo de una teoría completa, basada en la reología y en la ingeniería de materiales, que explique científicamente la producción de VILI lo ha constituido la introducción del concepto de MP por el equipo de Gattinoni en 2016. Permite la integración global de todos los diferentes parámetros del respirador que se han descrito como cofactores susceptibles de producir VILI (Vc, presiones, Fr y flujo) en una única cantidad física. Se trata de medir la energía mecánica que se transmite al aparato respiratorio del enfermo (vías aéreas+parénquima pulmonar) desde el respirador artificial. Toda esta carga energética (Julios), expresada por unidad de tiempo (Julios/min), es la MP.Para los físicos energía y trabajo son conceptos intercambiables. La energía es una medida de la «capacidad para realizar un trabajo», y el trabajo es la «energía transferida por una fuerza».Para la fisiología clásica, el trabajo respiratorio (WOB) durante la inspiración en ventilación mecánica con flujo constante<a class="elsevierStyleCrossRef" href="#bib0205">15</a> se mide como:<elsevierMultimedia ident="eq0005"></elsevierMultimedia>(Ecuación 1)Es decir, el trabajo que hace el ventilador cada inspiración para introducir el aire en el sistema respiratorio coincide con el área bajo la curva del asa inspiratoria del bucle dinámico presión-volumen, medida sobre el eje de volúmenes. Ese trabajo es exactamente la energía que el respirador suministra al sistema respiratorio del paciente para poder ventilarlo.Basándose en esto, Gattinoni et al. <a class="elsevierStyleCrossRef" href="#bib0210">16</a> han obtenido 2 fórmulas equivalentes capaces de estimar la MP en volumen control. Las fórmulas se pueden deducir, partiendo de la ecuación de movimiento de la fisiología respiratoria clásica, mediante un elegante razonamiento geométrico sobre el bucle dinámico presión-volumen (una información de la que ya se dispone prácticamente en todos los respiradores artificiales a pie de cama) (<a class="elsevierStyleCrossRef" href="#fig0005">fig. 1</a>)<a class="elsevierStyleCrossRef" href="#bib0215">17</a>. La energía suministrada (J) cada ciclo por un respirador de flujo constante es:<elsevierMultimedia ident="eq0010"></elsevierMultimedia><elsevierMultimedia ident="fig0005"></elsevierMultimedia>Eresp: energía; Vc: volumen corriente; E: elastancia; R: resistencia; Ti: tiempo inspiratorio; PEEP: presión positiva al final de la espiración.(Ecuación 2)Esta ecuación está expresada en función de las 2 constantes, elastancia (E=1/C) y resistencia (R). Pero puede simplificarse muchísimo, conociendo las siguientes equivalencias:Flujo=Vc/Ti.DP=Pplat-PEEP.R=(PIP-Pplat)/Flujo.E=DP/Vc.En esta otra:<elsevierMultimedia ident="eq0015"></elsevierMultimedia>Eresp: energía; Vc: volumen corriente; PIP: pico de presión; DP: driving pressure.(Ecuación 3)Multiplicando la energía suministrada ciclo a ciclo por la Fr se puede calcular la MP:<elsevierMultimedia ident="eq0020"></elsevierMultimedia><elsevierMultimedia ident="eq0025"></elsevierMultimedia>MP: mechanical power; Fr: frecuencia respiratoria; Vc: volumen corriente; E: elastancia; R: resistencia; Ti: tiempo inspiratorio; PEEP: presión positiva al final de la espiración.(Ecuación 4)O su equivalente<elsevierMultimedia ident="eq0030"></elsevierMultimedia>MP: mechanical power; Fr: frecuencia respiratoria; Vc: volumen corriente; PIP: pico de presión; DP: driving pressure.(Ecuación 5)Donde 0,098 es el factor de conversión de L×cmH2O a Julios.Gattinoni ha demostrado que el cálculo resultante de estas fórmulas es equivalente, tanto en pulmones normales como en pacientes con SDRA, al resultado de integrar el área bajo la curva del bucle dinámico presión-volumen, sobre el eje de los volúmenes (la definición física del trabajo respiratorio). Y, además, mediante simulaciones de ordenador, basándose en esta fórmula ha demostrado que:<ul class="elsevierStyleList" id="lis0025"><li class="elsevierStyleListItem" id="lsti0070">•La MP se incrementa exponencialmente:</li><li class="elsevierStyleListItem" id="lsti0075">∘Exponente=2: con el Vc, la DP y el flujo.</li><li class="elsevierStyleListItem" id="lsti0080">∘Exponente=1.4: con la Fr.</li><li class="elsevierStyleListItem" id="lsti0085">•La MP se incrementa linealmente: con la PEEP, la E y la R.</li></ul>Los mismos investigadores han publicado un estudio que constituye lo que en metodología de la investigación se denomina una prueba de concepto<a class="elsevierStyleCrossRef" href="#bib0220">18</a>: la evidencia experimental incontrovertible de que el responsable del VILI es la MP. El estudio consistió en 2 experimentos:<ul class="elsevierStyleList" id="lis0030"><li class="elsevierStyleListItem" id="lsti0090">•En el primero se demostró que existe un umbral de MP a partir del cual se induce VILI. La muestra son cerdos ventilados durante 54h en volumen control con una strain≥2 (un valor de strain que ya habían descrito previamente que con una Fr de 15rpm producía VILI e incluso era letal). Los animales son divididos aleatoriamente en 5 cohortes, cada una de ellas ventilada con diferentes Fr (3, 6, 9, 12 y 15rpm) y por tanto diferentes MP (2±0,2J; 7±3J; 10±3J; 14±2J y 22±2J, respectivamente). La aparición de VILI se midió con una tomografía computarizada y con la histología de la necropsia. Y demostraron que solo en los cerdos ventilados con una MP mayor de 12J/min se produce VILI. Por debajo de ese umbral no aparece patología. Debido a la muerte de los animales ventilados con mayor MP, el experimento solo pudo durar 34±13h</li><li class="elsevierStyleListItem" id="lsti0095">•El segundo experimento fue el de confirmación. Para demostrar que no es la Fr la responsable, esta vez todos los animales fueron ventilados a 35rpm durante 54h. Pero, en función del Vc que se les administró, se dividieron en 2 cohortes: una formada por cerdos a los que se suministró una MP menor y mayor de 12J/min (8±2J/min) y otra con cerdos ventilados desde el principio a más de 12J/min (22±5J/min). Los resultados confirman los hallazgos del primer experimento: solo se indujo VILI en la cohorte de alta MP, en la que los índices de stress, strain, Ebreath e histéresis dinámica se incrementaron durante el tiempo que duró la ventilación mecánica. Es decir, la ventilación empeoró el VILI.</li></ul>Además, analizando los datos de todos los animales de ambos experimentos, se comprobó que la MP suministrada fue:<ul class="elsevierStyleList" id="lis0035"><li class="elsevierStyleListItem" id="lsti0100">•Inversamente proporcional a la caída en la oxigenación (P/F)</li><li class="elsevierStyleListItem" id="lsti0105">•Directamente proporcional al aumento de la E, los índices de comportamiento viscoso (diferencia P1 -- P2, histéresis dinámica) y a las medidas anatomopatológicas de presencia de edema pulmonar.</li></ul>La existencia de este umbral de MP es un hallazgo determinante, y es compatible con lo que conocemos científicamente en la ingeniería de materiales<a class="elsevierStyleCrossRefs" href="#bib0225">19–21</a>. Según esta ciencia, en el interior de cualquier material existen siempre impurezas (a veces microscópicas). Estas funcionan como stress raisers en el inicio de la formación de las fracturas internas, cuya propagación acaba produciendo la fatiga del material. Desde estos puntos iniciales, el crecimiento de las fracturas tiene lugar con una dinámica de propagación muy característica que ha sido demostrada experimentalmente desde los años 1920. Según el llamado criterio energético de fractura de Griffith: se producirá el crecimiento y propagación de la fractura por el espesor del material solo cuando la tasa de energía que se le aporte al sistema supere un valor umbral crítico (Crit Griffit, Gc). La analogía con la MP y el VILI es evidente.Las pruebas clínicas de la importancia del MP en el desarrollo del VILI son aún poco consistentes (series prospectivas grandes), pero apuntan firmemente en esa dirección. En los datos de la cohorte LUNG SAFE<a class="elsevierStyleCrossRef" href="#bib0240">22</a>, los parámetros ventilatorios independientemente asociados con mortalidad en pacientes ventilados por SDRA fueron:<ul class="elsevierStyleList" id="lis0040"><li class="elsevierStyleListItem" id="lsti0110">•El uso de PEEP disminuye la mortalidad.</li><li class="elsevierStyleListItem" id="lsti0115">•La Fr, la PIP y la DP aumentan la mortalidad. Es destacable que estos 3 parámetros estén presentes en la fórmula abreviada de la MP.</li></ul>En otra cohorte diferente, también de tamaño muestral grande, Fuller et al.<a class="elsevierStyleCrossRef" href="#bib0245">23</a> encontraron que en pacientes con pulmones sanos en los que se aplica una estrategia de ventilación protectora para intentar prevenir la aparición de SDRA, tanto la DP como la MP se asociaron a mayor incidencia de SDRA.La identificación de un umbral razonable de MP a partir del cual se genere VILI parece, por tanto, un hallazgo de importancia capital por su aplicación en la clínica diaria.Un ejemplo cotidiano paradigmático es la indicación de sustituir la ventilación convencional por la ventilación de alta frecuencia oscilatoria. En base a las teorías de volu/barotrauma parecería que la ventilación de alta frecuencia oscilatoria debiera ser el soporte respiratorio más seguro y poco lesivo, al administrar Vc inferiores al espacio muerto con una presión de distensión continua (MAP) moderada. Contraintuitivamente, ningún ensayo clínico realizado hasta la fecha ha demostrado esta superioridad e incluso hay evidencias consistentes que indican que podría ser más lesiva que la ventilación convencional. Esta paradoja podría resolverse fácilmente si tenemos en cuenta que se trata de una modalidad ventilatoria basada en la utilización de un movimiento oscilatorio armónico simple. La energía transmitida por una onda hacia el sistema respiratorio podría exceder claramente el umbral de MP capaz de generar VILI. Lo mismo podría aplicarse a la indicación de ECMO respiratoria en el paciente con SDRA con el objetivo de disminuir la MP (al mantener al pulmón con parámetros de reposo) para disminuir la probabilidad de VILI.Versión termodinámica: lesión pulmonar como producto de la entropía generadaDe manera independiente, Oliveira et al. han publicado un versión diferente de la misma teoría<a class="elsevierStyleCrossRef" href="#bib0250">24</a>. Está basada en un estudio del problema desde el punto de vista de la termodinámica, que es la parte de la física que estudia los cuerpos macroscópicos que están constituidos internamente por múltiples partes. Por complejo que resulte, el comportamiento del pulmón al ser hinchado por el respirador artificial debe obedecer las 3 leyes de la termodinámica, que marcan los límites mediante los cuales los cuerpos físicos evolucionan de un estado (espiración) a otro (inspiración) y viceversa.Para entender este razonamiento, solo es necesario conocer las 2 primeras leyes de la termodinámica:<ul class="elsevierStyleList" id="lis0045"><li class="elsevierStyleListItem" id="lsti0120">•La primera ley de la termodinámica, que es la ley de conservación de la energía pero aplicada a la energía interna (se excluye la energía del sistema como un todo, debida a su posición o su movimiento) de un sistema termodinámico. Según esta ley solo hay 2 formas de cambiar la energía interna de un sistema termodinámico:</li></ul><ul class="elsevierStyleList" id="lis0050"><li class="elsevierStyleListItem" id="lsti0125">1.Calentándolo (o enfriándolo) una cantidad de energía calorífica (Q).</li><li class="elsevierStyleListItem" id="lsti0130">2.Realizando un trabajo (W).</li></ul><elsevierMultimedia ident="eq0035"></elsevierMultimedia>Q: energía calorífica; W: trabajo<ul class="elsevierStyleList" id="lis0055">(Ecuación 6)<li class="elsevierStyleListItem" id="lsti0135">•La segunda ley de la termodinámica, que describe la entropía (S) como una variable de estado de un sistema termodinámico. Obliga a que cuando se produzca un cambio de estado, la entropía de un sistema nunca pueda decrecer. Poniendo ese cambio de entropía en función de la temperatura absoluta (T, grados Kelvin), se enuncia:</li></ul><elsevierMultimedia ident="eq0040"></elsevierMultimedia>S: entropía; Q: energía calorífica; T: temperatura(Ecuación 7)Combinando ambas leyes, se obtiene la ecuación de estado de un sistema termodinámico:<elsevierMultimedia ident="eq0045"></elsevierMultimedia>S: entropía; T: temperatura; W: trabajo(Ecuación 8)Esta ecuación describe la relación existente entre la energía interna, la temperatura, la entropía y el trabajo realizado por (o sobre) un sistema termodinámico.La esencia de un ser vivo es una continua actividad interna de un naturaleza sumamente ordenada (gradientes eléctricos, químicos y de temperatura). En el libro de 1944 ¿Qué es la vida? Erwing Schrödinger estableció que, desde el punto de vista termodinámico, los seres vivos son capaces de mantener durante toda su vida el orden en una aparente violación de la segunda ley de la termodinámica. Y que para ello, deben ser capaces de exportar al ambiente que les rodea la entropía que están generando. Pero, ¿qué ocurre si no toda la entropía puede ser exportada? La entropía remanente queda retenida en el interior del sistema, y su consecuencia inevitable es la progresión gradual del sistema hacia la disfunción (es decir la enfermedad) y eventual muerte. Ello hace surgir 2 preguntas esenciales para la vida y muerte de un organismo: ¿a qué ritmo se produce la entropía en el interior de un organismo?, y ¿con qué eficacia está ese organismo exportando la entropía generada? Esta explicación filosófica ha sido concretada por Oliveira et al. a nivel del pulmón.Para la termodinámica<a class="elsevierStyleCrossRef" href="#bib0255">25</a>, un generador de entropía es un sistema compuesto por 2 partes en contacto (<a class="elsevierStyleCrossRef" href="#fig0010">fig. 2</a>):<ul class="elsevierStyleList" id="lis0060"><li class="elsevierStyleListItem" id="lsti0140">1.La primera parte del sistema consiste en un peso de masa m que, durante su caída, hace girar un conjunto de remos/palas sumergidos en el interior de un líquido viscoso.</li><li class="elsevierStyleListItem" id="lsti0145">2.Esta parte está en contacto térmico con la segunda parte del sistema, que consiste en un reservorio de calor, que mantiene una temperatura constante T. Para la termodinámica, un «reservorio de calor» es capaz, por definición, de mantener constante la temperatura independientemente de cuanto lo calentemos o enfriemos. Tiene una capacidad calorífica infinita.</li></ul><elsevierMultimedia ident="fig0010"></elsevierMultimedia>Cuando el peso de masa m cae una distancia h, se realiza un trabajo sobre el interior del líquido viscoso:<elsevierMultimedia ident="eq0050"></elsevierMultimedia>W: trabajo; m: masa; h: distancia; g: gravedad(Ecuación 9)Esto produce un incremento en la energía térmica del líquido, que conllevaría, a su vez, un aumento de su temperatura si este no estuviera en equilibrio térmico con el reservorio de calor. Pero dado que el líquido y el reservorio se encuentran en contacto térmico, y el reservorio mantiene su temperatura constante, cuando el peso cae el líquido transfiere esa energía en forma de calor al reservorio, haciendo que la entropía del reservorio aumente una cantidad<elsevierMultimedia ident="eq0055"></elsevierMultimedia>W: trabajo; T: temperatura; m: masa; h: distancia; g: gravedad(Ecuación 10)Si el líquido es capaz de «exportar» esa entropía al reservorio, su entropía permanecerá constante. El «generador de entropía» demuestra físicamente que cuando un trabajo W es disipado completamente en un reservorio calorífico de temperatura T, la entropía del sistema completo (líquido+reservorio) aumenta en una cantidad W/T.Podemos describir al sistema formado por el pulmón y el sistema circulatorio como un «generador de entropía»:<ul class="elsevierStyleList" id="lis0065"><li class="elsevierStyleListItem" id="lsti0150">1.Aparato respiratorio. El líquido movido por los remos sumergidos representaría al pulmón sometido al trabajo respiratorio (WOB=Eresp) que realiza el ventilador mecánico cada inspiración. Es importante recordar que la MP es esa energía multiplicada por los ciclos respiratorios que se hacen cada minuto.</li><li class="elsevierStyleListItem" id="lsti0155">2.Aparato circulatorio. El reservorio calorífico representaría el sistema circulatorio que está en contacto térmico con los pulmones y que es capaz de mantener la temperatura corporal constante (condiciones isotérmicas; 36,5°C=273,15±36,5°C=309,65°K).</li></ul>Mientras el pulmón sea capaz de exportar esa entropía al sistema circulatorio, disipando completamente el trabajo que se hace sobre él, la entropía pulmonar permanecerá constante: no se producirá VILI. Pero si la MP es demasiado elevada, y supera la capacidad que tiene el sistema circulatorio de retirar la entropía que se está produciendo en el interior del pulmón, parte de la entropía generada (MP/T) se dirigirá a producir VILI. Así pues, la capacidad del sistema circulatorio de eliminar la entropía generada en el interior del pulmón explica que exista un umbral de MP a partir del cual se genera VILI.Oliveira et al. justifican que si el pulmón se mueve en el límite elástico, es decir a strain pequeño, la distribución tridimensional de las fibras microscópicas de elastina y colágeno del interior del tejido pulmonar hacen que el stress recaiga casi exclusivamente sobre las fibras de elastina. Y las fibras de elastina tienen una propiedad termodinámica muy característica: se comportan como las cintas de goma elástica, que tienen un módulo de Young proporcional a su temperatura absoluta T.<ul class="elsevierStyleList" id="lis0070"><li class="elsevierStyleListItem" id="lsti0160">•Cuando se estiran durante la respiración normal (inspiración) son capaces de liberar calor al medio que les circunda (sistema circulatorio), lo cual tiene como respuesta una disminución en su entropía<a class="elsevierStyleCrossRef" href="#bib0260">26</a>.</li><li class="elsevierStyleListItem" id="lsti0165">•Ello les da la capacidad de que, cuando se contraen durante la espiración, pueden convertir la energía térmica (aportada por el sistema circulatorio) en trabajo. Es decir, absorber calor para volver al estado de equilibrio.</li></ul>Si cuando se aporta externamente energía (MP), la ventilación mecánica hace comportarse al pulmón como un sólido elástico, esta propiedad termodinámica hace que no se genere entropía y toda la energía aportada durante la inspiración se recupere al final de la espiración sin pérdidas. El proceso es reversible y no se producirá VILI.Por el contrario, si cuando se aporta energía, la ventilación mecánica hace comportarse al pulmón como un líquido viscoso, se pondrá en marcha el mecanismo termodinámico del «generador de entropía». En este caso el stress recaerá además sobre las fibras de colágeno (100 veces más rígidas que las de elastina) y ácido hialurónico (una de las estructuras más débiles de la matriz extracelular del pulmón).Mientras el sistema circulatorio sea capaz de retirar la entropía (MP/T) que se está generando en el interior del pulmón no se producirá VILI. Pero si la MP que suministramos es demasiado elevada y saturamos la capacidad del sistema circulatorio de retirarla, esa entropía deformará irreversiblemente el parénquima y producirá lesión pulmonar.Sabiendo que:<ul class="elsevierStyleList" id="lis0075"><li class="elsevierStyleListItem" id="lsti0170">•El peso molecular del ácido hialurónico es de 2.500Da.</li><li class="elsevierStyleListItem" id="lsti0175">•El pulmón humano posee 0,1×10 − 6g de ácido hialurónico por cada gramo de tejido pulmonar.</li><li class="elsevierStyleListItem" id="lsti0180">•La fuerza que se necesita para romper la unión entre el ácido hialurónico y sus proteínas circundantes es de (40±11)×10-12Newtons.</li></ul>Gattinoni et al. <a class="elsevierStyleCrossRef" href="#bib0265">27</a> han conjeturado que para desplazar la unión hialurónico-proteínas unos 2,8×10 − 6m, se necesitan 1,12×10−16J.Cuando la MP es de 12J/min, la entropía generada a 36,5°C es de 12/309,65°K=0,038J/min. En ese orden de magnitud, la cantidad de entropía/molécula hialurónico se aproxima a la necesaria para romper esa unión, con lo que es probable que en cada ciclo respiratorio puedan romperse una cantidad de moléculas superior a las que se puedan ir reparando fisiológicamente. Si la MP aumenta, y con ello la entropía/molécula, muy probablemente el ritmo al que se generan las fracturas exceda esa capacidad fisiológica de reparación. Y, por tanto, con el tiempo, se desarrollará VILI.ConclusiónEn los últimos años se ha desarrollado una nueva teoría para explicar el desarrollo del VILI. Se basa en los conocimientos físicos generados por la reología, la ingeniería de materiales y la termodinámica. Está siendo confirmada experimentalmente con animales de laboratorio, pero, además, los datos clínicos más recientes evidencian que sus predicciones explican mejor los hechos y fenómenos que se describen en los pacientes mecánicamente ventilados, que las antiguas teorías (barotrauma, volutrauma, atelectrauma, biotrauma).Su principal hallazgo, la existencia de un umbral de energía (MP) a partir del cual se originaría el VILI, es susceptible de revolucionar en un futuro próximo las indicaciones y la aplicación de las diferentes modalidades de ventilación mecánica y soporte respiratorio extracorpóreo.Conflicto de interesesLos autores declaran no tener ningún conflicto de intereses." 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Punto De Vista

Implicaciones clínicas de la teoría reológica en la prevención de la lesión pulmonar inducida por el ventilador. ¿Es la potencia mecánica la solución?

Clinical implications of the rheological theory in the prevention of ventilator-induced lung injury. Is mechanical power the solution?

V. Modesto i Alaponta, M. Aguar Carrascosab, A. Medina Villanuevac,

Autor para correspondencia

amedinavillanueva@gmai.com

Autor para correspondencia.

a Unidad de Cuidados Intensivos Pediátricos, Hospital Universitari i Politècnic La Fe, València, España

b Unidad de Cuidados Intensivos Neonatales, Hospital Universitari i Politècnic La Fe, València, España

c Unidad de Cuidados Intensivos Pediátricos, Hospital Universitario Central de Asturias, Oviedo, España

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MP&#41; en el desarrollo del VILI&#46;</p><span id="sec0005" class="elsevierStyleSection elsevierViewall"><span class="elsevierStyleSectionTitle" id="sect0005">El VILI es un fen&#243;meno dependiente del tiempo&#58; din&#225;mica de desarrollo</span><span id="sec0010" class="elsevierStyleSection elsevierViewall"><span class="elsevierStyleSectionTitle" id="sect0010">Din&#225;mica del desarrollo del VILI</span><p id="par0015" class="elsevierStylePara elsevierViewall">En 2013&#44; de nuevo los investigadores del equipo de Gattinoni et al&#46;<a class="elsevierStyleCrossRef" href="#bib0135"><span class="elsevierStyleSup">1</span></a>&#44; repitieron el experimento de 2011&#44; pero esta vez con un dise&#241;o prospectivo de cohortes&#46; Ventilaron cerdos sanos durante 60<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>h &#40;fracci&#243;n inspirada de oxigeno<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>&#61;<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>0&#44;5&#44; frecuencia respiratoria &#91;Fr&#93;<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>&#61;<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>15<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>rpm&#41; de manera que en todos ellos el volumen teleinspiratorio fuera igual a la capacidad pulmonar total&#46; Pero&#44; utilizando diferentes combinaciones de volumen corriente &#40;Vc&#41; y de presi&#243;n positiva al final de la espiraci&#243;n &#40;PEEP&#41;&#44; crearon 4 cohortes de cerdos&#44; cada una ventilada con un valor diferente de <span class="elsevierStyleItalic">strain</span>&#58; 2&#44;5&#59; 1&#44;154&#59; 0&#44;556 y 0&#44;217&#46; Tal y como ocurr&#237;a en el primero de sus experimentos&#44; los animales ventilados con mayores cifras de <span class="elsevierStyleItalic">strain</span> presentaban mayor grado histol&#243;gico de VILI y mayores niveles de marcadores inflamatorios locales y sist&#233;micos&#46;</p><p id="par0020" class="elsevierStylePara elsevierViewall">En este caso&#44; el dise&#241;o prospectivo posibilitaba el seguimiento temporal de las cohortes&#46; Y descubrieron que exist&#237;a una interacci&#243;n estad&#237;sticamente significativa entre el nivel de <span class="elsevierStyleItalic">strain</span> y el tiempo de aplicaci&#243;n del patr&#243;n ventilatorio&#58;<ul class="elsevierStyleList" id="lis0005"><li class="elsevierStyleListItem" id="lsti0005"><span class="elsevierStyleLabel">&#8226;</span><p id="par0025" class="elsevierStylePara elsevierViewall">En la cohorte <span class="elsevierStyleItalic">strain</span> 2&#44;5&#44; la aparici&#243;n de VILI se detecta ya a las 6<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>h de ventilaci&#243;n y todos los cerdos han muerto a las 48<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>h&#46;</p></li><li class="elsevierStyleListItem" id="lsti0010"><span class="elsevierStyleLabel">&#8226;</span><p id="par0030" class="elsevierStylePara elsevierViewall">En las cohortes <span class="elsevierStyleItalic">strain</span> 1&#44;154 y <span class="elsevierStyleItalic">strain</span> 0&#44;556&#44; todos los cerdos sobreviven y la aparici&#243;n del VILI se retrasa hasta las 24 y 36<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>h&#44; respectivamente&#46;</p></li><li class="elsevierStyleListItem" id="lsti0015"><span class="elsevierStyleLabel">&#8226;</span><p id="par0035" class="elsevierStylePara elsevierViewall">Pero&#44; de manera sorprendente&#44; en la cohorte <span class="elsevierStyleItalic">strain</span> 0&#44;217&#44; a pesar de haber sido ventilada durante 60<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>h hasta vol&#250;menes teleinspiratorios iguales a la capacidad pulmonar total &#40;con valores iniciales de presi&#243;n meseta &#91;Pplat&#93; inspiratoria de 36 &#177;<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>3<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>cmH<span class="elsevierStyleInf">2</span>O&#41;&#44; no solo no aparece VILI&#44; sino que los valores de Pplat al final del experimento eran los m&#225;s bajos de entre las 4 cohortes&#46;</p></li></ul></p><p id="par0040" class="elsevierStylePara elsevierViewall">Por tanto&#44; se puede concluir que el desarrollo del VILI es un fen&#243;meno tiempo-dependiente&#46; Es importante destacar que en ninguna de las teor&#237;as que&#44; hasta la fecha&#44; se han propuesto para explicar el mecanismo etiopatog&#233;nico del VILI &#40;barotrauma&#44; volutrauma&#44; atelectrauma&#44; biotrauma&#41; se ha considerado expl&#237;citamente un mecanismo que incluyera al tiempo de aplicaci&#243;n de la ventilaci&#243;n como un factor responsable de importancia&#46;</p><p id="par0045" class="elsevierStylePara elsevierViewall">En busca de una nueva teor&#237;a que permita incluir el tiempo entre los factores productores de VILI&#44; Gattinoni y su grupo de investigaci&#243;n estudiaron experimentalmente la din&#225;mica de desarrollo temporal del VILI<a class="elsevierStyleCrossRef" href="#bib0140"><span class="elsevierStyleSup">2</span></a>&#46; As&#237;&#44; en animales sanos ventilados sin PEEP y sometidos a un <span class="elsevierStyleItalic">strain</span> de 2&#44;5&#44; observaron que el desarrollo del VILI se produc&#237;a de manera exponencial&#46; Midiendo con tomograf&#237;a axial computarizada la aparici&#243;n de densidades nuevas en el par&#233;nquima pulmonar&#44; descubrieron que&#58;<ul class="elsevierStyleList" id="lis0010"><li class="elsevierStyleListItem" id="lsti0020"><span class="elsevierStyleLabel">&#8226;</span><p id="par0050" class="elsevierStylePara elsevierViewall">La aparici&#243;n de nuevas densidades se inicia hacia las 6<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>h de ventilaci&#243;n&#46;</p></li><li class="elsevierStyleListItem" id="lsti0025"><span class="elsevierStyleLabel">&#8226;</span><p id="par0055" class="elsevierStylePara elsevierViewall">Aparece en las zonas de interfase de las estructuras naturalmente no homog&#233;neas &#40;sobre todo en microatelectasias subpleurales de la base&#44; aunque tambi&#233;n peribronquiales e intraparenquimtosas&#41;&#46;</p></li><li class="elsevierStyleListItem" id="lsti0030"><span class="elsevierStyleLabel">&#8226;</span><p id="par0060" class="elsevierStylePara elsevierViewall">Se va generalizando bilateralmente en todo el par&#233;nquima siguiendo una funci&#243;n exponencial&#46;</p></li></ul></p><p id="par0065" class="elsevierStylePara elsevierViewall">A esas zonas inhomog&#233;neas en las que se inicia el VILI&#44; se les ha llamado multiplicadores de <span class="elsevierStyleItalic">stress &#40;stress raisers&#41;</span> y act&#250;an como una especie de &#171;n&#250;cleos de cristalizaci&#243;n&#187; en la generalizaci&#243;n exponencial del VILI&#46; El desarrollo de VILI mediante un mecanismo que implica la existencia de <span class="elsevierStyleItalic">stress raisers</span> fue deducido matem&#225;ticamente ya en 1970 por Mead<a class="elsevierStyleCrossRef" href="#bib0145"><span class="elsevierStyleSup">3</span></a>&#46; El concepto de <span class="elsevierStyleItalic">stress raisers</span> est&#225; tomado de la ingenier&#237;a de materiales&#46; Es exactamente por un mecanismo de multiplicadores de <span class="elsevierStyleItalic">stress</span> como esta ciencia explica la generaci&#243;n de la llamada &#171;fatiga de los materiales&#187;&#58; la propagaci&#243;n por su interior de las fracturas iniciadas originalmente en zonas microsc&#243;picas de impureza <span class="elsevierStyleItalic">&#40;stress raisers&#41;</span>&#44; que acaban haciendo inservible un material&#46;</p><p id="par0070" class="elsevierStylePara elsevierViewall">Un importante descubrimiento con implicaciones pr&#225;cticas fue que dichas densidades de VILI inicial &#40;los multiplicadores de <span class="elsevierStyleItalic">stress</span>&#41; aparecen solo en los cortes de tomograf&#237;a axial computarizada realizados en espiraci&#243;n&#46; Esto significa que los <span class="elsevierStyleItalic">stress raisers</span> son zonas altamente reclutables&#44; por lo que usando presiones elevadas de PEEP se impide su aparici&#243;n y se consigue mantener un par&#233;nquima m&#225;s homog&#233;neo&#46; Esta ser&#237;a&#44; por tanto&#44; una forma de prevenir la aparici&#243;n de las lesiones pulmonares precursoras del VILI&#46;</p></span><span id="sec0015" class="elsevierStyleSection elsevierViewall"><span class="elsevierStyleSectionTitle" id="sect0015">El aumento de la frecuencia respiratoria incrementa el VILI</span><p id="par0075" class="elsevierStylePara elsevierViewall">La investigaci&#243;n sobre la influencia de las variables din&#225;micas &#40;tiempo&#41; en la producci&#243;n del VILI ha proseguido con paso firme&#44; y ha aportado nuevas pruebas s&#243;lidas de la implicaci&#243;n de factores temporales&#46; Ya en el a&#241;o 2000 el equipo de John Marini <a class="elsevierStyleCrossRef" href="#bib0150"><span class="elsevierStyleSup">4</span></a> describi&#243; por primera vez en un modelo animal &#40;pulmones de conejo aislados del t&#243;rax y perfundidos &#171;ex vivo&#187;&#41;&#44; que la Fr alta empeoraba el VILI&#46; Pero las pruebas m&#225;s s&#243;lidas de la implicaci&#243;n de factores temporales &#40;la Fr&#41; han sido proporcionadas por el equipo de investigadores del instituto Karolinska<a class="elsevierStyleCrossRef" href="#bib0155"><span class="elsevierStyleSup">5</span></a>&#44; en el que participa el espa&#241;ol Suarez-Sipmann&#46;</p><p id="par0080" class="elsevierStylePara elsevierViewall">Es un experimento realizado sobre un modelo animal de VILI denominado &#171;two-hit injury model&#187; &#40;se genera VILI en un modelo experimental en cerdo mediante lavados alveolares con suero fisiol&#243;gico seguidos de una ventilaci&#243;n muy agresiva durante 2<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>h&#41;&#46; Los animales con VILI se ventilaron en modo volumen control con la estrategia del ARDSnet &#40;Vc<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>&#61;<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>6<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>mL&#47;kg&#44; PEEP<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>&#61;<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>10<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>cmH<span class="elsevierStyleInf">2</span>O&#44; fracci&#243;n inspirada de oxigeno<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>&#61;<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>0&#44;5&#41; y fueron aleatorizados a ser ventilados unos con una Fr de 20<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>rpm y otros con una Fr de 40<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>rpm&#46; A las 4-6<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>h de ventilaci&#243;n&#44; la P&#47;F hab&#237;a empeorado significativamente y los marcadores bioqu&#237;micos y anatomopatol&#243;gicos detectaban mayor lesi&#243;n pulmonar en el grupo de Fr alta&#46;</p><p id="par0085" class="elsevierStylePara elsevierViewall">Por tanto&#44; la Fr baja protege del VILI a los pulmones con SDRA&#46; Claramente&#44; estos hallazgos suscitan una pregunta cl&#237;nica muy relevante&#58; &#191;Es realmente protectora la ventilaci&#243;n de &#171;alta frecuencia&#187;&#63; Por ahora ning&#250;n metaan&#225;lisis de ensayos cl&#237;nicos lo ha confirmado ni en pacientes adultos ni en pacientes pedi&#225;tricos o neonatales&#46;</p></span><span id="sec0020" class="elsevierStyleSection elsevierViewall"><span class="elsevierStyleSectionTitle" id="sect0020">El flujo alto aumenta la producci&#243;n de VILI</span><p id="par0090" class="elsevierStylePara elsevierViewall">En relaci&#243;n tambi&#233;n con los factores din&#225;micos que influyen en el VILI&#44; Gattinoni y su equipo <a class="elsevierStyleCrossRef" href="#bib0160"><span class="elsevierStyleSup">6</span></a>&#44; han comunicado los resultados encontrados en el modelo experimental de cerdos sanos ventilados en volumen controlado con la misma Fr y el mismo <span class="elsevierStyleItalic">strain</span> &#40;15<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>rpm y 2&#44;1<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>&#177;<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>0&#44;9&#44; respectivamente&#41; pero diferente <span class="elsevierStyleItalic">strain rate</span>&#46; Se dividieron aleatoriamente en 2 grupos&#46; En uno de ellos&#44; se utilizaron flujos bajos &#40;469<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>&#177;<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>156<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>mL&#47;s&#41; y relaciones I&#58;E de 1&#58;3 a 1&#58;5&#44; para someter a los animales una baja <span class="elsevierStyleItalic">strain rate</span>&#46; En el otro grupo experimental&#44; el de alta <span class="elsevierStyleItalic">strain rate</span>&#44; se utilizaron flujos altos &#40;1&#46;322<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>&#177;<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>246<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>mL&#47;s&#41; y relaciones I&#58;E de 1&#58;5 a 1&#58;9&#46; Al final del experimento&#44; el grupo sometido a alta <span class="elsevierStyleItalic">strain rate</span> tuvo&#58;<ul class="elsevierStyleList" id="lis0015"><li class="elsevierStyleListItem" id="lsti0035"><span class="elsevierStyleLabel">&#8226;</span><p id="par0095" class="elsevierStylePara elsevierViewall">Peor complianza y P&#47;F&#46;</p></li><li class="elsevierStyleListItem" id="lsti0040"><span class="elsevierStyleLabel">&#8226;</span><p id="par0100" class="elsevierStylePara elsevierViewall">M&#225;s marcadores inflamatorios en el lavado broncoalveolar&#46;</p></li><li class="elsevierStyleListItem" id="lsti0045"><span class="elsevierStyleLabel">&#8226;</span><p id="par0105" class="elsevierStylePara elsevierViewall">M&#225;s signos anatomopatol&#243;gicos de edema pulmonar&#46;</p></li><li class="elsevierStyleListItem" id="lsti0050"><span class="elsevierStyleLabel">&#8226;</span><p id="par0110" class="elsevierStylePara elsevierViewall">Mayor prevalencia de VILI &#40;73 vs&#46; 20&#37;&#59; p<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>&#61;<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>0&#44;01&#41;&#46;</p></li><li class="elsevierStyleListItem" id="lsti0055"><span class="elsevierStyleLabel">&#8226;</span><p id="par0115" class="elsevierStylePara elsevierViewall">Mayor mortalidad a las 54<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>h de ventilaci&#243;n &#40;47 vs&#46; 13&#37;&#41;&#46;</p></li></ul></p><p id="par0120" class="elsevierStylePara elsevierViewall">Es decir&#44; en la producci&#243;n del VILI no solo importa la deformaci&#243;n <span class="elsevierStyleItalic">&#40;strain&#41;</span> inducida por el respirador mec&#225;nico en los pulmones ventilados&#44; sino tambi&#233;n la velocidad a la cual el respirador produce esta deformaci&#243;n <span class="elsevierStyleItalic">&#40;strain rate&#41;</span>&#46; A mayor velocidad en la deformaci&#243;n inducida por el aire&#44; mayor VILI&#46;</p><p id="par0125" class="elsevierStylePara elsevierViewall">Otro hallazgo fundamental de este experimento fue que los animales que hab&#237;an presentado VILI hab&#237;an tenido&#44; durante su ventilaci&#243;n&#58;<ul class="elsevierStyleList" id="lis0020"><li class="elsevierStyleListItem" id="lsti0060"><span class="elsevierStyleLabel">1&#46;</span><p id="par0130" class="elsevierStylePara elsevierViewall">Un mayor &#237;ndice de hist&#233;resis pulmonar din&#225;mica &#40;Julios&#41;&#46;</p></li><li class="elsevierStyleListItem" id="lsti0065"><span class="elsevierStyleLabel">2&#46;</span><p id="par0135" class="elsevierStylePara elsevierViewall">Un mayor &#237;ndice de <span class="elsevierStyleItalic">stress relaxation</span> &#40;P<span class="elsevierStyleInf">1</span>&#8211;P<span class="elsevierStyleInf">2</span>&#59; cmH<span class="elsevierStyleInf">2</span>O&#41;&#46;</p></li></ul></p><p id="par0140" class="elsevierStylePara elsevierViewall">Estas 2 mediciones que pueden realizarse de forma sencilla con el respirador mec&#225;nico est&#225;n describiendo el comportamiento viscoso del par&#233;nquima pulmonar&#46;</p><p id="par0145" class="elsevierStylePara elsevierViewall">Protti et al&#46;<span class="elsevierStyleSup">6</span> detectaron adem&#225;s que <span class="elsevierStyleItalic">strain</span> y <span class="elsevierStyleItalic">strain rate</span> interaccionan entre s&#237; e incrementan tanto la hist&#233;resis din&#225;mica como el P1 &#8211; P2&#46; Este hecho indica que el patr&#243;n respiratorio que se ha aplicado est&#225; forzando a los pulmones &#40;como hemos visto&#44; cuerpos viscoel&#225;sticos&#41; a comportarse m&#225;s como l&#237;quidos viscosos que como s&#243;lidos el&#225;sticos&#46; Y ello incrementa la producci&#243;n de VILI&#46; Monitorizando estas 2 medidas&#44; podr&#237;amos detectar si el patr&#243;n respiratorio con el que estamos ventilando a nuestros pacientes est&#225; forzando a sus pulmones a comportarse como l&#237;quidos viscosos&#46; Es decir&#44; podr&#237;a ayudarnos a programar el respirador para disminuir el VILI&#46;</p><p id="par0150" class="elsevierStylePara elsevierViewall">Este hallazgo es sorprendente&#44; pero viene a dar verosimilitud a una hip&#243;tesis que se hab&#237;a sugerido como explicaci&#243;n a unos hechos evidenciados hace ya algunos a&#241;os&#46; En una serie de experimentos<a class="elsevierStyleCrossRefs" href="#bib0165"><span class="elsevierStyleSup">7&#8211;9</span></a> dise&#241;ados para intentar comparar la ventilaci&#243;n en modo controlado por presi&#243;n con esquema de control adaptativo &#40;PC-CMVa&#59; modo controlado por presi&#243;n con volumen objetivo&#41; con la ventilaci&#243;n controlada por volumen &#40;VC-CMV&#41;&#44; tanto en modelo animal de pulm&#243;n sano como en el de SDRA los autores encontraron una clara superioridad del modo VC-CMV&#44; no solo en los par&#225;metros de oxigenaci&#243;n sino tambi&#233;n en las mediciones anatomopatol&#243;gicas de la necropsia&#46; El modo de PC-CMVa produc&#237;a mucho m&#225;s VILI&#44; y los autores propon&#237;an el mayor pico de flujo como el responsable&#46; Por tanto&#44; es posible que un mayor flujo pico induzca una mayor <span class="elsevierStyleItalic">strain rate</span> y&#44; tal como acaba de demostrar el equipo de Gattinoni&#44; esto produce m&#225;s VILI&#46;</p></span></span><span id="sec0025" class="elsevierStyleSection elsevierViewall"><span class="elsevierStyleSectionTitle" id="sect0025">&#191;Qu&#233; efecto tiene la presi&#243;n positiva al final de la espiraci&#243;n&#63;</span><p id="par0155" class="elsevierStylePara elsevierViewall">Por ahora&#44; el efecto de la PEEP sobre la producci&#243;n de VILI no ha sido a&#250;n establecido experimentalmente en el marco de la nueva teor&#237;a basada en el efecto del <span class="elsevierStyleItalic">stress</span> y el <span class="elsevierStyleItalic">strain</span>&#46;</p><p id="par0160" class="elsevierStylePara elsevierViewall">Te&#243;ricamente&#44; al aumentar la PEEP se est&#225; incrementando la CRF&#46; Dado que la CRF est&#225; en el denominador tanto del <span class="elsevierStyleItalic">strain</span> como del <span class="elsevierStyleItalic">strain rate</span>&#44; al aumentar el reclutamiento pulmonar mediante el incremento de la PEEP deber&#237;a disminuir la producci&#243;n de VILI&#44; aunque existen resultados contradictorios al respecto&#46;</p><p id="par0165" class="elsevierStylePara elsevierViewall">Los datos de 2 an&#225;lisis basados en modelos emp&#237;ricos<a class="elsevierStyleCrossRef" href="#bib0180"><span class="elsevierStyleSup">10</span></a> y simulaciones de ordenador<a class="elsevierStyleCrossRef" href="#bib0185"><span class="elsevierStyleSup">11</span></a> apuntan en esa direcci&#243;n&#46; Sin embargo&#44; se sabe que en la cl&#237;nica real es dif&#237;cil prever el efecto que va a tener la PEEP sobre el reclutamiento pulmonar<a class="elsevierStyleCrossRef" href="#bib0190"><span class="elsevierStyleSup">12</span></a>&#44; as&#237; que no siempre que se aumenta la PEEP se incrementa la CRF en los pacientes con SDRA&#46; Por lo que estos an&#225;lisis te&#243;ricos podr&#237;an estar basados en premisas err&#243;neas y&#44; por tanto&#44; sesgados&#46;</p><p id="par0170" class="elsevierStylePara elsevierViewall">Los resultados de los ensayos cl&#237;nicos arrojan datos interesantes&#46; En el rean&#225;lisis <span class="elsevierStyleItalic">a posteriori</span> de Kassis et al&#46;<a class="elsevierStyleCrossRef" href="#bib0195"><span class="elsevierStyleSup">13</span></a> de los datos de su anterior ensayo cl&#237;nico publicado originalmente en NEJM&#44; los pacientes con SDRA ventilados con una estrategia dirigida por la presi&#243;n esof&#225;gica recibieron durante el primer d&#237;a una PEEP significativamente mucho m&#225;s elevada&#46; En ellos la elastancia mejor&#243; &#40;p<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>&#60;<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>0&#44;01&#41; y el <span class="elsevierStyleItalic">stress</span> &#40;&#916;PTP&#41; disminuy&#243; &#40;p<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>&#60;<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>0&#44;05&#41;&#46; Pero juntando todos los pacientes de ambos grupos &#40;intervenci&#243;n y control&#41;&#44; realizaron un an&#225;lisis tipo caso-control y descubrieron<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span> que los supervivientes &#40;28 d&#237;as&#41; hab&#237;an sido ventilados durante el primer d&#237;a con un gradiente de presi&#243;n &#40;presi&#243;n de conducci&#243;n o &#8220;driving pressure&#8221;&#44; DP&#41; inferior a 13<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>cmH<span class="elsevierStyleInf">2</span>O&#44; un valor estad&#237;sticamente menor a la DP que hab&#237;an recibido los fallecidos &#40;entorno a 15<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>cmH<span class="elsevierStyleInf">2</span>O&#41;&#46;</p><p id="par0175" class="elsevierStylePara elsevierViewall">Hasta el momento&#44; la prueba cient&#237;fica m&#225;s consistente del efecto beneficioso de la PEEP sobre el desarrollo del VILI ha sido proporcionada por el equipo sueco del instituto Karolinska&#46; Los autores repitieron el experimento<a class="elsevierStyleCrossRef" href="#bib0155"><span class="elsevierStyleSup">5</span></a> realizado con el modelo animal de VILI &#171;two-hit injury model&#187; aplicando una maniobra de reclutamiento y pautando la PEEP &#243;ptima &#40;definida como 2<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>cmH<span class="elsevierStyleInf">2</span>O por encima de la PEEP que maximiza la complianza din&#225;mica en una maniobra decremental&#41;<a class="elsevierStyleCrossRef" href="#bib0200"><span class="elsevierStyleSup">14</span></a>&#46; Es decir&#44; se modific&#243; el modelo de VILI para aplicar una estrategia de <span class="elsevierStyleItalic">open lung approach</span>&#46; El principal hallazgo de este experimento fue que la estrategia <span class="elsevierStyleItalic">open lung approach</span> compens&#243; el efecto lesivo de la Fr &#40;20 vs&#46; 40<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>rpm&#41;&#46; A las 4-6<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>h de ventilaci&#243;n los marcadores bioqu&#237;micos y anatomopatol&#243;gicos de VILI eran indistinguibles entre ambas cohortes &#40;Fr alta y Fr baja&#41;&#46; De hecho&#44; los datos de inflamaci&#243;n eran superponibles a los encontrados en la cohorte Fr baja del experimento anterior &#40;ARDSnet&#41;&#46; Por tanto&#44; en el SDRA la PEEP protege del VILI inducido por la Fr alta&#46;</p><p id="par0180" class="elsevierStylePara elsevierViewall">En la misma direcci&#243;n apuntan otros datos del experimento anteriormente citado de Protti et al&#46;<a class="elsevierStyleCrossRef" href="#bib0160"><span class="elsevierStyleSup">6</span></a>&#46; Tanto en la cohorte de baja <span class="elsevierStyleItalic">strain rate</span> como en la de alta <span class="elsevierStyleItalic">strain rate</span>&#44; respecto de los animales ventilados con PEEP<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>&#61;<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>0<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>cmH<span class="elsevierStyleInf">2</span>O &#40;ZEEP&#41; los ventilados con PEEP<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>&#61;<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>10<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>cmH<span class="elsevierStyleInf">2</span>O presentaban menor <span class="elsevierStyleItalic">stress relaxation</span> &#40;diferencia P1-P2&#41;&#46; No parece existir interacci&#243;n &#40;p<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>&#61;<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>0&#44;994&#41; entre el efecto de la PEEP y del <span class="elsevierStyleItalic">strain rate</span>&#46; As&#237; que la PEEP parece ser un factor independiente que disminuye el comportamiento viscoso del par&#233;nquima pulmonar al ser ventilado&#46; Es una relaci&#243;n estad&#237;stica que podr&#237;a no ser causal&#44; pero como los pulmones con VILI hab&#237;an sido ventilados con menor <span class="elsevierStyleItalic">stress relaxation</span>&#44; de nuevo la evidencia circunstancial parece indicar que la PEEP evita la formaci&#243;n de VILI&#46;</p></span><span id="sec0030" class="elsevierStyleSection elsevierViewall"><span class="elsevierStyleSectionTitle" id="sect0030">Integraci&#243;n global de los conceptos&#58; la potencia mec&#225;nica</span><p id="par0185" class="elsevierStylePara elsevierViewall">El paso definitivo en el desarrollo de una teor&#237;a completa&#44; basada en la reolog&#237;a y en la ingenier&#237;a de materiales&#44; que explique cient&#237;ficamente la producci&#243;n de VILI lo ha constituido la introducci&#243;n del concepto de MP por el equipo de Gattinoni en 2016&#46; Permite la integraci&#243;n global de todos los diferentes par&#225;metros del respirador que se han descrito como cofactores susceptibles de producir VILI &#40;Vc&#44; presiones&#44; Fr y flujo&#41; en una &#250;nica cantidad f&#237;sica&#46; Se trata de medir la energ&#237;a mec&#225;nica que se transmite al aparato respiratorio del enfermo &#40;v&#237;as a&#233;reas<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>&#43;<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>par&#233;nquima pulmonar&#41; desde el respirador artificial&#46; Toda esta carga energ&#233;tica &#40;Julios&#41;&#44; expresada por unidad de tiempo &#40;Julios&#47;min&#41;&#44; es la MP&#46;</p><p id="par0190" class="elsevierStylePara elsevierViewall">Para los f&#237;sicos energ&#237;a y trabajo son conceptos intercambiables&#46; La energ&#237;a es una medida de la &#171;capacidad para realizar un trabajo&#187;&#44; y el trabajo es la &#171;energ&#237;a transferida por una fuerza&#187;&#46;</p><p id="par0195" class="elsevierStylePara elsevierViewall">Para la fisiolog&#237;a cl&#225;sica&#44; el trabajo respiratorio &#40;WOB&#41; durante la inspiraci&#243;n en ventilaci&#243;n mec&#225;nica con flujo constante<a class="elsevierStyleCrossRef" href="#bib0205"><span class="elsevierStyleSup">15</span></a> se mide como&#58;<elsevierMultimedia ident="eq0005"></elsevierMultimedia></p><p id="par0200" class="elsevierStylePara elsevierViewall"><span class="elsevierStyleItalic">&#40;Ecuaci&#243;n 1&#41;</span></p><p id="par0205" class="elsevierStylePara elsevierViewall">Es decir&#44; el trabajo que hace el ventilador cada inspiraci&#243;n para introducir el aire en el sistema respiratorio coincide con el &#225;rea bajo la curva del asa inspiratoria del bucle din&#225;mico presi&#243;n-volumen&#44; medida sobre el eje de vol&#250;menes&#46; Ese trabajo es exactamente la energ&#237;a que el respirador suministra al sistema respiratorio del paciente para poder ventilarlo&#46;</p><p id="par0210" class="elsevierStylePara elsevierViewall">Bas&#225;ndose en esto&#44; Gattinoni et al&#46; <a class="elsevierStyleCrossRef" href="#bib0210"><span class="elsevierStyleSup">16</span></a> han obtenido 2 f&#243;rmulas equivalentes capaces de estimar la MP en volumen control&#46; Las f&#243;rmulas se pueden deducir&#44; partiendo de la ecuaci&#243;n de movimiento de la fisiolog&#237;a respiratoria cl&#225;sica&#44; mediante un elegante razonamiento geom&#233;trico sobre el bucle din&#225;mico presi&#243;n-volumen &#40;una informaci&#243;n de la que ya se dispone pr&#225;cticamente en todos los respiradores artificiales a pie de cama&#41; &#40;<a class="elsevierStyleCrossRef" href="#fig0005">fig&#46; 1</a>&#41;<a class="elsevierStyleCrossRef" href="#bib0215"><span class="elsevierStyleSup">17</span></a>&#46; La energ&#237;a suministrada &#40;J&#41; cada ciclo por un respirador de flujo constante es&#58;<elsevierMultimedia ident="eq0010"></elsevierMultimedia></p><elsevierMultimedia ident="fig0005"></elsevierMultimedia><p id="par0215" class="elsevierStylePara elsevierViewall">E<span class="elsevierStyleInf">resp</span>&#58; energ&#237;a&#59; Vc&#58; volumen corriente&#59; E&#58; elastancia&#59; R&#58; resistencia&#59; Ti&#58; tiempo inspiratorio&#59; PEEP&#58; presi&#243;n positiva al final de la espiraci&#243;n&#46;</p><p id="par0220" class="elsevierStylePara elsevierViewall"><span class="elsevierStyleItalic">&#40;Ecuaci&#243;n 2&#41;</span></p><p id="par0225" class="elsevierStylePara elsevierViewall">Esta ecuaci&#243;n est&#225; expresada en funci&#243;n de las 2 constantes&#44; elastancia &#40;E<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>&#61;<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>1&#47;C&#41; y resistencia &#40;R&#41;&#46; Pero puede simplificarse much&#237;simo&#44; conociendo las siguientes equivalencias&#58;</p><p id="par0230" class="elsevierStylePara elsevierViewall">Flujo<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>&#61;<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>Vc&#47;Ti&#46;</p><p id="par0235" class="elsevierStylePara elsevierViewall">DP<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>&#61;<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>Pplat-PEEP&#46;</p><p id="par0240" class="elsevierStylePara elsevierViewall">R<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>&#61;<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>&#40;PIP-Pplat&#41;&#47;Flujo&#46;</p><p id="par0245" class="elsevierStylePara elsevierViewall">E<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>&#61;<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>DP&#47;Vc&#46;</p><p id="par0255" class="elsevierStylePara elsevierViewall">En esta otra&#58;<elsevierMultimedia ident="eq0015"></elsevierMultimedia></p><p id="par0260" class="elsevierStylePara elsevierViewall">E<span class="elsevierStyleInf">resp</span>&#58; energ&#237;a&#59; Vc&#58; volumen corriente&#59; PIP&#58; pico de presi&#243;n&#59; DP&#58; <span class="elsevierStyleItalic">driving pressure</span>&#46;<span class="elsevierStyleItalic">&#40;Ecuaci&#243;n 3&#41;</span></p><p id="par0265" class="elsevierStylePara elsevierViewall">Multiplicando la energ&#237;a suministrada ciclo a ciclo por la Fr se puede calcular la MP&#58;<elsevierMultimedia ident="eq0020"></elsevierMultimedia><elsevierMultimedia ident="eq0025"></elsevierMultimedia></p><p id="par0270" class="elsevierStylePara elsevierViewall">MP&#58; <span class="elsevierStyleItalic">mechanical power</span>&#59; Fr&#58; frecuencia respiratoria&#59; Vc&#58; volumen corriente&#59; E&#58; elastancia&#59; R&#58; resistencia&#59; Ti&#58; tiempo inspiratorio&#59; PEEP&#58; presi&#243;n positiva al final de la espiraci&#243;n&#46;<span class="elsevierStyleItalic">&#40;Ecuaci&#243;n 4&#41;</span></p><p id="par0275" class="elsevierStylePara elsevierViewall">O su equivalente<elsevierMultimedia ident="eq0030"></elsevierMultimedia></p><p id="par0280" class="elsevierStylePara elsevierViewall">MP&#58; <span class="elsevierStyleItalic">mechanical power</span>&#59; Fr&#58; frecuencia respiratoria&#59; Vc&#58; volumen corriente&#59; PIP&#58; pico de presi&#243;n&#59; DP&#58; <span class="elsevierStyleItalic">driving pressure</span>&#46;<span class="elsevierStyleItalic">&#40;Ecuaci&#243;n 5&#41;</span></p><p id="par0285" class="elsevierStylePara elsevierViewall">Donde 0&#44;098 es el factor de conversi&#243;n de L<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>&#215;<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>cmH<span class="elsevierStyleInf">2</span>O a Julios&#46;</p><p id="par0290" class="elsevierStylePara elsevierViewall">Gattinoni ha demostrado que el c&#225;lculo resultante de estas f&#243;rmulas es equivalente&#44; tanto en pulmones normales como en pacientes con SDRA&#44; al resultado de integrar el &#225;rea bajo la curva del bucle din&#225;mico presi&#243;n-volumen&#44; sobre el eje de los vol&#250;menes &#40;la definici&#243;n f&#237;sica del trabajo respiratorio&#41;&#46; Y&#44; adem&#225;s&#44; mediante simulaciones de ordenador&#44; bas&#225;ndose en esta f&#243;rmula ha demostrado que&#58;<ul class="elsevierStyleList" id="lis0025"><li class="elsevierStyleListItem" id="lsti0070"><span class="elsevierStyleLabel">&#8226;</span><p id="par0295" class="elsevierStylePara elsevierViewall">La MP se incrementa exponencialmente&#58;</p></li><li class="elsevierStyleListItem" id="lsti0075"><span class="elsevierStyleLabel">&#8728;</span><p id="par0300" class="elsevierStylePara elsevierViewall">Exponente<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>&#61;<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>2&#58; con el Vc&#44; la DP y el flujo&#46;</p></li><li class="elsevierStyleListItem" id="lsti0080"><span class="elsevierStyleLabel">&#8728;</span><p id="par0305" class="elsevierStylePara elsevierViewall">Exponente<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>&#61;<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>1&#46;4&#58; con la Fr&#46;</p></li><li class="elsevierStyleListItem" id="lsti0085"><span class="elsevierStyleLabel">&#8226;</span><p id="par0310" class="elsevierStylePara elsevierViewall">La MP se incrementa linealmente&#58; con la PEEP&#44; la E y la R&#46;</p></li></ul></p><p id="par0315" class="elsevierStylePara elsevierViewall">Los mismos investigadores han publicado un estudio que constituye lo que en metodolog&#237;a de la investigaci&#243;n se denomina una prueba de concepto<a class="elsevierStyleCrossRef" href="#bib0220"><span class="elsevierStyleSup">18</span></a>&#58; la evidencia experimental incontrovertible de que el responsable del VILI es la MP&#46; El estudio consisti&#243; en 2 experimentos&#58;<ul class="elsevierStyleList" id="lis0030"><li class="elsevierStyleListItem" id="lsti0090"><span class="elsevierStyleLabel">&#8226;</span><p id="par0320" class="elsevierStylePara elsevierViewall">En el primero se demostr&#243; que existe un umbral de MP a partir del cual se induce VILI&#46; La muestra son cerdos ventilados durante 54<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>h en volumen control con una <span class="elsevierStyleItalic">strain</span><span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>&#8805;<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>2 &#40;un valor de <span class="elsevierStyleItalic">strain</span> que ya hab&#237;an descrito previamente que con una Fr de 15<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>rpm produc&#237;a VILI e incluso era letal&#41;&#46; Los animales son divididos aleatoriamente en 5 cohortes&#44; cada una de ellas ventilada con diferentes Fr &#40;3&#44; 6&#44; 9&#44; 12 y 15<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>rpm&#41; y por tanto diferentes MP &#40;2<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>&#177;<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>0&#44;2<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>J&#59; 7<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>&#177;<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>3<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>J&#59; 10<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>&#177;<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>3<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>J&#59; 14<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>&#177;<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>2<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>J y 22<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>&#177;<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>2<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>J&#44; respectivamente&#41;&#46; La aparici&#243;n de VILI se midi&#243; con una tomograf&#237;a computarizada y con la histolog&#237;a de la necropsia&#46; Y demostraron que solo en los cerdos ventilados con una MP mayor de 12<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>J&#47;min se produce VILI&#46; Por debajo de ese umbral no aparece patolog&#237;a&#46; Debido a la muerte de los animales ventilados con mayor MP&#44; el experimento solo pudo durar 34<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>&#177;<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>13<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>h</p></li><li class="elsevierStyleListItem" id="lsti0095"><span class="elsevierStyleLabel">&#8226;</span><p id="par0325" class="elsevierStylePara elsevierViewall">El segundo experimento fue el de confirmaci&#243;n&#46; Para demostrar que no es la Fr la responsable&#44; esta vez todos los animales fueron ventilados a 35<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>rpm durante 54<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>h&#46; Pero&#44; en funci&#243;n del Vc que se les administr&#243;&#44; se dividieron en 2 cohortes&#58; una formada por cerdos a los que se suministr&#243; una MP menor y mayor de 12<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>J&#47;min &#40;8<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>&#177;<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>2<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>J&#47;min&#41; y otra con cerdos ventilados desde el principio a m&#225;s de 12<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>J&#47;min &#40;22<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>&#177;<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>5<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>J&#47;min&#41;&#46; Los resultados confirman los hallazgos del primer experimento&#58; solo se indujo VILI en la cohorte de alta MP&#44; en la que los &#237;ndices de <span class="elsevierStyleItalic">stress</span>&#44; <span class="elsevierStyleItalic">strain</span>&#44; Ebreath e hist&#233;resis din&#225;mica se incrementaron durante el tiempo que dur&#243; la ventilaci&#243;n mec&#225;nica&#46; Es decir&#44; la ventilaci&#243;n empeor&#243; el VILI&#46;</p></li></ul></p><p id="par0330" class="elsevierStylePara elsevierViewall">Adem&#225;s&#44; analizando los datos de todos los animales de ambos experimentos&#44; se comprob&#243; que la MP suministrada fue&#58;<ul class="elsevierStyleList" id="lis0035"><li class="elsevierStyleListItem" id="lsti0100"><span class="elsevierStyleLabel">&#8226;</span><p id="par0335" class="elsevierStylePara elsevierViewall">Inversamente proporcional a la ca&#237;da en la oxigenaci&#243;n &#40;P&#47;F&#41;</p></li><li class="elsevierStyleListItem" id="lsti0105"><span class="elsevierStyleLabel">&#8226;</span><p id="par0340" class="elsevierStylePara elsevierViewall">Directamente proporcional al aumento de la E&#44; los &#237;ndices de comportamiento viscoso &#40;diferencia P1 -- P2&#44; hist&#233;resis din&#225;mica&#41; y a las medidas anatomopatol&#243;gicas de presencia de edema pulmonar&#46;</p></li></ul></p><p id="par0345" class="elsevierStylePara elsevierViewall">La existencia de este umbral de MP es un hallazgo determinante&#44; y es compatible con lo que conocemos cient&#237;ficamente en la ingenier&#237;a de materiales<a class="elsevierStyleCrossRefs" href="#bib0225"><span class="elsevierStyleSup">19&#8211;21</span></a>&#46; Seg&#250;n esta ciencia&#44; en el interior de cualquier material existen siempre impurezas &#40;a veces microsc&#243;picas&#41;&#46; Estas funcionan como <span class="elsevierStyleItalic">stress raisers</span> en el inicio de la formaci&#243;n de las fracturas internas&#44; cuya propagaci&#243;n acaba produciendo la fatiga del material&#46; Desde estos puntos iniciales&#44; el crecimiento de las fracturas tiene lugar con una din&#225;mica de propagaci&#243;n muy caracter&#237;stica que ha sido demostrada experimentalmente desde los a&#241;os 1920&#46; Seg&#250;n el llamado criterio energ&#233;tico de fractura de Griffith&#58; se producir&#225; el crecimiento y propagaci&#243;n de la fractura por el espesor del material solo cuando la tasa de energ&#237;a que se le aporte al sistema supere un valor umbral cr&#237;tico &#40;Crit Griffit&#44; Gc&#41;&#46; La analog&#237;a con la MP y el VILI es evidente&#46;</p><p id="par0350" class="elsevierStylePara elsevierViewall">Las pruebas cl&#237;nicas de la importancia del MP en el desarrollo del VILI son a&#250;n poco consistentes &#40;series prospectivas grandes&#41;&#44; pero apuntan firmemente en esa direcci&#243;n&#46; En los datos de la cohorte LUNG SAFE<a class="elsevierStyleCrossRef" href="#bib0240"><span class="elsevierStyleSup">22</span></a>&#44; los par&#225;metros ventilatorios independientemente asociados con mortalidad en pacientes ventilados por SDRA fueron&#58;<ul class="elsevierStyleList" id="lis0040"><li class="elsevierStyleListItem" id="lsti0110"><span class="elsevierStyleLabel">&#8226;</span><p id="par0355" class="elsevierStylePara elsevierViewall">El uso de PEEP disminuye la mortalidad&#46;</p></li><li class="elsevierStyleListItem" id="lsti0115"><span class="elsevierStyleLabel">&#8226;</span><p id="par0360" class="elsevierStylePara elsevierViewall">La Fr&#44; la PIP y la DP aumentan la mortalidad&#46; Es destacable que estos 3 par&#225;metros est&#233;n presentes en la f&#243;rmula abreviada de la MP&#46;</p></li></ul></p><p id="par0365" class="elsevierStylePara elsevierViewall">En otra cohorte diferente&#44; tambi&#233;n de tama&#241;o muestral grande&#44; Fuller et al&#46;<a class="elsevierStyleCrossRef" href="#bib0245"><span class="elsevierStyleSup">23</span></a> encontraron que en pacientes con pulmones sanos en los que se aplica una estrategia de ventilaci&#243;n protectora para intentar prevenir la aparici&#243;n de SDRA&#44; tanto la DP como la MP se asociaron a mayor incidencia de SDRA&#46;</p><p id="par0370" class="elsevierStylePara elsevierViewall">La identificaci&#243;n de un umbral razonable de MP a partir del cual se genere VILI parece&#44; por tanto&#44; un hallazgo de importancia capital por su aplicaci&#243;n en la cl&#237;nica diaria&#46;</p><p id="par0375" class="elsevierStylePara elsevierViewall">Un ejemplo cotidiano paradigm&#225;tico es la indicaci&#243;n de sustituir la ventilaci&#243;n convencional por la ventilaci&#243;n de alta frecuencia oscilatoria&#46; En base a las teor&#237;as de volu&#47;barotrauma parecer&#237;a que la ventilaci&#243;n de alta frecuencia oscilatoria debiera ser el soporte respiratorio m&#225;s seguro y poco lesivo&#44; al administrar Vc inferiores al espacio muerto con una presi&#243;n de distensi&#243;n continua &#40;MAP&#41; moderada&#46; Contraintuitivamente&#44; ning&#250;n ensayo cl&#237;nico realizado hasta la fecha ha demostrado esta superioridad e incluso hay evidencias consistentes que indican que podr&#237;a ser m&#225;s lesiva que la ventilaci&#243;n convencional&#46; Esta paradoja podr&#237;a resolverse f&#225;cilmente si tenemos en cuenta que se trata de una modalidad ventilatoria basada en la utilizaci&#243;n de un movimiento oscilatorio arm&#243;nico simple&#46; La energ&#237;a transmitida por una onda hacia el sistema respiratorio podr&#237;a exceder claramente el umbral de MP capaz de generar VILI&#46; Lo mismo podr&#237;a aplicarse a la indicaci&#243;n de ECMO respiratoria en el paciente con SDRA con el objetivo de disminuir la MP &#40;al mantener al pulm&#243;n con par&#225;metros de reposo&#41; para disminuir la probabilidad de VILI&#46;</p></span><span id="sec0035" class="elsevierStyleSection elsevierViewall"><span class="elsevierStyleSectionTitle" id="sect0035">Versi&#243;n termodin&#225;mica&#58; lesi&#243;n pulmonar como producto de la entrop&#237;a generada</span><p id="par0380" class="elsevierStylePara elsevierViewall">De manera independiente&#44; Oliveira et al&#46; han publicado un versi&#243;n diferente de la misma teor&#237;a<a class="elsevierStyleCrossRef" href="#bib0250"><span class="elsevierStyleSup">24</span></a>&#46; Est&#225; basada en un estudio del problema desde el punto de vista de la termodin&#225;mica&#44; que es la parte de la f&#237;sica que estudia los cuerpos macrosc&#243;picos que est&#225;n constituidos internamente por m&#250;ltiples partes&#46; Por complejo que resulte&#44; el comportamiento del pulm&#243;n al ser hinchado por el respirador artificial debe obedecer las 3 leyes de la termodin&#225;mica&#44; que marcan los l&#237;mites mediante los cuales los cuerpos f&#237;sicos evolucionan de un estado &#40;espiraci&#243;n&#41; a otro &#40;inspiraci&#243;n&#41; y viceversa&#46;</p><p id="par0385" class="elsevierStylePara elsevierViewall">Para entender este razonamiento&#44; solo es necesario conocer las 2 primeras leyes de la termodin&#225;mica&#58;<ul class="elsevierStyleList" id="lis0045"><li class="elsevierStyleListItem" id="lsti0120"><span class="elsevierStyleLabel">&#8226;</span><p id="par0390" class="elsevierStylePara elsevierViewall">La primera ley de la termodin&#225;mica&#44; que es la ley de conservaci&#243;n de la energ&#237;a pero aplicada a la <span class="elsevierStyleItalic">energ&#237;a interna</span> &#40;se excluye la energ&#237;a del sistema como un todo&#44; debida a su posici&#243;n o su movimiento&#41; de un sistema termodin&#225;mico&#46; Seg&#250;n esta ley solo hay 2 formas de cambiar la energ&#237;a interna de un sistema termodin&#225;mico&#58;</p></li></ul></p><p id="par0395" class="elsevierStylePara elsevierViewall"><ul class="elsevierStyleList" id="lis0050"><li class="elsevierStyleListItem" id="lsti0125"><span class="elsevierStyleLabel">1&#46;</span><p id="par0400" class="elsevierStylePara elsevierViewall">Calent&#225;ndolo &#40;o enfri&#225;ndolo&#41; una cantidad de energ&#237;a calor&#237;fica &#40;Q&#41;&#46;</p></li><li class="elsevierStyleListItem" id="lsti0130"><span class="elsevierStyleLabel">2&#46;</span><p id="par0405" class="elsevierStylePara elsevierViewall">Realizando un trabajo &#40;W&#41;&#46;</p></li></ul><elsevierMultimedia ident="eq0035"></elsevierMultimedia></p><p id="par0410" class="elsevierStylePara elsevierViewall">Q&#58; energ&#237;a calor&#237;fica&#59; W&#58; trabajo<ul class="elsevierStyleList" id="lis0055"><span class="elsevierStyleSectionTitle" id="sect0040">&#40;Ecuaci&#243;n 6&#41;</span><li class="elsevierStyleListItem" id="lsti0135"><span class="elsevierStyleLabel">&#8226;</span><p id="par0415" class="elsevierStylePara elsevierViewall">La segunda ley de la termodin&#225;mica&#44; que describe la <span class="elsevierStyleItalic">entrop&#237;a</span> &#40;S&#41; como una variable de estado de un sistema termodin&#225;mico&#46; Obliga a que cuando se produzca un cambio de estado&#44; la entrop&#237;a de un sistema nunca pueda decrecer&#46; Poniendo ese cambio de entrop&#237;a en funci&#243;n de la temperatura absoluta &#40;T&#44; grados Kelvin&#41;&#44; se enuncia&#58;</p></li></ul><elsevierMultimedia ident="eq0040"></elsevierMultimedia></p><p id="par0420" class="elsevierStylePara elsevierViewall">S&#58; entrop&#237;a&#59; Q&#58; energ&#237;a calor&#237;fica&#59; T&#58; temperatura</p><p id="par0425" class="elsevierStylePara elsevierViewall"><span class="elsevierStyleItalic">&#40;Ecuaci&#243;n 7&#41;</span></p><p id="par0430" class="elsevierStylePara elsevierViewall">Combinando ambas leyes&#44; se obtiene la ecuaci&#243;n de estado de un sistema termodin&#225;mico&#58;<elsevierMultimedia ident="eq0045"></elsevierMultimedia></p><p id="par0435" class="elsevierStylePara elsevierViewall">S&#58; entrop&#237;a&#59; T&#58; temperatura&#59; W&#58; trabajo</p><p id="par0440" class="elsevierStylePara elsevierViewall"><span class="elsevierStyleItalic">&#40;Ecuaci&#243;n 8&#41;</span></p><p id="par0445" class="elsevierStylePara elsevierViewall">Esta ecuaci&#243;n describe la relaci&#243;n existente entre la energ&#237;a interna&#44; la temperatura&#44; la entrop&#237;a y el trabajo realizado por &#40;o sobre&#41; un sistema termodin&#225;mico&#46;</p><p id="par0450" class="elsevierStylePara elsevierViewall">La esencia de un ser vivo es una continua actividad interna de un naturaleza sumamente ordenada &#40;gradientes el&#233;ctricos&#44; qu&#237;micos y de temperatura&#41;&#46; En el libro de 1944 <span class="elsevierStyleItalic">&#191;Qu&#233; es la vida&#63;</span> Erwing Schr&#246;dinger estableci&#243; que&#44; desde el punto de vista termodin&#225;mico&#44; los seres vivos son capaces de mantener durante toda su vida el orden en una aparente violaci&#243;n de la segunda ley de la termodin&#225;mica&#46; Y que para ello&#44; deben ser capaces de exportar al ambiente que les rodea la entrop&#237;a que est&#225;n generando&#46; Pero&#44; &#191;qu&#233; ocurre si no toda la entrop&#237;a puede ser exportada&#63; La entrop&#237;a remanente queda retenida en el interior del sistema&#44; y su consecuencia inevitable es la progresi&#243;n gradual del sistema hacia la disfunci&#243;n &#40;es decir la enfermedad&#41; y eventual muerte&#46; Ello hace surgir 2 preguntas esenciales para la vida y muerte de un organismo&#58; &#191;a qu&#233; ritmo se produce la entrop&#237;a en el interior de un organismo&#63;&#44; y &#191;con qu&#233; eficacia est&#225; ese organismo exportando la entrop&#237;a generada&#63; Esta explicaci&#243;n filos&#243;fica ha sido concretada por Oliveira et al&#46; a nivel del pulm&#243;n&#46;</p><p id="par0455" class="elsevierStylePara elsevierViewall">Para la termodin&#225;mica<a class="elsevierStyleCrossRef" href="#bib0255"><span class="elsevierStyleSup">25</span></a>&#44; un generador de entrop&#237;a es un sistema compuesto por 2 partes en contacto &#40;<a class="elsevierStyleCrossRef" href="#fig0010">fig&#46; 2</a>&#41;&#58;<ul class="elsevierStyleList" id="lis0060"><li class="elsevierStyleListItem" id="lsti0140"><span class="elsevierStyleLabel">1&#46;</span><p id="par0460" class="elsevierStylePara elsevierViewall">La primera parte del sistema consiste en un peso de masa <span class="elsevierStyleItalic">m</span> que&#44; durante su ca&#237;da&#44; hace girar un conjunto de remos&#47;palas sumergidos en el interior de un l&#237;quido viscoso&#46;</p></li><li class="elsevierStyleListItem" id="lsti0145"><span class="elsevierStyleLabel">2&#46;</span><p id="par0465" class="elsevierStylePara elsevierViewall">Esta parte est&#225; en contacto t&#233;rmico con la segunda parte del sistema&#44; que consiste en un reservorio de calor&#44; que mantiene una temperatura constante <span class="elsevierStyleItalic">T</span>&#46; Para la termodin&#225;mica&#44; un &#171;reservorio de calor&#187; es capaz&#44; por definici&#243;n&#44; de mantener constante la temperatura independientemente de cuanto lo calentemos o enfriemos&#46; Tiene una capacidad calor&#237;fica infinita&#46;</p></li></ul></p><elsevierMultimedia ident="fig0010"></elsevierMultimedia><p id="par0470" class="elsevierStylePara elsevierViewall">Cuando el peso de masa <span class="elsevierStyleItalic">m</span> cae una distancia <span class="elsevierStyleItalic">h</span>&#44; se realiza un trabajo sobre el interior del l&#237;quido viscoso&#58;<elsevierMultimedia ident="eq0050"></elsevierMultimedia></p><p id="par0475" class="elsevierStylePara elsevierViewall">W&#58; trabajo&#59; m&#58; masa&#59; h&#58; distancia&#59; g&#58; gravedad<span class="elsevierStyleItalic">&#40;Ecuaci&#243;n 9&#41;</span></p><p id="par0480" class="elsevierStylePara elsevierViewall">Esto produce un incremento en la energ&#237;a t&#233;rmica del l&#237;quido&#44; que conllevar&#237;a&#44; a su vez&#44; un aumento de su temperatura si este no estuviera en equilibrio t&#233;rmico con el reservorio de calor&#46; Pero dado que el l&#237;quido y el reservorio se encuentran en contacto t&#233;rmico&#44; y el reservorio mantiene su temperatura constante&#44; cuando el peso cae el l&#237;quido transfiere esa energ&#237;a en forma de calor al reservorio&#44; haciendo que la entrop&#237;a del reservorio aumente una cantidad<elsevierMultimedia ident="eq0055"></elsevierMultimedia></p><p id="par0485" class="elsevierStylePara elsevierViewall">W&#58; trabajo&#59; T&#58; temperatura&#59; m&#58; masa&#59; h&#58; distancia&#59; g&#58; gravedad</p><p id="par0490" class="elsevierStylePara elsevierViewall"><span class="elsevierStyleItalic">&#40;Ecuaci&#243;n 10&#41;</span></p><p id="par0495" class="elsevierStylePara elsevierViewall">Si el l&#237;quido es capaz de &#171;exportar&#187; esa entrop&#237;a al reservorio&#44; su entrop&#237;a permanecer&#225; constante&#46; El &#171;generador de entrop&#237;a&#187; demuestra f&#237;sicamente que cuando un trabajo <span class="elsevierStyleItalic">W</span> es disipado completamente en un reservorio calor&#237;fico de temperatura <span class="elsevierStyleItalic">T</span>&#44; la entrop&#237;a del sistema completo &#40;l&#237;quido<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>&#43;<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>reservorio&#41; aumenta en una cantidad <span class="elsevierStyleItalic">W&#47;T</span>&#46;</p><p id="par0500" class="elsevierStylePara elsevierViewall">Podemos describir al sistema formado por el pulm&#243;n y el sistema circulatorio como un &#171;generador de entrop&#237;a&#187;&#58;<ul class="elsevierStyleList" id="lis0065"><li class="elsevierStyleListItem" id="lsti0150"><span class="elsevierStyleLabel">1&#46;</span><p id="par0505" class="elsevierStylePara elsevierViewall">Aparato respiratorio&#46; El l&#237;quido movido por los remos sumergidos representar&#237;a al pulm&#243;n sometido al trabajo respiratorio &#40;WOB<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>&#61;<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>E<span class="elsevierStyleInf">resp</span>&#41; que realiza el ventilador mec&#225;nico cada inspiraci&#243;n&#46; Es importante recordar que la MP es esa energ&#237;a multiplicada por los ciclos respiratorios que se hacen cada minuto&#46;</p></li><li class="elsevierStyleListItem" id="lsti0155"><span class="elsevierStyleLabel">2&#46;</span><p id="par0510" class="elsevierStylePara elsevierViewall">Aparato circulatorio&#46; El reservorio calor&#237;fico representar&#237;a el sistema circulatorio que est&#225; en contacto t&#233;rmico con los pulmones y que es capaz de mantener la temperatura corporal constante &#40;condiciones isot&#233;rmicas&#59; 36&#44;5<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>&#176;C<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>&#61;<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>273&#44;15<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>&#177;<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>36&#44;5<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>&#176;C<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>&#61;<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>309&#44;65<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>&#176;K&#41;&#46;</p></li></ul></p><p id="par0515" class="elsevierStylePara elsevierViewall">Mientras el pulm&#243;n sea capaz de exportar esa entrop&#237;a al sistema circulatorio&#44; disipando completamente el trabajo que se hace sobre &#233;l&#44; la entrop&#237;a pulmonar permanecer&#225; constante&#58; no se producir&#225; VILI&#46; Pero si la MP es demasiado elevada&#44; y supera la capacidad que tiene el sistema circulatorio de retirar la entrop&#237;a que se est&#225; produciendo en el interior del pulm&#243;n&#44; parte de la entrop&#237;a generada <span class="elsevierStyleItalic">&#40;MP&#47;T&#41;</span> se dirigir&#225; a producir VILI&#46; As&#237; pues&#44; la capacidad del sistema circulatorio de eliminar la entrop&#237;a generada en el interior del pulm&#243;n explica que exista un umbral de MP a partir del cual se genera VILI&#46;</p><p id="par0520" class="elsevierStylePara elsevierViewall">Oliveira et al&#46; justifican que si el pulm&#243;n se mueve en el l&#237;mite el&#225;stico&#44; es decir a <span class="elsevierStyleItalic">strain</span> peque&#241;o&#44; la distribuci&#243;n tridimensional de las fibras microsc&#243;picas de elastina y col&#225;geno del interior del tejido pulmonar hacen que el <span class="elsevierStyleItalic">stress</span> recaiga casi exclusivamente sobre las fibras de elastina&#46; Y las fibras de elastina tienen una propiedad termodin&#225;mica muy caracter&#237;stica&#58; se comportan como las cintas de goma el&#225;stica&#44; que tienen un m&#243;dulo de Young proporcional a su temperatura absoluta <span class="elsevierStyleItalic">T</span>&#46;<ul class="elsevierStyleList" id="lis0070"><li class="elsevierStyleListItem" id="lsti0160"><span class="elsevierStyleLabel">&#8226;</span><p id="par0525" class="elsevierStylePara elsevierViewall">Cuando se estiran durante la respiraci&#243;n normal &#40;inspiraci&#243;n&#41; son capaces de liberar calor al medio que les circunda &#40;sistema circulatorio&#41;&#44; lo cual tiene como respuesta una disminuci&#243;n en su entrop&#237;a<a class="elsevierStyleCrossRef" href="#bib0260"><span class="elsevierStyleSup">26</span></a>&#46;</p></li><li class="elsevierStyleListItem" id="lsti0165"><span class="elsevierStyleLabel">&#8226;</span><p id="par0530" class="elsevierStylePara elsevierViewall">Ello les da la capacidad de que&#44; cuando se contraen durante la espiraci&#243;n&#44; pueden convertir la energ&#237;a t&#233;rmica &#40;aportada por el sistema circulatorio&#41; en trabajo&#46; Es decir&#44; absorber calor para volver al estado de equilibrio&#46;</p></li></ul></p><p id="par0535" class="elsevierStylePara elsevierViewall">Si cuando se aporta externamente energ&#237;a &#40;MP&#41;&#44; la ventilaci&#243;n mec&#225;nica hace comportarse al pulm&#243;n como un s&#243;lido el&#225;stico&#44; esta propiedad termodin&#225;mica hace que no se genere entrop&#237;a y toda la energ&#237;a aportada durante la inspiraci&#243;n se recupere al final de la espiraci&#243;n sin p&#233;rdidas&#46; El proceso es reversible y no se producir&#225; VILI&#46;</p><p id="par0540" class="elsevierStylePara elsevierViewall">Por el contrario&#44; si cuando se aporta energ&#237;a&#44; la ventilaci&#243;n mec&#225;nica hace comportarse al pulm&#243;n como un l&#237;quido viscoso&#44; se pondr&#225; en marcha el mecanismo termodin&#225;mico del &#171;generador de entrop&#237;a&#187;&#46; En este caso el <span class="elsevierStyleItalic">stress</span> recaer&#225; adem&#225;s sobre las fibras de col&#225;geno &#40;100 veces m&#225;s r&#237;gidas que las de elastina&#41; y &#225;cido hialur&#243;nico &#40;una de las estructuras m&#225;s d&#233;biles de la matriz extracelular del pulm&#243;n&#41;&#46;</p><p id="par0545" class="elsevierStylePara elsevierViewall">Mientras el sistema circulatorio sea capaz de retirar la entrop&#237;a &#40;MP&#47;T&#41; que se est&#225; generando en el interior del pulm&#243;n no se producir&#225; VILI&#46; Pero si la MP que suministramos es demasiado elevada y saturamos la capacidad del sistema circulatorio de retirarla&#44; esa entrop&#237;a deformar&#225; irreversiblemente el par&#233;nquima y producir&#225; lesi&#243;n pulmonar&#46;</p><p id="par0550" class="elsevierStylePara elsevierViewall">Sabiendo que&#58;<ul class="elsevierStyleList" id="lis0075"><li class="elsevierStyleListItem" id="lsti0170"><span class="elsevierStyleLabel">&#8226;</span><p id="par0555" class="elsevierStylePara elsevierViewall">El peso molecular del &#225;cido hialur&#243;nico es de 2&#46;500<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>Da&#46;</p></li><li class="elsevierStyleListItem" id="lsti0175"><span class="elsevierStyleLabel">&#8226;</span><p id="par0560" class="elsevierStylePara elsevierViewall">El pulm&#243;n humano posee 0&#44;1<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>&#215;<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>10 <span class="elsevierStyleSup">&#8722; 6</span><span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>g de &#225;cido hialur&#243;nico por cada gramo de tejido pulmonar&#46;</p></li><li class="elsevierStyleListItem" id="lsti0180"><span class="elsevierStyleLabel">&#8226;</span><p id="par0565" class="elsevierStylePara elsevierViewall">La fuerza que se necesita para romper la uni&#243;n entre el &#225;cido hialur&#243;nico y sus prote&#237;nas circundantes es de &#40;40<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>&#177;<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>11&#41;<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>&#215;<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>10-12<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>Newtons&#46;</p></li></ul></p><p id="par0570" class="elsevierStylePara elsevierViewall">Gattinoni et al&#46; <a class="elsevierStyleCrossRef" href="#bib0265"><span class="elsevierStyleSup">27</span></a> han conjeturado que para desplazar la uni&#243;n hialur&#243;nico-prote&#237;nas unos 2&#44;8<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>&#215;<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>10 <span class="elsevierStyleSup">&#8722; 6</span><span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>m&#44; se necesitan 1&#44;12<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>&#215;<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>10<span class="elsevierStyleSup">&#8722;16</span><span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>J&#46;</p><p id="par0575" class="elsevierStylePara elsevierViewall">Cuando la MP es de 12<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>J&#47;min&#44; la entrop&#237;a generada a 36&#44;5<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>&#176;C es de 12&#47;309&#44;65<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>&#176;K<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>&#61;<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>0&#44;038<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>J&#47;min&#46; En ese orden de magnitud&#44; la cantidad de entrop&#237;a&#47;mol&#233;cula hialur&#243;nico se aproxima a la necesaria para romper esa uni&#243;n&#44; con lo que es probable que en cada ciclo respiratorio puedan romperse una cantidad de mol&#233;culas superior a las que se puedan ir reparando fisiol&#243;gicamente&#46; Si la MP aumenta&#44; y con ello la entrop&#237;a&#47;mol&#233;cula&#44; muy probablemente el ritmo al que se generan las fracturas exceda esa capacidad fisiol&#243;gica de reparaci&#243;n&#46; Y&#44; por tanto&#44; con el tiempo&#44; se desarrollar&#225; VILI&#46;</p></span><span id="sec0040" class="elsevierStyleSection elsevierViewall"><span class="elsevierStyleSectionTitle" id="sect0045">Conclusi&#243;n</span><p id="par0580" class="elsevierStylePara elsevierViewall">En los &#250;ltimos a&#241;os se ha desarrollado una nueva teor&#237;a para explicar el desarrollo del VILI&#46; Se basa en los conocimientos f&#237;sicos generados por la reolog&#237;a&#44; la ingenier&#237;a de materiales y la termodin&#225;mica&#46; Est&#225; siendo confirmada experimentalmente con animales de laboratorio&#44; pero&#44; adem&#225;s&#44; los datos cl&#237;nicos m&#225;s recientes evidencian que sus predicciones explican mejor los hechos y fen&#243;menos que se describen en los pacientes mec&#225;nicamente ventilados&#44; que las antiguas teor&#237;as &#40;barotrauma&#44; volutrauma&#44; atelectrauma&#44; biotrauma&#41;&#46;</p><p id="par0585" class="elsevierStylePara elsevierViewall">Su principal hallazgo&#44; la existencia de un umbral de energ&#237;a &#40;MP&#41; a partir del cual se originar&#237;a el VILI&#44; es susceptible de revolucionar en un futuro pr&#243;ximo las indicaciones y la aplicaci&#243;n de las diferentes modalidades de ventilaci&#243;n mec&#225;nica y soporte respiratorio extracorp&#243;reo&#46;</p></span><span id="sec0045" class="elsevierStyleSection elsevierViewall"><span class="elsevierStyleSectionTitle" id="sect0050">Conflicto de intereses</span><p id="par0590" class="elsevierStylePara elsevierViewall">Los autores declaran no tener ning&#250;n conflicto de intereses&#46;</p></span></span>"
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Información del artículo

ISSN: 02105691
Idioma original: Español

DOI:10.1016/j.medin.2018.06.005

Datos actualizados diariamente

año/Mes	Html	Pdf	Total

2024 Noviembre	16	13	29
2024 Octubre	94	76	170
2024 Septiembre	93	80	173
2024 Agosto	89	81	170
2024 Julio	112	52	164
2024 Junio	85	58	143
2024 Mayo	78	40	118
2024 Abril	103	59	162
2024 Marzo	86	47	133
2024 Febrero	72	35	107
2024 Enero	96	51	147
2023 Diciembre	114	54	168
2023 Noviembre	120	92	212
2023 Octubre	124	51	175
2023 Septiembre	80	56	136
2023 Agosto	94	20	114
2023 Julio	92	50	142
2023 Junio	88	38	126
2023 Mayo	119	45	164
2023 Abril	93	45	138
2023 Marzo	181	76	257
2023 Febrero	121	64	185
2023 Enero	91	50	141
2022 Diciembre	127	70	197
2022 Noviembre	137	78	215
2022 Octubre	153	60	213
2022 Septiembre	132	80	212
2022 Agosto	121	61	182
2022 Julio	77	85	162
2022 Junio	103	60	163
2022 Mayo	119	54	173
2022 Abril	154	55	209
2022 Marzo	151	64	215
2022 Febrero	153	57	210
2022 Enero	138	112	250
2021 Diciembre	107	87	194
2021 Noviembre	116	78	194
2021 Octubre	169	128	297
2021 Septiembre	87	65	152
2021 Agosto	84	66	150
2021 Julio	118	58	176
2021 Junio	74	63	137
2021 Mayo	134	90	224
2021 Abril	244	113	357
2021 Marzo	177	66	243
2021 Febrero	146	43	189
2021 Enero	130	43	173
2020 Diciembre	141	32	173
2020 Noviembre	116	49	165
2020 Octubre	137	57	194
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2020 Febrero	183	96	279
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2019 Diciembre	295	66	361
2019 Noviembre	46	12	58
2019 Octubre	26	10	36
2019 Septiembre	24	16	40
2019 Agosto	35	18	53
2019 Julio	5	6	11
2019 Junio	1	2	3
2019 Mayo	55	8	63
2019 Abril	28	5	33
2019 Marzo	1	9	10
2019 Febrero	0	2	2
2019 Enero	2	0	2
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