Conceptos básicos de las interacciones corazón-pulmón durante la ventilación mecánica
Este capítulo se centra en el impacto de la administración de líquidos y la ventilación en la hemodinámica de los pacientes críticos. Se enfatiza la importancia de determinar la capacidad de respuesta a los líquidos antes de administrarlos para evitar la sobrecarga de volumen, que puede aumentar la morbilidad y la mortalidad. Los parámetros para predecir la capacidad de respuesta a los líquidos se basan en las variaciones cíclicas de la respiración en el llenado cardíaco y requieren una comprensión de las interacciones corazón-pulmón. El capítulo analiza los fundamentos de la fisiología respiratoria y cardiocirculatoria, incluidos los dos componentes del sistema cardiovascular (el circuito y la bomba), y cómo se ven afectados por la presión transmural. Se discutirán las diferentes herramientas de monitorización hemodinámica funcional con sus indicaciones y limitaciones. Una comprensión profunda de los efectos de la ventilación espontánea y con presión positiva sobre el sistema cardiovascular es importante para anticipar y predecir los efectos hemodinámicos después de la administración de líquidos y desarrollar estrategias para evitar o tratar las complicaciones relacionadas con la infusión de líquidos.
Introducción
Una comprensión profunda de la ventilación y sus efectos sobre la hemodinámica de los pacientes críticos constituye una parte integral del manejo de pacientes en unidades de cuidados intensivos. Las interacciones cardiopulmonares en pacientes ventilados y no ventilados pueden afectar la hemodinámica, lo que puede conducir a una disminución del suministro de oxígeno a los tejidos y a disfunciones orgánicas, contribuyendo así a la morbilidad y la mortalidad. Por lo tanto, una comprensión profunda de los efectos de la ventilación espontánea y con presión positiva sobre el sistema cardiovascular nos ayuda a comprender mejor las perturbaciones hemodinámicas y a manejarlas adecuadamente.
El objetivo principal de la administración de líquidos es aumentar la precarga y, mejorar el gasto cardíaco y el suministro de oxígeno. Si bien existe consenso sobre el uso del desafío de líquidos para evaluar la capacidad de respuesta a la precarga, el tipo de líquido, la extensión y la velocidad de administración, y los objetivos hemodinámicos deben estandarizarse en la práctica clínica. A veces, el desafío de líquidos es peligroso y conduce a una sobrecarga de volumen en los que no responden. La evidencia creciente sugiere que la administración excesiva de líquidos está asociada con un aumento de la mortalidad. La necesidad y la capacidad de respuesta a los líquidos deben evaluarse antes de la administración de líquidos para evitar la sobrecarga de volumen y sus complicaciones.
Diferenciar a los que responden a los líquidos de los que no responden es esencial para determinar la eficacia de la terapia y evitar los efectos perjudiciales de la sobrecarga de volumen. Por esta razón, se han utilizado varios parámetros estáticos y dinámicos en pacientes críticos para predecir la capacidad de respuesta al volumen. Estos parámetros tienen diversos grados de precisión y deficiencias en varios grupos de pacientes. Todos estos parámetros se basan en el impacto de las variaciones cíclicas causadas por la respiración en el llenado cardíaco y, por lo tanto, requieren una comprensión profunda de las interacciones corazón-pulmón.
Conceptos básicos de la fisiología respiratoria y cardiocirculatoria
El sistema cardiovascular consta principalmente de dos componentes: el circuito y la bomba. El circuito contiene vasos de resistencia arterial y capacitancia venosa. Las arterias y arteriolas son los vasos de resistencia que tienen músculos lisos responsables de controlar la resistencia al flujo sanguíneo cambiando el calibre. Las vénulas y las venas son vasos de capacitancia que contienen al menos el 70% del volumen sanguíneo circulante y no contribuyen de manera importante a la resistencia. La bomba está constituida por los ventrículos derecho e izquierdo, encerrados por el pericardio. Los ventrículos trabajan en paralelo pero bombean en serie y están conectados entre sí a través de la circulación pulmonar.
Tanto el corazón como los pulmones circundantes están encerrados dentro de la pared torácica rígida, creando un efecto de cámara dentro de una cámara. Por lo tanto, los cambios fásicos en la presión pleural durante el ciclo respiratorio afectarán el sistema de presión de las cámaras cardíacas e influirán en el gradiente para el retorno venoso, la precarga y la poscarga.
La bomba
El trabajo de bombeo del corazón es mantener un gasto cardíaco adecuado y óptimo. El gasto cardíaco está determinado por la frecuencia cardíaca y el volumen sistólico. El volumen sistólico es la cantidad de sangre expulsada del ventrículo izquierdo (VI) a la circulación sistémica con cada latido del corazón. Promediado durante varios segundos a minutos, el volumen sistólico del VI es igual al volumen sistólico del ventrículo derecho. La precarga del VI, la contractilidad miocárdica y la poscarga son los principales determinantes del volumen sistólico.
Retorno venoso y precarga ventricular
La fisiología cardiocirculatoria y las interacciones corazón-pulmón se pueden comprender mejor si nos familiarizamos con los determinantes del retorno venoso y el funcionamiento del ventrículo derecho. Del volumen sanguíneo total, solo alrededor del 15% ejerce presión, y se dice que el resto es "volumen no estresado", que teóricamente no ejerce presión (o una presión mínima) sobre las paredes de los vasos. Por lo tanto, el volumen no estresado es el volumen sanguíneo que reside en los vasos a una presión transmural (P TM ) cercana a cero, o presión de distensión. El volumen sanguíneo adicional por encima del volumen no estresado que genera P TM positiva se denomina volumen estresado.
Poscarga ventricular
La poscarga se define como la fuerza que se opone a la eyección ventricular de sangre. La poscarga se puede abordar evaluando la tensión de la pared ventricular o la resistencia vascular y la impedancia. Ahora discutiremos ambos ventrículos por separado, dada su masa muscular, posición y orientación relativamente diferentes.
Interdependencia ventricular
El VI y el VD funcionan como bombas en serie conectadas por la vasculatura pulmonar y sistémica. A través de su sincronización eléctrica y mecánica, trabajan en paralelo dentro de los confines del pericardio. Debido al tabique interventricular compartido y las restricciones pericárdicas, la presión diastólica de un ventrículo afecta directamente el llenado diastólico del otro, y este fenómeno se llama dependencia interventricular.
Interacciones corazón-pulmón: aplicación clínica
La compleja interacción de la fisiología cardiopulmonar hace que las interacciones corazón-pulmón en un paciente ventilado sean muy importantes, ya que la ventilación mecánica puede provocar inestabilidad cardiovascular. La comprensión de las interacciones corazón-pulmón ofrece posibilidades para predecir alteraciones hemodinámicas y decidir las modalidades de tratamiento adecuadas, especialmente para guiar la expansión del volumen, dentro del marco de la monitorización hemodinámica funcional.
Concepto de capacidad de respuesta a los líquidos
La depleción de líquidos o la hipovolemia es a menudo la causa principal o contribuyente de la insuficiencia circulatoria aguda, excepto en los casos de shock cardiogénico. En las unidades de cuidados intensivos (UCI), la decisión sobre la expansión del volumen es frecuente y muchas veces bastante desafiante. La administración de líquidos provocará un aumento del gasto cardíaco solo si los ventrículos operan en la porción ascendente (empinada) de la curva de Frank Starling. Si la precarga de los ventrículos opera en la porción plana de la curva de Frank Starling, la expansión del volumen solo puede ejercer efectos adversos sin aumentar el gasto cardíaco ni ningún beneficio hemodinámico.
Indicadores dinámicos de la capacidad de respuesta a los líquidos
El bajo rendimiento de los parámetros estáticos ha allanado el camino para el desarrollo de parámetros dinámicos basados en la interacción corazón-pulmón para predecir la capacidad de respuesta a los líquidos. Se ha demostrado que los índices dinámicos reducen la carga de líquidos innecesaria y las posibles complicaciones de la sobrecarga de volumen. Los índices dinámicos basados en las interacciones corazón-pulmón se clasifican en dos amplias categorías.
Evaluación invasiva de los cambios respiratorios en el volumen sistólico del VI
(a) Variación del volumen sistólico con la respiración
(b) Variación de la presión del pulso con la respiración
(c) Variación de la presión sistólica con la respiración
Evaluación no invasiva de los cambios respiratorios en el volumen sistólico del VI
(a) Ecocardiografía Doppler para medir los cambios en el volumen sistólico del VI (VTI) con la respiración
(b) Evaluación ecocardiográfica de la vena cava
(c) Estimación de MSFP con maniobras del ventilador
(d) Variación de la presión del pulso con fotopletismografía infrarroja de respiración acoplada a la técnica de pinza de volumen
Otras interacciones clínicas clínicamente significativas
Al destetar a un paciente ventilado, la transferencia abrupta de la ventilación mecánica a la respiración espontánea conduce a un aumento de la precarga y la poscarga del VI. En un paciente con función del VI comprometida, esto podría precipitar una insuficiencia cardíaca del lado izquierdo y edema pulmonar cardiogénico que conduzca a la falla del destete. De manera similar, un paciente que presenta dificultad respiratoria debido a edema pulmonar cardiogénico podría beneficiarse enormemente de una prueba de CPAP, debido a la clara ventaja de la presión positiva para disminuir tanto la precarga como la poscarga.
Cambios cardiopulmonares en la posición prona
El posicionamiento prono ha surgido como una terapia prometedora para pacientes con SDRA con hipoxemia refractaria. Colocar a un paciente en decúbito prono tiene implicaciones importantes tanto para el retorno venoso como para la función del VD.
Durante la ventilación en decúbito prono, hay un aumento de la presión intraabdominal que conduce a un aumento del volumen sanguíneo central debido al desplazamiento de la sangre desde el esplácnico hacia la circulación torácica, lo que puede inducir el reclutamiento de la microvasculatura pulmonar, un aumento de la presión capilar pulmonar en cuña y una reducción de la RVP y la poscarga del VD. Cabe señalar que la mejora del retorno venoso solo se realizará en ausencia de un aumento simultáneo de la resistencia al retorno venoso. Por lo tanto, se debe prestar especial atención al estado del volumen del paciente antes de iniciar la posición prona.
Conclusión
La comprensión de las interacciones corazón-pulmón es fundamental para el manejo de pacientes críticos, especialmente aquellos que reciben ventilación mecánica. Al comprender los conceptos básicos de la fisiología cardiopulmonar y las herramientas de monitorización hemodinámica funcional, los médicos pueden optimizar la administración de líquidos y la ventilación para mejorar los resultados del paciente. Tener en cuenta las limitaciones de las diversas técnicas de monitorización y considerar los factores específicos del paciente al tomar decisiones sobre la administración de líquidos.