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.. PEMEX UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA DE MEXICO FACULTAD DE MEDICINA OIVISION DE ESTUDIOS DE POSGRADO PETROLEOS MEXICANOS SlJIJDIRECCION DE LOS SERVICIOS DE SALUD GERENCIA DE SERVICIOS DE SALUD HOSPITAL CENTRAL SUR DE ALTA ESPECIALIDAD SERVICIO DE TERAPIA INTF:NSIV A "ACIDOSIS M ETABOLICA HIPERCLOREMICA COMO PREDICTOR DE MUERTE EN PACIENTES CRITICAMENTE ENFERMOS" TESIS DE POSGRADO QUE PARA OBTENER EL TITULO DE: ESPECIALISTA EN MEDICINA DEL ENFERMO EN ESTADO CRITICO P R E S E NTA : Dr. Porfirio Visoso Palacios ASESOR DE TESIS Acad. Dr. Raúl Carrillo Esper UNAM – Dirección General de Bibliotecas Tesis Digitales Restricciones de uso DERECHOS RESERVADOS © PROHIBIDA SU REPRODUCCIÓN TOTAL O PARCIAL Todo el material contenido en esta tesis esta protegido por la Ley Federal del Derecho de Autor (LFDA) de los Estados Unidos Mexicanos (México). El uso de imágenes, fragmentos de videos, y demás material que sea objeto de protección de los derechos de autor, será exclusivamente para fines educativos e informativos y deberá citar la fuente donde la obtuvo mencionando el autor o autores. Cualquier uso distinto como el lucro, reproducción, edición o modificación, será perseguido y sancionado por el respectivo titular de los Derechos de Autor. _______________________________________________________ Dr. Carlos Fernando Díaz Aranda Director _______________________________________________________ Dr. Pedro Arturo Zarate Rodríguez Subdirector Médico _______________________________________________________ Dra. Judith López Zepeda Jefa de Enseñanza e Investigación _______________________________________________________ Dr. Raúl Carrillo Esper Jefe de Terapia Intensiva DEDICATORIA A todas las personas que han contribuido con su enseñanza a mi formación personal y académica, muchas gracias. INDICE Portada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 Dedicatoria . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 Índice. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 Abstract. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 Planteamiento del problema . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 Antecedentes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 Objetivos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 Pacientes y métodos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 Resultados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 Conclusión . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 Anexos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 Bibliografía . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 ABSTRACT Antecedentes: El abordaje “tradicional” de las alteraciones del equilibrio ácido base no puede identificar las alteraciones presentes en pacientes reanimados con soluciones intravenosas no balanceadas. El análisis físico químico propuesto por Stewart diagnóstica la acidosis metabólica hiperclorémica causada por la administración de este tipo de soluciones. Pacientes y Métodos: Se realizó un estudio prospectivo, observacional, analítico en todos los pacientes ingresados a la Unidad de Terapia Intensiva (UTI) del Hospital Central Sur de Alta Especialidad (HCSAE) del 1 de Abril al 31 de Octubre del 2005. Se les tomaron datos demográficos y se les realizaron exámenes de laboratorio; con ellos, se les realizaron los abordajes al desequilibrio ácido base aplicándoles las tres metodologías: Henderson-Hasselbalch, Siggaard-Andersen y Stewart Resultados: Un total de 149 pacientes fueron admitidos a la UTI del HCSAE en el periodo comprendido para el estudio. Los pacientes tuvieron una edad promedio de 53.93 (±18.239) años, 75 hombres (50.3%) y 74 mujeres (49.7%); 60 pacientes médicos 40.3%), 85 quirúrgicos, de los cuales 60 fueron electivos (40.3%) y 29 de urgencia 16.8%); 21 presentaron comorbilidades (2 cardiovascular, 2 respiratoria, 10 renal, 4 hepática y 3 inmunocompromiso); el estado al termino del estudio 44 muertos (29.5%) y 105 vivos (70.5%). No hubo diferencia estadísticamente significativa en sobrevida entre los grupos con AMHC y sin AMCH. Conclusiones: La metodología alterna al equilibrio ácido base diagnostica otras alteraciones en pacientes críticamente enfermos que la metodología tradicional no. La AMHC en este estudio no es un factor de riesgo independiente de mortalidad en pacientes críticamente enfermos. Palabras Clave: Acidosis metabólica hiperclorémica, equilibrio ácido base, Henderson-Hasselbalch, Siggaard-Andersen, concentración de iones hidrógeno (H+) titulable del líquido extracelular extendido (ctH+ Ecf), Stewart, Strong Ion Difference (SID), concentración total de ácidos débiles no volátiles (ATOT) PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA La regulación del ión hidrógeno (H+) es esencial, ya que la concentración de este [H+] influye en las reacciones enzimáticas, bioquímicas y moleculares, así como en las interacciones entre hormonas o medicamentos con proteínas plasmáticas y receptores de superficie; además, las fluctuaciones en la [H+] intracelular tienen efectos mayores en su estructura y función al alterar la carga de las proteínas. 1,2 Para mantener la [H+] o el pH dentro de límites fisiológicos (H+ de 36 a 44 nmol/l o pH de 7.357 a 7.444) (Tabla 1) debe de existir un equilibrio entre el aporte o producción y el amortiguamiento o eliminación. La eliminación y el amortiguamiento se logran a través de mecanismos plasmático, respiratorio y renal. El sistema químico de amortiguamiento AB de los líquidos corporales (plasmático) se combina en forma inmediata con el ácido o con la base para evitar variaciones excesivas de la [H+]; el centro respiratorio regula la eliminación de CO2 del líquido extracelular; y, los riñones excretan orina ácida o alcalina, lo que favorece un reajuste en la [H+] en el líquido extracelular hacia la normalidad en el caso de acidosis o alcalosis. 3,4 SISTEMAS DE AMORTIGUAMIENTO. 1. Amortiguadores Plasmáticos. - Bicarbonato. El H+ se une al HCO3- en forma reversible (Ecuación 1), cuando el aporte o la producción de H+ aumenta, la reacción se desplaza hacia la derecha, con lo que incrementa la cantidad de H+ que es captado por el amortiguador, lo que minimiza los cambios de la [H+]. El HCO3- representa el 50% de la capacidad amortiguadora del plasma. Si la producción de ácidos no volátiles excede la excreción, el HCO3- disminuye y la [H+] aumenta resultando en acidosis metabólica, por otra parte si la excreción de HCO3- es mayor que la producción el HCO3- aumenta y la [H+] disminuye resultando en alcalosis metabólica. 3,4 H+ + HCO3- H2CO3 H2O + CO2 Ecuación 1 - Hemoglobina, Proteínas y Fosfatos. Existen otros sistemas de amortiguamiento como la hemoglobina (Hb), proteínas y fosfatos, los cuales proveen de sitios adicionales de unión de H+ y por lo tanto amortiguamiento. La Hb proporciona el 30% de la capacidad amortiguadora del plasma, el restante 20% lo comparten las proteínas y los fosfatos (13 y 7% respectivamente).3,4 2. Respuesta Respiratoria. El segundo sistema de amortiguamiento que hace frente a los trastornos del equilibrio AB es el pulmonar. La disminución en el pH actúa estimulando quimiorreceptores en el tallo cerebral con incremento en la ventilación minuto y eliminación del CO2. 3,4 3. Respuesta Renal. El riñón es el tercer sistema de amortiguamiento, para mantener el equilibrio AB estos deben de excretar aniones de los ácidos no volátiles y reabsorber el HCO3-, esto lo logran por medio de tres mecanismos: reabsorción o excreción del bicarbonato filtrado, excreción de acidez titulable y excreción de amoniaco. - Reabsorción o excreción del bicarbonato filtrado. El 85 – 90 % del HCO3- filtrado es reabsorbido por el túbulo proximal, este es el mecanismo más importante cuantitativamente. La secreción de H+ por las nefronas sirve para reabsorber el HCO3- filtrado, disminuir el pH de la orina, titular amortiguadores urinarios y causar excreción de NH4- (Figura 1). - Excreción de acidez titulable. A 7.4 de pH el 80% del fosfato circulante se encuentra en forma monohidrogenada y el 20% dihidrogenada. La mayoría de la acidez titulable urinaria es formada por conversión de fosfato monohidrogenado a dihidrogenado. (Figura 2). - Excreción de amonio. El amoniaco (NH3) difunde a la luz tubular renal donde se une a H+ para formar ión amonio no difusible (NH4), el cual es excretado. (Figura 3). Las modificaciones en la [H+] son el resultado de cambios en los ácidos volátiles o componente respiratorio, representado por la pCO2, y no volátiles o metabólico (láctico, hidroclorhídrico, sulfúrico, etc.). 3,4 La potencia y el tiempo de acción de los componentes del sistema de amortiguamiento plasmático, respiratorio y renal se muestran en la Tabla 2. ABORDAJE. Existen tres modelos validados que abordan las alteraciones del equilibrio AB, los tres coinciden en como el componente respiratorio causa modificaciones en la [H+], pero difieren en como y que componentes metabólicos condicionan estas alteraciones. 1. Modelo de Henderson-Hasselbalch. El modelo de Henderson-Hasselbalch se base en los siguientes principios: - Arrhenius. A finales del siglo XIX (1887), Svante Arrhenius definió a un ácido y a una base como aquellas sustancias que al disociarse en solución acuosa eran capaces de producir iones hidrógeno o hidroxilo respectivamente (Teoria de Arrhenius). - Bronsted-Lowry. En 1923 la teoría de Bronsted-Lowry definió ácido a aquella sustancia que dona un H+ a otra sustancia y a la sustancia la cual acepta un H+ base. - Lewis & Usañovich. Una definición más general de ácidos y bases fue descrita por Lewis & Usañovich en 1923, cuando identificó sustancias con propiedades acidificantes en solución pero sin contener iones hidrógeno (pCO2). Lewis definió ácido a aquel compuesto que tiene potencial aceptor de electrones y base a aquel compuesto que tiene potencial donador de electrones. - [H+] o pH. Soren Peter Sörensen en 1909 introdujo el término de pH (p del alemán potenz = poder, el poder del hidrógeno) y desde entonces se ha utilizado para describir las alteraciones del equilibrio AB; el pH no tiene relación linear con la [H+], es el logaritmo negativo de este. - Ecuación de Henderson-Hasselbalch. La ecuación de Henderson-Hasselbalch ha sido utilizada para entender la interrelación entre los componentes metabólico y respiratorio para producir cambios en el pH, esta interrelación se expresa en la Ecuación 2. pH = 6.1 + log 10 HCO3-/0.03 pCO2 Ecuación 2 La ecuación dice que el pH es igual a 6.1 más el logaritmo de base 10 del cociente entre el bicarbonato y el ácido carbónico, donde la concentración de ácido carbónico es sustituida por la presión parcial de dióxido de carbono (multiplicado por el coeficiente de solubilidad para el CO2 en el plasma), de tal forma que un incremento en la pCO2 resulta en una disminución del pH y un aumento de la concentración de HCO3-; así, si un paciente tiene pH < 7.357 esto puede deberse a incremento de la pCO2 o de ácidos no volátiles; en el primer caso se trata de acidosis respiratoria, en el segundo de acidosis metabólica; por otra parte, un pH > 7.444 puede deberse a disminución de la pCO2 o a incremento del HCO3-, alcalosis respiratoria y alcalosis metabólica respectivamente. 5 - Regla de 5. Recientemente Whittier y Rutecki en base al modelo de Henderson-Hasselbalch desarrollaron un abordaje sistematizado para evaluar las alteraciones del equilibrio AB, llamado la “Regla de 5” con el objetivo de ofrecer una herramienta que ayude a los clínicos a determinar las causas de las alteraciones AB simples, dobles y triples. 5 Primero dan a conocer los valores normales de las variables utilizadas: pH = 7.40 – 7.44, pCO2 = 40 – 44 mmHg, BA (Brecha Aniónica) = 3 – 10, y Albúmina (Alb) = 4 g/dl y en segundo lugar menciona las 5 reglas para el abordaje de la valoración del equilibrio AB. 5 Regla 1. Determinar el pH < 7.400 Acidosis > 7.440 Alcalosis Regla 2. Determinar si el proceso es primario o mixto: Respiratoria pCO2 > 44 mmHg Metabólica HCO3- < 25 mEq Respiratoria pCO2 < 40 mmHg Metabólica HCO3- > 25 mEq Regla 3. Calcular la Brecha Aniónica (BA) La BA se calcula con la Ecuación 3, el valor normal es de 2.6 a 10.6, pero deberá de realizarse corrección en pacientes con hipoalbuminemia, por cada gr/dl de albúmina menor al valor normal adicionar 2.5 a la BA calculada, esto se hace con la Ecuación 4. 5 BA = Na+ – (Cl- + HCO3-) Ecuación 3 BA corr alb = BA + 2.5 x (4 – Alb g/dl) Ecuación 4 Regla 4. Verificar el grado de compensación. Acidosis respiratoria. 10 mmHg de incremento en la pCO2 incrementa el HCO3- por un factor de 1 (aguda) o por un factor de 4 (crónica). Acidosis metabólica. 1 mEq/l de disminución en el HCO3- disminuye la pCO2 por un factor de 1.3 (±2). Alcalosis respiratoria. 10 mmHg de disminución en la pCO2 disminuye el HCO3- por un factor de 2 (aguda) o por un factor de 5 (crónica). Alcalosis metabólica. 1 mEq/l de incremento en el HCO3- eleva la pCO2 por un factor de 0.6. Regla 5. “Delta” Gap. El Delta Gap determina si hay una interrelación 1:1 entre aniones en sangre; esta formula se utiliza si no se ha diagnosticado alguna alteración del equilibrio AB, y postula que un incremento de la BA por un factor de 1 deberá de disminuir el HCO3- por el mismo factor para mantener la electroneutralidad, si el bicarbonato es mayor de lo predicho por la interrelación 1:1 o Delta Gap habrá alcalosis metabólica simultánea y si el bicarbonato es menor de lo predicho acidosis metabólica de BA normal. 2. Modelo de Siggaard-Andersen. Singer y Hastings en 1984 propusieron el término de base amortiguadora (BB, del inglés Buffer Base) para definir a la suma del HCO3- más los amortiguadores ácidos débiles no volátiles, desde ese entonces este modelo ha evolucionado hasta llegar al de exceso de base (BE, del inglés Base Excess) propuesto por Siggaard-Andersen utilizado por mucho tiempo, y actualmente a concentración de H+ titulable del líquido extracelular extendido (ctH+ Ecf). El ctH+ Ecf se define como la cantidad de H+ adicionado o removido en relación al pH de referencia de 7.40, pCO2 de 40 mmHg y 37°C; se ha abandonado el termino de BE por ser ambiguo y no indicar al H+ como el componente químico relevante. 6,7,8,9 El cálculo del ctH+ Ecf se hace con la Ecuación 5 (Ecuación de Van Slyke). ctH+Ecf = –(1 – cHbEcf/cHbө)·(∆cHCO3-P + βH+Ecf ·∆pHP) Ecuación 5 donde: cHbEcf = cHbB · VB/VEcf, concentración de hemoglobina en el líquido extracelular extendido. VB/VEcf = 1/3 (valor por de fault), razón entre el volumen de sangre y volumen de líquido extracelular extendido. cHbө = 43 mmol/L, parámetro empírico que da cuenta para una distribución desigualde los H+ entre el plasma y los eritrocitos. ∆cHCO3-P = cHCO3-P – cHCO3�PPө. cHCO3-PPө = 24.5 mmol/L, concentración de bicarbonato en plasma a pHPө = 7.40, pCO2ө = 40 mmHg, Tө = 37.0 °C. ∆pHP = pHP– pHPө. βH+Ecf = βmHbө · cHbEcf + βP. βmHbө = 2.3, capacidad amortiguadora molar aparente del monómero de hemoglobina en sangre entera. βP = 7.7 mmol/L (valor por de fault), valor amortiguador de amortiguadores diferentes de HCO3- en plasma para una concentración de proteína plasmática normal (albumina). cHbB = ρHbB / MmHb, (sustancia) concentración de hemoglobina en sangre (unidad: mmol/L) como función de la concentración de la masa, ρHbB (unidad: g/L). MmHb = 16,114 g/mol, masa molar del monómero de hemoglobina. Nota: Si cHbB = 9.0 mmol/l � ρHbB = 14.5 g/dL entonces la ecuación de Van Slyke se simplifica a: ctH+Ecf = – 0.93 · (∆cHCO3-P + ∆pHP · 14.6 mmol/L). Este abordaje del estado AB se resume en el diagrama de Siggaard-Andersen, con el cual se puede hacer el diagnóstico de acidosis respiratoria aguda o crónica, alcalosis respiratoria aguda o crónica, acidosis metabólica aguda o crónica y alcalosis metabólica aguda o crónica (Figura 4). El pH y la [H+] del plasma están en el eje de las abscisas, la pCO2 (presión parcial de dióxido de carbono) se muestra en el eje de las ordenadas y la ctH+ Ecf se indica en la parte superior izquierda del diagrama. Las alteraciones AB diagnosticadas por el modelo de Siggaard-Andersen se caracterizan porque las alteraciones AB respiratorias agudas solo hay cambios en la pCO2 y pH, pero no en la ctH+ Ecf; las alteraciones AB metabólicas por una disminución de la ctH+ Ecf. 6 3. Modelo de Stewart. El modelo de Stewart para el abordaje de las alteraciones AB se fundamenta en dos leyes fisicoquímicas: La electroneutralidad, la cual postula que en soluciones acuosas la suma de todos los iones cargados positivamente debe de ser igual a la suma de todos los iones cargados negativamente, y la de la conservación de la masa, la cual postula que la cantidad de una sustancia permanece constante a menos que esta sea adicionada o generada, removida o destruida. De acuerdo al principio de la electroneutralidad, en el agua pura la [H+] debe de ser igual a la [OH-], entendiendo esto sabremos que el origen de los H+ es el agua y la cantidad de estos dependerá del grado de disociación de la misma. 10 En soluciones más complejas (plasma) se debe considerar que hay otros factores que determinan la disociación del agua; Peter Stweart en 1983 sugirió tres factores independientes, estos son la diferencia de iones fuertes (SID, del inglés Strong Ion Difference), la pCO2 y la concentración total de ácidos débiles no volátiles (ATOT). 11,12,13,14,15,11,17,18,19,20,21,22,23 - Diferencia de Iones Fuertes. El plasma contiene iones que se clasifican por su carga en positivos (cationes) o negativos (aniones), o por su tendencia a disociarse en soluciones acuosas en fuertes o débiles (Tabla 3.). La diferencia entre la suma de todos los cationes fuertes y los aniones fuertes se conoce como SID aparente (SIDa). SIDa = Na+ + K+ + Ca++ + Mg++ – (Cl- + Lactato) El valor normal de SIDa es de 40 a 42. 11,12,13,14,15,11,17,18,19,20,21,22,23 De acuerdo con el principio de la electroneutralidad el plasma no puede estar “cargado”, así que, el resto de las cargas negativas proviene del pCO2 y ácidos débiles, llamado tambien SID efectivo (SIDe). 11,12,13,14,15,11,17,18,19,20,21,22,23 SIDe = 2.46 x 10-8 x pCO2/10-pH + Alb g/L (0.123 x pH – 0.631) + P mmol/L (0.309 x pH – 0.469) Al sustraer el SIDe al SIDa se obtiene la brecha de iones fuertes (SIG, del inglés Strong Ion Gap) (Figura 5). SIG = SIDa – SIDe El valor normal del SIG es < 2 mEq/L y cuando está por arriba de estos valores hay aniones no medidos diferentes al lactato condicionando acidosis. 11,12,13,14,15,11,17,18,19,20,21,22,23 - pCO2. La pCO2 es una variable independiente que determina la [H+]. 11,12,13,14,15,11,17,18,19,20,21,22,23 - Acidos débiles no volatiles (ATOT, del inglés total concentration of dissociated weak non-volatile acids). Los ácidos débiles no volátiles están constituidos fundamentalmente por proteínas (albúmina) y fosfatos. 11,12,13,14,15,11,17,18,19,20,21,22,23 - Aniones no medidos (XA-). El lactato es el más conocido y medido, pero las cetonas, sulfatos, metanol y salicilatos no son medidos; y aún, hay más aniones no medidos diferentes a los ya mencionados que causan aumento de la brecha de iones fuertes principalmente en sepsis, que causan aumento en la mortalidad de estos pacientes. 11,12,13,14,15,11,17,18,19,20,21,22,23 - Abordaje del equilibrio AB en base a al modelo Stewart. Es importante reconocer que la acidosis metabólica se caracterizan por disminución de la SIDa, la cual produce disociación del agua generando H+. El SIDa disminuye debido a pérdida de cationes, mal manejo de aniones o al efecto de aniones exógenos. La alcalosis metabólica se relaciona un SIDa elevado, como en caso de pérdida de cationes o administración de aniones fuertes. En la Tabla 4 se resume los posibles diagnósticos de acuerdo al modelo de Stewart. - Acidosis Metabólica Hiperclorémica. Dentro de las alteraciones del equilibrio AB diagnosticadas por el modelo de Stewart está la acidosis metabólica hiperclorémica (AMHC), la cual se caracteriza por SID < 40 y cloro corregido > de 108 a 112 mEq/L. La AMHC es secundaria a la infusión de soluciones intravenosas no balanceadas, como la solución salina al 0.9%; para ejemplificar esto de una manera simple tomemos en cuenta que un litro de plasma que contiene solo dos iones, sodio (Na+) de 140mEq/L y cloro (Cl-) de 110mEq/L, la diferencia de iones fuertes (SID) sería de 30, si a este litro de plasma le agregáramos un litro de SS0.9%, al cual contiene 154 mEq/l de Na y 154 mEq de Cl y se le hace la suma algebraica de estos electrolitos tendremos que el contenido de Na y de Cl por litro será de 147 y 132 mEq respectivamente, con SID de 15 y cloro de 132 mEq/L (Figura 6), dando como resultado AMHC. Hay pocos estudios sobre el efecto de la AMHC en la morbi-mortalidad, estos muestran resultados no contundentes. - Alcalosis Metabólica. Otra de las alteraciones que diagnostica el modelo de Stewart es la Alcalosis Metabólica (AM), debido a la morbi-mortalidad que causa y como consecuencia de las alteraciones que produce a nivel celular y orgánica, se han propuesto múltiples tratamientos; en la segmento contorneado proximal se regula el 80% de la reabsorción de HCO3-, este proceso es catalizado por la anhidrasa carbónica localizada en el borde luminar, esto ha dado pauta al tratamiento con acetazolamida, un inhibidor de la anhidrasa carbónica, en un estudio reciente, Moviat y cols, trataron a 15 pacientes ingresados a la UTI con el diagnóstico de alcalosis metabólica con acetazolamida, se hicieron mediciones basales con el modelo de Stewart y a las 3, 6, 12, 24, 48 y 72 horas; observaron que después de una dosis única de acetazolamida se corrigió el pH inicial (alcalótico) con diferencia estadísticamente significativa, y la SID también disminuyó con diferencia estadísticamente significativa, esto debido a un incremento en la excreción de sodio sin cloro evidenciado por aumento del SID urinario. 24 ANTECEDENTES En la última década del siglo pasado hubo pocos trabajos que evaluaron las alteraciones del equilibrio ácido base con el abordaje físico químico de Stewart y solo un par de trabajos originales que evaluaron a la acidosis metabólica hiperclorémica dando resultados no concluyentes. En este nuevo siglo después del entendimiento de este nuevo abordaje se han realizado estudios que evalúan a la acidosis hiperclorémica como consecuencia de la administración de soluciones intravenosas durante la reanimación en pacientes ingresadosa las unidades de cuidados intensivos. Uno de estos estudio publicado por el Dr. Kellum en Pittsburg se diseñó con el objetivo de comparar la reanimación de pacientes con cristaloides (SS 0.9%) y coloides (Hextend) en términos de estado ácido base y sobrevida en un modelo experimental de choque séptico en ratas, fue un estudio experimental, al azar, abierto y controlado, a los animales en estudio se les administró 20 mg/kg de endotoxina de E. coli y fueron reanimados con el objetivo de mantener una presión arterial media de > de 60 mmHg con SS 0.9% (n=25) y Hextend (n=25), se hicieron mediciones de variables fisiológicas (clínicas y de laboratorio) a intervalos de 3 hrs después de la infusión de la endotoxina y se midió la sobrevida. De los resultados sobresalen, 45% menor sobrevida entre los animales reanimados con solución salina que los reanimados con coloide: 391 ± 151 min vs. 567 ± 140 min, p < 0.0001; la sobrevida a corto plazo (vivo a las 12 hrs del estudio) fue 0 % en el grupo reanimado con SS 0.9% y 20% (5 animales) en el grupo de Hextend, p = 0.05; los animales reanimados con SS 0.9% recibieron 2 veces más cantidad en volumen para mantener la presión arterial media > 60 mmHg (0.19 ± 0.04 ml/kg/min vs. 0.12 ± 0.09 ml/kg/min, p < 0.001). No hubo diferencias entres los grupos al momento de la asignación al azar. Sin embargo, a los 180 min después de la administración de la endotoxina y después de la reanimación inicial, los valores medios para BEecf (-19.3 ± 5.2 vs. -12.1 ± 5.7 p < 0.001), pH arterial (7.02 ± 0.13 vs 7.15 ± 0.12, p < 0.01), y SIDa plasmático (23.0 ± 6.2 vs. 30.3 ± 2.9, p < 0.0001) fueron todos significativamente más bajos, mientras que el Cl plasmático fue significativamente más alto (123 7 vs. 115 ± 3 mmol/L, p < 0.001) comparado con Hextend. El modelo de regresión multivariable se realizó utilizando las variables de grupo de tratamiento, cambio de los 0 a los 180 min de Ca++, Cl-, lactato, pCO2, y pH; en donde sólo el grupo de tratamiento y el pH fueron predictores de mortalidad independientes ( p < 0.05). En el modelo univariado mostró que los cambios en el BEecf, SIDa, Ca++, y pH fueron positivamente correlacionados con la sobrevida, mientras que el Cl-. Y el lactato se correlacionaron negativamente. El tiempo de sobrevida para 10 animales adicionales reanimados con solución de Ringer lactado fue de 362 ± 94 min sin ser menor la sobrevida que con los reanimados con coloide ( p < 0.0001) 25. Otro estudio, publicado por el Dr. Martin en el Hospital del Condado de Los Angeles, analizó las alteraciones ácido base y predicción de mortalidad en una unidad de cuidados intensivos traumatológicos con el abordaje físico químico, fue un estudio retrospectivo donde analizaron 2,152 grupos de pruebas de laboratorio en 427 pacientes, se les realizaron mediciones y se les aplicó el abordaje físico químico. De los resultados sobresalen SIG elevado en 92% de los pacientes (SIG medio de 5.9 ± 3.3), mientras que la hiperlactatemia e hipercloremia se presentaron en sólo 18% y 21 % respectivamente. Hubo diferencia en los diagnósticos realizados por la metodología tradicional y el abordaje físico químico. El nivel de lactato fue más estrechamente correlacionado con las mediciones físico químico de SIG (r = 0.48), y AG corr (r = 0.47) que con las mediciones convencionales de AG (r = 0.024) y BE (r = 0.36, p < 0.01 para todos). El BE y BE corr UAX al ingreso fueron significativamente elevados en los pacientes que no sobrevivieron, y el análisis de regresión logística para la predicción de mortalidad reveló un área bajo la curva de 0.70 para BE corr UAX ( p < 0.01) vs. 0.65 fara BE ( p < 0.01). El AG corr y el SIG no diferenciaron entre los pacientes que sobrevivieron de los que no sobrevivieron en el grupo en general. Sin embargo, el análisis de pacientes con un nivel de lactato normal al ingreso (n = 322) demostraron una diferencia significativa entre los que sobrevivieron y los que no sobrevivieron en el SIG / 7 vs. 5, p = 0.009, BE corr UAX (-4.2 vs. -2.0, p = 0.004), y AG corr (21 vs. 19, p = 0.045), mientras que las mediciones convencionales de BE y AG no mostraron diferencias significativas discriminatorias. Como conclusión el estudio demuestra que los aniones no medidos son el componente más común de la acidosis metabólica en pacientes de traumay y que el SIG, AG corr, y el BE corr UAX son útiles al predecir mortalidad en pacientes con lactato sérico normal al ingreso 26. En el 2001 el Dr. Waters en Ohio evaluó el manejo de pacientes que presentan cirugía de aneurisma de la aorta abdominal con solución salina al 0.9% vs. Ringer Lactado, fue un estudio asignado al azar, doblemente cegado, en donde los pacientes recibieron Riger Lactado (n = 33) o SS 0.9% (n = 33) y se les realizaron mediciones de laboratorio. Los pacientes asignados al grupo de SS 0.9% desarrollaron acidosis metabólica hiperclorémica. En este estudio no hubo diferencias en días de la duración de ventilación mecánica, estancia en la unidad de cuidados intensivos, estancia hospitalaria, e incidencia de complicaciones. En este estudio con mejor diseño metodológico no se pudo demostrar el impacto de la acidosis metabólica hiperclorémica en el desenlace de los pacientes 27. El Dr. Scheingraber en Alemania analizó a la acidosis metabólica hiperclorémica después de la infusión rápida de solución salina en pacientes que presentan cirugía ginecológica, para tal motivo el Dr. Scheingraber diseñó un estudio al azar de dos grupos cada uno de los cuales presentó cirugía ginecológica mayor, se asignaron al azar para recibir SS 0.9% o solución Ringer Lactada a una dosis de 30 ml/kg. Se realizaron mediciones en el laboratorio y se les aplicó el abordaje físico químico de Stewart. El Dr. Scheingraber observó que los pacientes que recibieron SS 0.9% a diferencia de los que recibieron solución Ringer lactada presentaron más acidosis metabólica hiperclorémica (disminución de la SID y aumento del Cl-). El estudio no fue diseñado para analizar sobrevida, de tal forma que solo demostró que los pacientes que fueron reanimados con SS 0.9% presentaron acidosis metabólica hiperclorémica a diferencia de los reanimados con solución Ringer Lactada los cuales no presentaron esta alteración 28. Con el análisis de los estudios descritos se pueden obtener las siguientes conclusiones: • La acidosis metabólica hiperclorémica se presenta en pacientes reanimados con soluciones intravenosas no balanceadas • El impacto de la acidosis metabólica hiperclorémica en la sobrevida de estos pacientes aun no es claro, y se requiere de estudios con diseños metodológicos adecuados que muestren contundentemente el impacto de la acidosis metabólica hiperclorémica en la morbi-mortalidad OBJETIVO Determinar si la acidosis metabólica hiperclorémica causada por la reanimación con soluciones intravenosas no balanceadas en pacientes que ingresan a la unidad de cuidados intensivos puede predecir mortalidad. PACIENTES Y METODOS Se realizó un estudio prospectivo, observacional, analítico en todos los pacientes ingresados a la Unidad de Terapia Intensiva (UTI) del Hospital Central Sur de Alta Especialidad (HCSAE) del 1 de Abril al 31 de Octubre del 2005. El estudio fue aprobado por el comité de ética institucional. Se registraron datos demográficos y exámenes de laboratorio al momento del ingreso para cada paciente, los cuales incluyeron Biometría Hematica (BH), Química Sanguínea (QS): Glucosa [Glu], Urea y Creatinina [Cr]; Electrolitos Séricos (ES): Sodio [Na], Potasio [K], Cloro [Cl], Calcio [Ca], Magnesio [Mg] y Fósforo [P]; Pruebas de Funcionamiento Hepático (PFH): Bilirrubina Total (BT), Bilirrubina Directa (BD), Bilirrubina Indirecta (BI), Transaminasa Glutámico Oxalacetica (TGO), Transaminasa Glutámico Piruvica (TGP),Fosfatasa Alcalina (FA), Deshidrogenasa Láctica (DHL), Proteínas Totales (PT), Albúmina (Alb), Globulinas, Colesterol (Col), Triglicéridos (TGC) y Gasometría Arterial. Se les realizó el abordaje del equilibrio ácido base con las tres metodologías: Henderson-Hasselbalch, Siggaard-Andersen y Stewart. - Henderson-Hasselbalch: - Regla de Cinco - Siggaard-Andersen: - Diagrama de Siggaard-Andersen - Stewart: - SIDa - SIDe - SIG Se realizó análisis estadístico con SPSS 12.0. Las variables continuas se presentan como media (±DS), las variables categóricas como porcentajes. La sobrevida se analizó con Kaplan-Meier y la diferencia entre grupos con Long Rang RESULTADOS Un total de 149 pacientes fueron admitidos a la UTI del HCSAE en el periodo comprendido para el estudio. Los pacientes tuvieron una edad promedio de 53.93 (±18.239) años, 75 hombres (50.3%) y 74 mujeres (49.7%); 60 pacientes médicos 40.3%), 85 quirúrgicos, de los cuales 60 fueron electivos (40.3%) y 29 de urgencia 16.8%); 21 presentaron comorbilidades (2 cardiovascular, 2 respiratoria, 10 renal, 4 hepática y 3 inmunocompromiso); el estado al termino del estudio 44 muertos (29.5%) y 105 vivos (70.5%); la estancia promedio en la UTI fue de 5.44 (±5.250) días; el motivo del alta de UTI mejoría 116 (77.9%), defunción 32 (21.5) y máximo beneficio 1 (0.7%); los pacientes que recibieron reanimación con soluciones intravenosas fueron 75 (47.7%), los que no las recibieron 71 (50.3), las soluciones administradas y la cantidad de las mimas se muestran en la Tabla 5. De los 146 pacientes 46 (30.9%) presentaron sepsis como diagnóstico de ingreso. El peso, talla e índice de masa corporal en promedio fueron de 68.70 (±14.330) kg, 1.6174 (±0.10391) mts y 26.245 (±4.5131) respectivamente; la distribución de acuerdo al estado nutricional se muestra en la Tabla 6. El APACHE II y SOFA al ingreso promedio fue de 14.00 (±7.738) puntos y 5.48 (±3.835) puntos respectivamente. Los promedios, desviación estándar, mínimo y máximo de todas las variables continuas se muestran en la Tabla 7. Con el abordaje de Henderson-Hasselbalch y la Regla de Cinco se hicieron 11 diferentes diagnósticos los cuales se resumen en la Tabla 8. Noventa y tres pacientes presentaron acidosis metabólica de AG elevado. Con el abordaje de Siggaard-Andersen a 123 pacientes se les diagnosticó Acidosis Metabólica. La metodología de Stewart diagnosticó a 90 pacientes con acidosis metabólica, 25 con alcalosis metabólica y 19 normales; de los pacientes diagnosticados con acidosis metabólica por esta metodología 51 presentaron AMH (SIDa < 40 y Cl Corr > 112), el resto de los diagnósticos por esta metodología se muestran en la Tabla 9. No hubo diferencia estadísticamente significativa en este estudio en la sobrevida entre los pacientes con AMHC y sin AMH, datos que concuerdan con los estudios mencionados en los antecedentes, en donde como en este estudio, solo hay AMHC como epifenómeno sin que esto tenga relación directa con mortalidad. CONCLUSION La metodología tradicional del abordaje de las alteraciones del equilibrio ácido base no diagnóstica las alteraciones en pacientes críticamente enfermos debidas a reanimación con soluciones no balanceadas. La acidosis metabólica hiperclorémica no es un factor de mal pronóstico para la sobrevida entre los pacientes ingresados a la unidad de cuidados intensivos en este estudio, lo que confirma datos obtenidos por estudios anteriores en donde la AMHC sólo es un epifenómeno en pacientes críticamente enfermos.. El abordaje alterno a las alteraciones del equilibrio ácido base postulado por Peter Stewart tiene utilidad al diagnosticas alteraciones que otras metodologías no pueden diagnosticar, con la ventaje evidenciar el origen de la alteración y cuantificarla al mismo tiempo. ANEXOS Tabla 1. Relación entre [H+] y pH [H+] pH 20 7.699 30 7.523 36 7.444 40 7.398 44 7.357 50 7.301 60 7.222 70 7.155 80 7.097 90 7.046 100 7.000 Tabla 2. Sistemas de amortiguamiento Sistemas de Amortiguamiento Potencia Tiempo Plasmático ++ Inmediato Respiratorio ++++ 1 – 3 min Renal ++++++ 12 – 48 hrs Tabla 3. Clasificación de iones Cationes Aniones Fuertes Na+, K+, Ca++, Mg++ Cl- Tabla 4. Clasificación de las alteraciones AB de acuerdo al modelo de Stewart Acidosis Alcalosis I. Respiratoria ↑ pCO2 ↓ pCO2 II. No respiratoria 1. SID anormal a. Exceso/Déficit de agua ↓ SID ↓ [Na+] ↑ SID ↑ [Na+] b. Imbalance de iones fuertes i. Exceso/Déficit de Cl ↓ SID ↑ [Cl-] ↑ SID ↓ [Cl-] ii. Exceso de aniones no medidos ↓ SID ↑ [XA-] - - - - - - - - - - 2. Ácidos débiles no volátiles a. Albúmina ↑ [Alb] ↓ [Alb] b. Fósforo ↑ [P] ↓ [P] Tabla 5. Características cualitativas y cuantitativas de las soluciones intravenosas administradas No. de Pacientes Cantidad Administrada Hartmann 63 (42.3%) 945.97 (±1453.177) SS 0.9% 69 (46.3%) 1204 (±1662.280) Voluven 10% 56 (37.6%) 281.99 (±401.747) Tabla 6. Distribución de acuerdo al estado nutricional No. de Pacientes Estado Nutricional 5 Desnutrición 55 Normal 46 Sobrepeso 39 Obesidad Tabla 7. Estadística Descriptiva n Mínimo Máximo Media Desviación Estandar Edad 146 17 91 53.92 18.239 Sobrevida (Días) 44 1 62 10.14 14.189 Estancia en UTI (Días) 149 1 43 5.44 5.250 Estancia en Hospitalización (Días) 111 0 147 13.68 20.861 Horas de Cirugía 132 0 12 2.79 3.077 Horas de SIRS 92 0 36 1.12 4.755 Soluciones IV Administradas (ml) 146 0 12500 2821.84 3273.684 Hartmann (ml) 146 0 6000 945.97 1453.177 SS 0.9% (ml) 146 0 8500 1204.49 1662.280 Voluven 6% (ml) 146 0 1500 281.99 401.747 PG Administrados 145 0 6 .79 1.324 PFC Administrados 145 0 5 .41 .901 Sangrado (ml) 146 0 4700 555.34 893.272 Peso (kg) 146 36 110 68.70 14.330 Talla (mts) 145 1.42 1.85 1.6174 .10391 IMC 145 14.7 43.3 26.245 4.5131 APACHE II 149 1 45 14.00 7.738 SOFA 138 0 17 5.48 3.835 Na mEq/L 144 103 165 137.14 6.569 K mEq/L 144 2.2 10.0 3.965 .9325 Mg mg/dl 143 .9 3.4 1.801 .4265 Mg mmol/L 143 .4 8.0 .789 .6325 Mg mEq/L 143 .6 3.5 1.523 .3948 Cl mEq/L 143 68 136 108.14 7.483 Cl corregido 143 82.1 122.1 110.372 5.2381 Ca mg/dl 136 5.2 11.5 7.699 1.1005 Ca mmol/L 136 .8 2.9 1.915 .3226 Ca mEq/L 136 1.6 5.8 3.810 .6538 P mg/dl 142 .8 8.5 3.335 1.3456 P mmol/L 142 .3 3.9 1.138 .5256 P mEq/L 142 .3 3.9 1.146 .5316 pH 143 6.965 7.525 7.33068 .113098 pCO2 143 6.8 127.0 32.091 13.5009 HCO3- 143 2.8 43.1 16.591 4.8595 BE efc 143 -26.2 14.2 -9.469 5.6957 BE ecf corregido para Aniones no Medidos 139 -32.7 42.5 -10.790 9.0839 pO2 141 28.4 371.5 141.405 86.8254 SatO2% 142 37.0 99.9 94.130 9.8370 Albúmina mg/dl 142 .8 4.1 2.132 .6994 AG 139 -.3 29.2 12.342 5.6258 AG corregido con Albúmina 139 4.5 34.5 17.070 5.3526 SID aparente 134 28.0 69.7 38.393 5.3949 SID efectivo 138 9.8 67.3 24.318 6.2198 SIG 128 2.4 32.2 13.938 5.5166 Tabla 8. Alteraciones del equilibrio AB por Henderson-Hasselbalch Alteración AB No. de Pacientes Acidosis Metabólica + Acidosis Respiratoria 49 Acidosis Respiratoria + Acidosis Metabólica 10 Alcalosis Respiratoria + Acidosis Metabólica 22 Acidosis Metabólica 39 Acidosis Respiratoria 1 Acidosis Metabólica + Alcalosis Respiratoria 12 Alcalosis Respiratoria 4 Alcalosis Respiratoria + Alcalosis Metabólica 1 Acidosis Respiratoria + Alcalosis Respiratoria 1 Alcalosis Metabólica + Acidosis Respiratoria 3 Normal 1 Tabla 9. Alteraciones AB Diagnosticadas por la Metodología de Stewart Acidosis Normal Alcalosis I. Respiratoria ↑ pCO2 ↓ pCO29 31 103 II. No respiratoria 1. SID anormal a. Exceso/Déficit de agua ↓ SID ↓ [Na+] ↑ SID ↑ [Na+] 49 83 2 b. Imbalance de iones fuertes i. Exceso/Déficit de Cl ↓ SID ↑ [Cl-] ↑ SID ↓ [Cl-] 51 79 4 ii. Exceso de aniones no medidos ↓ SID ↑ [XA-] - - - - - - - - - - 58 2. Ácidos débiles no volátiles a. Albúmina ↑ [Alb] ↓ [Alb] 0 140 b. Fósforo ↑ [P] ↓ [P] 10 0 Na+ HCO3- Na+ HCO3- + H+ H+ ac H2CO3 H2O + CO2 H2CO3 ac Lumen H2O + CO2 3Na+ 2K+ HCO3- HCO3- Sangre Figura 1. Reabsorción de HCO3- filtrado en el túbulo contorneado proximal HPO42- + H+ H+ ac H2PO4- Excretado H2CO3 Lumen H2O + CO2 HCO3- Sangre Figura 2. Excreción de acidez titulable urinaria, conversión de fosfato monohidrogenado a dihidrogenado H+ H+ ac NH3 Excretado H2CO3 Lumen H2O + CO2 HCO3- Sangre Figura 3. Excreción de amonio NH3 Glutamato glutaminasa Glutamina NH4 H+ H+ ac NH3 Excretado H2CO3 Lumen H2O + CO2 HCO3- Sangre Figura 3. Excreción de amonio NH3 Glutamato glutaminasa Glutamina NH4 ÁÁrreeaa NNoorrmmaall ppHH [[HH++]] nnaannoo mmooll//LL AAllccaalloossiiss NNoorrmmaall AAcciiddoossiiss ppCCOO22 mmmm HHgg kkPPaa HHiippeerrccaappnniiaa NNoorrmmaall HHiippooccaappnniiaa EExxcceessoo AAgguuddoo ddee HH++ HHCCOO33-- EExxcceessoo CCrróónniiccoo ddee HH++ HHiippooccaappnniiaa ´́CCrróónniiccaa HHiippooccaappnniiaa AAgguuddaa HHiippeerrccaappnniiaa AAgguuddaa HHiippeerrccaappnniiaa CCrróónniiccaa DDeeffiicciitt CCrróónniiccoo ddee HH++ Figura 4. Diagrama de Siggaard-Andersen para el diagnóstico del desequilibrio ácido base SIG HCO3- CO2-3 A- Lactat Cl-Na+ Mg++ Ca++ K+160 140 120 100 80 60 40 20 0 SIDa SIDe Figura 5. Esquema de Gamble NNaa++ == 114400 CCll-- == 111100 SSIIDD == 3300 OOHH-- == 3300 NNaa++ == 115544 CCll-- == 115544 SSIIDD == 00 OOHH-- == 00 ++ NNaa++ 114400++115544//22 == 114477 CCll-- 111100++115544//22 == 113322 SSIIDD == 1155 OOHH-- == 1155 PPllaassmmaa ++ SSSS 00..99%% Figura 6. Abordaje de la Acidosis Hiperclorémica en base al modelo de Stewart BIBLIOGRAFIA 1. DuBose TD Jr. Acid-Base Disorders Chapter 20 in Brenner and Rector's The Kidney 7th Ed.-2004 2. Paroutis P, Touret N, Grinstein S. The pH of the Secretory Pathway: Measurement, Determinants, and Regulation. Physiology 2004;19:207-15 3. Koeppen BM. Renal Regulation of Acid-Base Balance. Adv Physiol Educ 1998;20:132-41 4. McNamara J, Worthley LIG. Acid-Base Balance: Part I. Physiology. Crit Care Resusc 2001;3:181:87 5. Whittier WL, Rutecki GW. Primer on clinical acid-base problem solving. Dis Month 2004;50:117-62 6. Siggaard-Andersen O. Acid-Base Balance. Encyclopedia of Respiratory Medicine. 2005:1-6 7. Siggaard-Andersen O, Fogh-Andersen N. Base excess of buffer base (strong ion difference) as measure of a non-respiratory acid-base disturbance. Acta Anaesthesiol Scand 1995(Suppl. 106):123-8 8. Kofstad J. 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