Consumo de oxígeno en hipotermia, durante circulación extracorpórea, en cirugías de niños con cardiopatías congénitas complejas en Canarias: perfiles cinéticos e implicaciones fisiológicas

! I! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! A mi Madre, a quien debo todo lo que soy. A Aura y Jorge, por su incondicional apoyo, ayuda y estímulo A José María Brito Pérez, mi maestro; precursor de la Cirugía Cardíaca Infantil en España y Europa, quien sembró en mi, la idea sobre la cuál se desarrolló este trabajo. ! II! ! ! ! ! ! III! AGRADECIMIENTOS! ! ! Al Dr. Cipriano Abad Vázquez, Director de mi Tesis Doctoral , por su permanente orientación y ayuda durante esta investigación. ! Al Profesor Angelo Santana del Pino, del departamento de Matemáticas de la ULPGC, por su gran colaboración y excelente asesoría. A Alonso Alonso Rodríguez, uno de los decanos de la perfusión pediátrica en España, quien me introdujo con paciencia y audacia en el interés por el soporte técnico-fisiológico de la máquina de corazón pulmón. A María Josefa Suárez Mancera y a Sonia Peñate Moreno, perfusionistas del hospital materno Infantil de Las Palmas de GC, por su permanente ayuda y colaboración en los registros durante la circulación extracorpórea, necesarios para este trabajo. A todos y cada uno de mis profesores, alumnos, y pacientes, que han sido soportes definitivos para esta investigación. ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! IV! ! ! ! ! ! ! ! V! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! !CONTENIDO ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! VI! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! VII! CONTENIDO !!!!!!!!!!PÁGINA 1. RESUMEN ....................................................................................................... 1! 2. INTRODUCCIÓN ............................................................................................. 5! 2.1 Hipótesis de trabajo!.............................................................................................................................!10! 3. MARCO TEÓRICO ........................................................................................ 11! 3.1 Consumo de Oxígeno ( VO2 )!......................................................................................................!13! 3.1.1 Desarrollo Filogenético y Ontogenético Cardíacos según el consumo de oxígeno!..........................................................................................................................................................!13! 3.1.2!!Producción!de!calor!y!regulación!de!la!temperatura!.....................................................!14! 3.1.3.!Intercambio!de!calor!....................................................................................................................!15! 3.1.3.1.!Radiación!..................................................................................................................................................!15! 3.1.3.2.!Conducción!...............................................................................................................................................!16! 3.1.3.3. Convección!............................................................................................................................................!17! 3.1.4 Velocidades de Reacciones químicas y Q10!................................................................!18! 3.1.5 Ratas metabólicas basales!.....................................................................................................!19! 3.1.5.1. Ratas metabólicas por peso específico!..................................................................................!21! 3.1.6. Cuantificación y relaciones químicas de los determinantes del Consumo de oxígeno!..........................................................................................................................................................!23! 3.1.7. Transporte de oxígeno en la sangre!................................................................................!26! 3.1.8. Transporte del dióxido de carbono en la sangre y poder amortiguador de la Reducción de la HbO2!......................................................................................................................!29! 3.1.9. Presión parcial de oxígeno de la sangre venosa y gasto cardíaco!..................!31! 3.1.10. Desarrollo de la suplencia energética del miocardio.!...........................................!32! 3.1.11. Metabolismo y producción de energía por la célula.!.............................................!33! 3.1.12. Reducción de la demanda miocárdica de oxígeno: Hipotermia!......................!35! 3.1.12. 1. Consumo de oxígeno del tejido cardíaco e hipotermia!..............................................!35! 3.1.12. 2. Relación entre el consumo de oxígeno y la temperatura!.........................................!36! 3.1.12.3. Consumo de oxígeno experimental en hipotermia en tejidos aislados!.............!38! 3.1.12.4. Consumo de oxígeno total del cuerpo!..................................................................................!38! 3.1.12.5. Elección del nivel de hipotermia!..............................................................................................!42! 3.1.13.Tasa de flujo o caudal durante la circulación extracorpórea : Q!......................!43! 3.1.13.1. Consecuencias y Cálculo del consumo de oxígeno (VO2) durante la circulación extracorpórea en hipotermia!..................................................................................................!46! 3.1.13.2. Consumo de oxígeno cardíaco durante circulación extracorpórea!......................!48! e hipotermia!............................................................................................................................................................!48! ! 2! ! ! 3! Noventa (90) niños con cardiopatías congénitas complejas, con peso en Kg. y superficie corporal en 𝑚! , con (mediana-percentil q 2.5 y q 97.5valor mínimo y máximo (8.95 5.102 17.62 2.3 59.7) y (0.415 q2.5 0.2675 q97.5 0.7425 0.13 1.73) respectivamente, fueron sometidos a cirugía bajo circulación extracorpórea CEC, e hipotermia Hp, durante un período de 8 años en el Servicio de Cirugía Cardíaca Infantil del Hospital Materno-Infantil de Las Palmas de GC. Durante la CEC e Hp se valoró el consumo de oxígeno, 𝑽𝑶𝟐, Vs temperatura TºC para definir los perfiles cinéticos de la relación, !!∆!!"! ∆!º!!, y explorar probables implicaciones fisiológicas de interés. Simultáneamente, se midieron otras variables relacionadas del equilibrio ácidobásico y electrolítico, (𝑝𝐻!,𝐻𝐶𝑂! !,𝐵𝐸,𝐾!), del transporte de oxígeno y dióxido de carbono, saturación de hemoglobina por el oxígeno, hemoglobina y hematocrito , (𝑃𝑂!,𝑃𝐶𝑂!,𝑆𝑂!,𝐻𝑏, 𝐻𝑡! ), tanto en el lado “arterial” como en el “venoso”, del circuito de CEC. Todas las variables medidas fueron agrupadas en valores promedio +/- desviación estándar, cuando la distribución fue normal, y en medianapercentiles (2,5 y 97,5), valores mínimo y máximo cuando la distribución no fue normal, y para cada variable se graficó el histograma de frecuencia correspondiente. La normalidad se ha contrastado mediante el test de ShapiroWilk. La relación entre el (!𝑉𝑂!)!! como variable dependiente y la TºC corporal como variable independiente !!∆!!"! ∆!º!!,se analizó como un modelo lineal de efectos mixtos, con el 𝑉𝑂! y el tamaño (peso en Kg. y superficie corporal en 𝑚! ) y la TºC expresados en sus escalas normales, o con el 𝑉𝑂!! en escala logarítmica para verificar el ajuste de la linealidad. ! 4! Una vez demostrados los diferentes perfiles cinéticos individuales de la relación !!∆!!"! ∆!º!!!!!!!se analizó esta mediante un modelo lineal de efectos mixtos incluyendo el tamaño ( 𝑝𝑒𝑠𝑜! ! !!−!!𝑠𝑢𝑝𝑒𝑟𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒 ! !)!!!!! para normalizar el 𝑉𝑂!! de cada niño, representando en el plano cartesiano todos los valores de todos los casos para finalmente proponer dos modelos matemáticos generales de dicha relación normalizada de tamaño. En resumen se puede afirmar que: 1. Los perfiles cinéticos de la relación !!∆!!"! ∆!º!!!!!!! son individuales y diferentes en cada caso, aunque con una tendencia de proporcionalidad directa, pero con velocidades de cambio (pendiente o derivada) diferentes. 2. Los modelos matemáticos generales propuestos agrupando los datos de todos los casos y normalizando el 𝑽𝑶𝟐 al tamaño (peso-superficie corporal) ofrecen una mejor aproximación predecible de la relación !!∆!!"! ∆!º!!!!!!!durante la CEC e Hp, para un universo de casos semejantes. 3. Las PO2 arteriales son altas y aunque aseguran saturaciones de HbO2 del 100%, pudieran además ser tóxicas y origen de probables microembolismos por microburbujas. Se debe investigar el valor de la mínima PO2 arterial que garantice adecuada saturación de la hemoglobina y gradiente intermembrana en el oxigenador para asegurar la difusión adecuada del gas y disminuir la toxicidad del oxígeno y el peligro potencial de embolismo gaseoso. ! ! 5! 2. INTRODUCCIÓN ! 6! ! 7! Por cada 1000 niños nacidos vivos, hay 8 casos de cardiopatías congénitas . En España nacen al año 5000 niños con algún tipo de cardiopatía, y alrededor de 2000 son operados al año, y unos 6500 en Europa (1) . La gran mayoría de estos niños necesitan cirugía correctora o paliativa en edades muy cercanas al nacimiento para poder sobrevivir. Uno de los avances mas espectaculares de la medicina en las últimas décadas, lo constituye el diagnóstico y tratamiento de las cardiopatías congénitas, entre los cuales la cirugía constituye el eje central de tratamiento. Durante la cirugía de los niños con cardiopatías congénitas complejas (NCCC ), en la mayoría de los casos, es necesario reemplazar la función del corazón ( que impulsa la sangre a los diferentes tejidos ) , y el pulmón ( que permite el intercambio de oxigeno y dióxido de carbono ) , por un dispositivo conocido como máquina de corazón-pulmón. A la técnica mediante la cual se realiza dicho reemplazo, se conoce como circulación extracorpórea ( CEC ), y se define como un procedimiento que consiste en mantener la perfusión de sangre oxigenada a los órganos y tejidos mediante una bomba y un sistema de oxigenación externo ( 2 ) . En la CEC, se emplean además otros recursos técnicos para ayudar a proteger el corazón y el organismo: cardioplejia ( que permite parar el corazón ) drenaje venoso asistido ( que ayuda al retorno venoso y despeja el campo quirúrgico de sangre, mejorando la visualización ) hemodilución, hemofiltración ( para retirar excesos de líquidos y liberar productos pro inflamatorios como las interleukinas ) , recuperador de células sanguíneas ( que permite ahorro de sangre y hemoderivados), circuitos de CEC ajustados a peso y talla para disminuir la hemodilución, circuitos de CEC biocompatibles, monitorización permanente de gases en línea (para saber en cada momento el estado acido-básico, las presiones de oxígeno y dióxido de carbono, la temperatura, el consumo de oxígeno, el hematocrito, la concentración de hemoglobina, tanto en el lado arterial como en el venoso de los circuitos de CEC . Como un método especial de protección de los órganos durante la CEC ! 8! se usa la hipotermia , estado en el cual la temperatura corporal disminuye por debajo del valor normal , es decir 37 grados Celsius (ºC ) ( 3 ) Biguelow en Toronto ( 4 ) , logró demostrar que la hipotermia reduce las necesidades de oxígeno del organismo . Con todos los recursos mencionados, se logra una importante disminución de la morbimortalidad durante la CEC en la corrección de niños con cardiopatías congénitas complejas (NCCC). La hipotermia se clasifica según la temperatura en : Leve ( TºC entre 37-32 ) , Moderada ( TºC entre 32-26 ), Profunda ( TºC entre 26-20 ) ( 5 ) . Todas las reacciones químicas que suceden en cada célula entre los nutrientes y el oxígeno que les aporta la sangre, para los procesos de síntesis (anabolismo ) o degradación ( catabolismo ), permiten controlar la tendencia al desorden , según la segunda ley de la termodinámica. Dichas reacciones se realizan más eficazmente en temperaturas determinadas , por debajo de las cuales sus velocidades de reacción son mas lentas y por lo tanto la energía producida, el trabajo realizado y la cantidad de nutrientes metabolizados y de oxígeno consumido y el dióxido de carbono producidos son menores. Como el combustible necesario para el principal metabolismo en el humano ( aeróbico ) es el oxígeno, cuantificar la cantidad de este gas utilizado (consumo de oxígeno 𝑉𝑂! ) es una manera de evaluar el ritmo del metabolismo, sus cambios a diferentes temperaturas, la energía producida, y cómo se invierte dicha energía según las necesidades del organismo. El 𝑉𝑂!, definido como la cantidad de mililitros de oxígeno consumidos por kilogramo y por minuto (𝑚𝑙𝑂!.𝐾𝑔!.𝑚𝑖𝑛) o mililitros de oxígeno por metro ! 9! cuadrado de superficie corporal y por minuto ( 𝑚𝑙!𝑂!!.𝑚!!.𝑚𝑖𝑛), se calcula a partir del gasto cardiaco ( GC ) y de la diferencia arteriovenosa ( brazo arterial y venoso de los circuitos de CEC ) de oxígeno en la sangre: !𝐴−𝑉!𝑂!! 𝑽𝑶𝟐=𝑮𝑪!(!𝑨−𝑽!)𝑶𝟐 Tanto el gasto cardiaco, como la diferencia arteriovenosa de oxigeno en el caso de la CEC están controlados por el/la perfusionista, según valores predeterminados para cada paciente según su peso y superficie corporal, temperatura y necesidades de flujo puntuales durante la cirugía. Normalmente se intenta mantener una presión arterial ideal en mmHg, según los datos antropométricos de cada paciente. La experiencia durante la cirugía de niños con cardiopatías congénitas ( NCC ) durante mas de 30 años, sugiere que seguramente por múltiples razones, los diferentes índices de perfusión prefijadas desde la máquina de corazón pulmón, no son siempre consistentes. De hecho, dependiendo de las necesidades del campo operatorio, de la dificultad técnica, de las particulares condiciones de vasoconstricción y/o vasodilatación de cada caso, en cada momento o de la temperatura, se pueden hacer cambios en los índices mencionados, lo cual sugiere que el comportamiento de la relación entre el !!!!𝑉𝑂!!!!𝑦!!!𝑙𝑎!!𝑇º𝐶! guarda un patrón cinético, particularizado, y con probables implicaciones fisiológicas importantes a considerar. Confirmar mediante la investigación rigurosa como es la relación minuto a minuto entre el 𝑉𝑂!!!! y la TºC, puede arrojar luz sobre esta hipótesis y además de demostrar los diferentes patrones cinéticos en cada paciente, deducir una relación de comportamiento general entre !!∆!!"! ∆!º!!, que particularizada puede ser de gran utilidad. ! 10! 2.1 Hipótesis de trabajo La hipótesis de trabajo es intentar demostrar que existen diferentes patrones cinéticos de la relación Consumo de oxígeno !𝑉𝑂!!!!𝑦!!!𝑙𝑎!!𝑇º𝐶 !!∆!!"! ∆!º!!, durante la CEC en cirugías de niños con cardiopatías congénitas complejas (NCCC), haciendo un registro intraoperatorio en el Servicio de Cirugía Cardiaca Infantil del Hospital Materno Infantil de Las Palmas de GC, durante 8 años, midiendo durante la CEC en intervalos de 2-3 minutos el !𝑉𝑂!!!!𝑦!!!𝑙𝑎!!𝑇º𝐶!, además de otras variables, y mediante procedimientos de tratamiento estadístico y matemático, registrar las diferentes curvas de dicha relación, sus pendientes como expresión de la velocidad de cambio entre!!!𝑉𝑂!!!!𝑦!!!𝑙𝑎!!𝑇º𝐶 , el patrón de las ecuaciones que definen cada caso y posteriormente diseñar un modelo de comportamiento general, que además considere las características de cada caso individualmente y/o variables adicionales . Dependiendo de los resultados, poder hacer sugerencias con implicaciones fisiológicas importantes durante la CEC e hipotermia, en el manejo quirúrgico de NCCC, como un aporte novedoso al conocimiento en este campo. ! 11! 3. MARCO TEÓRICO ! 18! 𝑃é𝑟𝑑𝑖𝑑𝑎!𝑑𝑒!𝑐𝑎𝑙𝑜𝑟=𝐶𝑎𝑙𝑜𝑟!𝑔𝑎𝑛𝑎𝑑𝑜 =!𝐻!!!+−! !𝐻!! !+−!!𝐻!!!+−!!𝐻! donde: 𝐻!=𝑃𝑟𝑜𝑑𝑢𝑐𝑐𝑖ó𝑛!𝑑𝑒!𝑐𝑎𝑙𝑜𝑟!𝑝𝑜𝑟!𝑒𝑙!𝑚𝑒𝑡𝑎𝑏𝑜𝑙𝑖𝑠𝑚𝑜 𝐻!=𝐺𝑎𝑛𝑎𝑛𝑐𝑖𝑎!𝑜!𝑝é𝑟𝑑𝑖𝑑𝑎!𝑑𝑒!𝑐𝑎𝑙𝑜𝑟!𝑝𝑜𝑟!𝑟𝑎𝑑𝑖𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝐻!=𝐺𝑎𝑛𝑎𝑛𝑐𝑖𝑎!𝑜!𝑝é𝑟𝑑𝑖𝑑𝑎!𝑑𝑒!𝑐𝑎𝑙𝑜𝑟!𝑝𝑜𝑟!𝑐𝑜𝑛𝑑𝑐𝑐𝑖ó𝑛!𝑜!𝑐𝑜𝑛𝑣𝑒𝑐𝑐𝑖ó𝑛! 𝐻!=𝐺𝑎𝑛𝑎𝑛𝑐𝑖𝑎!𝑜!𝑝é𝑟𝑑𝑖𝑑𝑎!𝑑𝑒!𝑐𝑎𝑙𝑜𝑟!𝑝𝑜𝑟!𝑐𝑎𝑚𝑏𝑖𝑜𝑠!𝑒𝑛!𝑒𝑙!𝑒𝑠𝑡𝑎𝑑𝑜!𝑑𝑒𝑙!𝑎𝑔𝑢𝑎 El valor de 𝐻! siempre es positivo, pero los valores de los otros componentes pueden ser positivos o negativos dependiendo de muchos factores y temperaturas que pueden influenciar la pérdida o ganancia de agua (6) . % 3.1.4 Velocidades de Reacciones químicas y 𝑸𝟏𝟎 Aunque es cierto que la velocidad de las reacciones químicas guardan cierta proporcionalidad directa con la temperatura, es también cierto que cuando las reacciones se inician a diferentes temperaturas, la velocidad de la reacción no cambia en la misma forma que lo hace la temperatura. Si una reacción se inicia a 10ºC, y tiene una rata de cambio de 2, a una temperatura de inicio de 20ºC su rata de cambio puede ser 4, etc. (7), así entonces un cambio de temperatura de 10ºC, conlleva un cambio de la velocidad de 2, y a éste valor de cambio de la velocidad de la reacción ( en este caso 2 ) , por cada 10ºC de cambio de la temperatura se denomina: 𝐶𝑜𝑒𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒!𝑑𝑒!𝑡𝑒𝑚𝑝𝑒𝑟𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎!𝑜!𝑄!" . La mayoría de los procesos biológicos tiene un 𝑄!"!!alrededor de 2 (7 ) , aunque pueden variar algo. La relación entre la temperatura y la rata de cambio de la reacción es de carácter exponencial !!!𝑦=𝑎𝑒!"!. Si se conoce la rata de cambio a una determinada temperatura, y se conoce el 𝑄!" , entonces la rata de cambio de la reacción a una nueva temperatura será: ! 19! 𝑅!=!𝑅!!𝑄!" (! !!! !!) !" donde: 𝑅!=𝑁𝑢𝑒𝑣𝑎!𝑟𝑎𝑡𝑎!𝑑𝑒!𝑐𝑎𝑚𝑏𝑖𝑜!𝑎!𝑙𝑎!𝑡𝑒𝑚𝑒𝑝𝑒𝑟𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎!𝑇 ! 𝑅!=𝑅𝑎𝑡𝑎!𝑑𝑒!𝑐𝑎𝑚𝑏𝑖𝑜!𝑐𝑜𝑛𝑜𝑐𝑖𝑑𝑎!𝑎!𝑙𝑎!𝑇 ! 𝑄!" =𝐶𝑜𝑒𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒!𝑑𝑒!𝑡𝑒𝑚𝑝𝑒𝑟𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎!𝑝𝑎𝑟𝑎!𝑙𝑎!𝑟𝑒𝑎𝑐𝑐𝑖ó𝑛 Los biólogos han usado el Coeficiente de temperatura !𝑸𝟏𝟎, para describir una serie de efectos de la temperatura para diferentes velocidades de reacción entre substrato y enzima. El físico Arrhenius, describió la ecuación que relaciona la rata de las reacciones y la temperatura ( 8 ) . Esta depende de la temperatura y de la constante R, (constante universal de los gases); de e, base de los logaritmos naturales y para una determinada reacción, 𝜇!(!𝑙𝑎!𝑒𝑛𝑒𝑟𝑔í𝑎!𝑑𝑒!𝑎𝑐𝑡𝑖𝑣𝑎𝑐𝑖ó𝑛!𝑝𝑎𝑟𝑎!𝑢𝑛𝑎!𝑟𝑒𝑎𝑐𝑐𝑖ó𝑛)!, y aunque el 𝑄!" no varía en forma estrecha con los factores anteriores, si lo hace de tal forma que los biólogos lo pueden utilizar como descriptor eficiente de muchos procesos biológicos 3.1.5 Ratas metabólicas basales ! La cantidad mínima de energía gastada por el organismo depende de su estado de actividad. Dependiendo de muchos factores, además de la actividad, ( Humedad, calor, estación, etc. ), ese gasto de energía basal es muy difícil de medir con precisión, lo cual ha sido demostrado en animales, en aves, en diferentes estaciones del año ( 9) . Como se ha comprobado ( 9), la relación entre la rata mínima de una producción diaria de calor, y el peso corporal (!𝐾𝑔 ) para los animales vertebrados terrestres, muestran que la magnitud de la mínima rata de gasto de energía ( 𝐾𝑐𝑎𝑙 𝑑í𝑎!)!es diferente para animales por ! 20! grupos diferentes, pero el cambio en la rata de cambio de gasto con el cambio del peso ( pendiente, derivada o velocidad de cambio ) , son similares cuando se expresan ambas variables en forma logarítmica. La ecuación que describe esta relación es: lg(!𝐾𝑐𝑎𝑙 𝑑í𝑎) = 𝐾´+!!𝑏lg !𝐾𝑔! ecuación que es en esencia una recta de la forma 𝑦=𝑎+𝑏𝑥! donde: 𝑎=𝑣𝑎𝑙𝑜𝑟!𝑑𝑒!! y ,𝑐𝑢𝑎𝑛𝑑𝑜!𝑥=0!(!𝐼𝑛𝑡𝑒𝑟𝑐𝑒𝑝𝑡𝑜!𝑒𝑛!𝑒𝑗𝑒!"y" ) 𝑏=𝑝𝑒𝑛𝑑𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒!!𝑦−𝑎!𝑥 La primera ecuación en forma logarítmica puede ser expresada en forma potencial así: 𝐾𝑐𝑎𝑙 𝑑í𝑎=!𝐾!!𝑘𝑔!! donde: 𝐾´=lg 𝐾 𝐾=𝑣𝑎𝑙𝑜𝑟!𝑑𝑒!𝑦,𝑐𝑢𝑎𝑛𝑑𝑜!𝐾𝑔 =1!(!𝑌𝑎!𝑞𝑢𝑒 lg 𝑑𝑒!1=0) 𝑏=𝑝𝑒𝑛𝑑𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒! Un hecho muy importante es que las pendientes de la relación !!!"#$!!!!í! !" en los diferentes grupos estudiados siempre guarda un valor que oscila alrededor de 0.75, entre 0.67 y 1 ( a pesar de que tienen diferentes valores de K ) (10 ). ! 21! Una pendiente de 0.75 tiene implicaciones importantes para interpretar las demandas de energía en los animales de diferente tamaño. Cuando el tamaño aumenta, las demandas de energía para mantener un mínimo de requerimientos aumenta, pero no lo hace en forma directamente proporcional. Por otra parte si la pendiente es de 1 ( una función potencial con pendiente de 1 es una función lineal o una recta ) . La placenta de los mamíferos que pesa unos 12 Kg tiene un gasto estándar de energía de 451 Kcal/día, en cambio la placenta de un mamífero que pesa 24 Kg , gasta 759 Kcal/día, lo que indica que doble tamaño no implica doble gasto de energía (10). 3.1.5.1. Ratas metabólicas por peso específico ! Otra forma de evaluar el gasto de energía en un mamífero, es calcular por unidad de peso ( gramo ) , dicho gasto ( 10 ) . La ecuación que resume esta idea, es : 𝐶𝑎𝑙/ℎ 𝑔=! 𝐾(𝑔)!.!" (𝑔)! que es lo mismo que: 𝑐𝑎𝑙 𝑔!𝑥!ℎ=!𝐾(𝑔)(!.!"!!) 𝑐𝑎𝑙 𝑔𝑥!ℎ=!𝑘(𝑔)!!.!" La rata metabólica estándar por gramo, incrementa cuando decrece el tamaño del cuerpo ( pendiente negativa ), que es muy típica en los animales mamíferos. Este hecho es importante reconocerlo en su contenido exacto, pues mientras el gasto de energía según el peso total del organismo, tiene una pendiente positiva, al contrario de cuando el gasto de energía se hace dividiendo por el peso del animal, y esto significa que en un organismo pequeño tiene una alta rata metabólica por gramo, es decir usa la energía a ! 22! una rata alta comparada con los animales más grandes ( gramo a gramo de cada tamaño ). Por otra parte la curva de disociación de la hemoglobina del oxígeno, está desviada a la derecha lo que implica que la entrega del oxigeno en los tejidos se hace a una velocidad mayor ( 11). Sin embargo la cantidad total de energía requerida para las necesidades mínimas de los animales pequeños ( cal/g x h ) x (g) = cal/h, es menor que en los animales mas grandes. La valoración de la necedad energética por gramo de tejido, implica la forma como las necesidades son resueltas. Es interesante el saber por qué el exponente para un mínimo de requerimientos de energía es 0.75 y no otro valor, lo mismo que saber por qué la rata mínima de gasto de energía por gramo de tejido tiene un exponente de -025, ya que ambos valores son matemáticamente equivalentes. Está demostrado que cuando la variable superficie ( como variable dependiente ) en centímetros cuadrados se confronta en un plano cartesiano con el peso ( como variable independiente ) en gramos, se observa una pendiente constante de valor 0.67 en los vertebrados cuyo peso varía desde 5 gramos hasta una tonelada. ( 11 ). Es probable que el mayor gasto de energía por gramo de tejido en animales pequeños para producir calor, sea mayor que en tamaños mayores, debido a que tienen una gran superficie, comparados con sus respectivos volúmenes. En una esfera, la superficie es una función según su radio ( !4𝜋𝑟! ) , mientras su volumen es (! !!! 𝜋𝑟!!), lo que significa que cuando una medida de longitud disminuye en un cuerpo, su volumen decrece mas que su superficie, y por eso los animales pequeños pierden calor en un determinado ambiente mucho mas rápido que los animales grandes por tener una superficie relativa mayor. ! 23! 3.1.6. Cuantificación y relaciones químicas de los determinantes del Consumo de oxígeno Cuando un nutriente como es la glucosa, llega a la célula donde es metabolizada ( literalmente “quemada u oxidada “ por el oxígeno ) y en general sucede con todos los alimentos , lo hace según unas reacciones químicas precisas , que obedecen a equilibrios determinados. Las reacciones, en general se hacen en cifras “molares” ( un mol de cualquier sustancia es el peso de la fórmula molecular expresada en gramos ) . En el caso de la glucosa la reacción es así: 𝐶! 𝐻!" 𝑂!!!!!+!!!!!6𝑂!!!!!↔!!6!𝐶𝑂!+!!!!!18𝐻!𝑂!+686!𝐾𝑐𝑎𝑙 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!𝟏!𝒎𝒐𝒍!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!𝟔!𝒎𝒐𝒍!!!!!!!!!!!𝟔!𝒎𝒐𝒍!!!!!!!!!!𝟏𝟖!𝒎𝒐𝒍 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!𝟏𝟖𝟎!𝒈𝒓.!!!!!!!!!!!!!!!!𝟔!(!𝟐𝟐,𝟒𝑳)!!!!!!𝟔(𝟐𝟐,𝟒𝑳) Así entonces, un mol de glucosa ( que pesa 180 gramos ) , reacciona con 6 moles de Oxígeno, para dar 6 moles de Dióxido de carbono , 18 moles de agua y 686 Kilocalorías. Cada mol de cualquier gas ocupa en condiciones normales ( químicamente hablando ) , 22,4 litros de volumen ( 22.400 mililitros ) . !"!!!"#$%&#$'í!" !!!!!!,!!!!"!!! =5!"#$%&#$'í!" !!!"!! =𝐸𝑞𝑢𝑖𝑣𝑒𝑙𝑒𝑛𝑡𝑒!𝑐𝑎𝑙ó𝑟𝑖𝑐𝑜!𝑑𝑒𝑙!𝑂! 𝟔𝟖𝟔!𝑲𝒊𝒍𝒐𝒄𝒂𝒍𝒐𝒓í𝒂𝒔 𝟏𝟖𝟎!𝒈𝒓𝒂𝒎𝒐𝒔!𝒅𝒆!𝒈𝒍𝒖𝒄𝒐𝒔𝒂 =3,81 𝒌𝒊𝒍𝒐𝒄𝒂𝒍𝒐𝒓á𝒐𝒔 𝒈𝒓𝒂𝒎𝒐!𝒅𝒆!𝒈𝒍𝒖𝒄𝒐𝒔𝒂! =𝐶𝑎𝑙𝑜𝑟!!𝑑𝑒!𝑐𝑜𝑚𝑏𝑢𝑠𝑡𝑖ó𝑛!𝑑𝑒!𝑙𝑎!𝑔𝑙𝑢𝑐𝑜𝑠𝑎!! 6!𝑥!18!𝑔𝑟𝑎𝑚𝑜𝑠!𝑑𝑒!𝐻!𝑂 180!𝑔𝑟𝑎𝑚𝑜𝑠!𝑑𝑒!𝑔𝑙𝑢𝑐𝑜𝑠𝑎 = 0.6!𝑔𝑟𝑎𝑚𝑜𝑠!𝑑𝑒!𝑎𝑔𝑢𝑎 𝑔𝑟𝑎𝑚𝑜!𝑑𝑒!𝑔𝑙𝑢𝑐𝑜𝑠𝑎 =0.6!𝑐𝑐 =𝐴𝑔𝑢𝑎!𝑚𝑒𝑡𝑎𝑏ó𝑙𝑖𝑐𝑎 Todo el incremento de energía, producido en una reacción ( ∆𝐺 ) , ( en el caso del mol de glucosa, 686 Kilocalorías ) es la suma de las calorías desordenadas ∆𝑆 del sistema 𝐶𝑂! 𝐻!𝑂!!!!, y que en este caso vale 20 kilocalorías , y la entalpía ∆𝐻 , que es la energía total producida al reaccionar un mol de oxígeno con un mol de glucosa a 38ºC de temperatura y presión de 760 mmHg. ! 24! ∆𝐺=!∆𝐻−𝑇∆𝑆 ∆𝐺=!−𝑅𝑇𝑙𝑜𝑔!𝐾 donde: ∆𝐺=𝑒𝑛𝑒𝑟𝑔í𝑎!𝐿𝑖𝑏𝑟𝑒 𝑅=𝐶𝑜𝑛𝑠𝑡𝑎𝑛𝑡𝑒!𝑑𝑒!𝑙𝑜𝑠!𝑔𝑎𝑠𝑒𝑠:1,987!𝑐𝑎𝑙𝑜𝑟í𝑎𝑠!𝑥!𝑚𝑜𝑙!𝑥!𝑔𝑟𝑎𝑑𝑜 𝑇=𝑇𝑒𝑚𝑝𝑒𝑟𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎!𝑎𝑏𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑎 𝐾=𝐶𝑜𝑛𝑠𝑡𝑎𝑛𝑡𝑒!𝑑𝑒!𝑒𝑞𝑢𝑖𝑙𝑖𝑏𝑟𝑖𝑜!𝑑𝑒!𝑙𝑎!𝑟𝑒𝑎𝑐𝑐𝑖ó𝑛!𝑞𝑢í𝑚𝑖𝑐𝑎 𝑒=𝑏𝑎𝑠𝑒!𝑑𝑒!𝑙𝑜𝑠!𝑙𝑜𝑔𝑎𝑟𝑖𝑡𝑚𝑜𝑠!𝑁𝑒𝑝𝑒𝑟𝑖𝑎𝑛𝑜𝑠 =2.7172 En reposo el hombre normal con un gasto cardíaco de 5000 mililitros de sangre / minuto, consume unos (!250!𝑚𝑖𝑙𝑖𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜𝑠!𝑑𝑒!𝑂!!𝑝𝑜𝑟!𝑚𝑖𝑛𝑢𝑡𝑜!)!, de tal forma que la cantidad de oxígeno aportado por la sangre a los tejidos y el consumido por éstos, se puede expresar así: 250!𝑚𝑖𝑙𝑖𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜𝑠!𝑑𝑒!𝑂!!𝑝𝑜𝑟!𝑚𝑖𝑛𝑢𝑡𝑜! 5000!𝑚𝑖𝑙𝑖𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜𝑠!𝑑𝑒!𝑠𝑎𝑛𝑔𝑟𝑒!𝑝𝑜𝑟!𝑚𝑖𝑛𝑢𝑡𝑜 !!=!! 5!𝑚𝑖𝑙𝑖𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜𝑠!𝑑𝑒!𝑂! 100!𝑚𝑖𝑙𝑖𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜𝑠!𝑑𝑒!𝑠𝑎𝑛𝑔𝑟𝑒! Esta cantidad es denominada con frecuencia diferencia del contenido arteriovenoso de oxígeno (12). Normalmente cuando la concentración de hemoglobina es de 15 gramos por cada 100 mililitros de sangre ( 15gr/% ), y cuando dicha hemoglobina está completamente saturada por el oxígeno 𝐻𝑏𝑂!!=100%!, el contenido arterial de oxígeno, es de 20.1!𝑐𝑐!𝑑𝑒!𝑜!!𝑝𝑜𝑟!𝑐𝑎𝑑𝑎!100!𝑚𝑖𝑙𝑖𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜𝑠!𝑑𝑒!𝑠𝑎𝑛𝑔𝑟𝑒. De tal forma que si la arteria contiene 20.1 Vol.% y la vena 5 Vol.% de oxígeno respectivamente, todavía después de dejar los tejidos, la sangre tiene una reserva de oxígeno del 75%. ! 25! Si el consumo de oxígeno en un minuto, según lo dicho anteriormente, es de 250 ml de oxígeno por minuto, entonces para un adulto normal de peso promedio 70 kilogramos o una superficie corporal de 1.7 metros cuadrados entonces: 250!𝑚𝑖𝑙𝑖𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜𝑠!𝑑𝑒!𝑂!!𝑝𝑜𝑟!𝑚𝑖𝑛𝑢𝑡𝑜 70!𝑘𝑖𝑙𝑜𝑔𝑟𝑎𝑚𝑜𝑠 =3,5!𝑚𝑖𝑙𝑖𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜𝑠!𝑑𝑒!𝑂!!𝑥!𝑚𝑖𝑛𝑢𝑡𝑜!𝑥!𝐾𝑔 250!𝑚𝑖𝑙𝑖𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜𝑠!𝑑𝑒!𝑂!!𝑝𝑜𝑟!𝑚𝑖𝑛𝑢𝑡𝑜 1.7!𝑚!=150!𝑚𝑖𝑙𝑖𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜𝑠!𝑑𝑒𝑂!!𝑥!𝑚𝑖𝑛𝑢𝑡𝑜!𝑥!𝑚!!! Así la cantidad de oxígeno consumido basalmente en la unidad de tiempo por kilogramo de peso, o por unidad de superficie, es definido como el Consumo de Oxígeno (𝑉𝑂!). Normalmente 3,5 mililitros de oxigeno por minuto y por kilogramo de peso a la temperatura normal de 37ºC (!3.5!𝑚𝑙𝑂!.𝐾𝑔!.𝑚𝑖𝑛) o ( 130 - 150 mililitros de oxígeno por metro cuadrado de superficie corporal y por minuto ( 130 −150!𝑚𝑙!𝑂!!.𝑚!!.𝑚𝑖𝑛) . En temperaturas menores, dicho consumo es proporcionalmente menor. El cálculo del (𝑉𝑂!), se obtiene multiplicando el gasto cardiaco ( GC ) , por la diferencia del contenido de oxígeno entre la arteria y la vena (!𝐴−𝑉!)𝑂!! : (𝑽𝑶𝟐) = GC (A-V)!!𝑶𝟐 El gasto cardiaco ( GC ) a su vez es la cantidad de sangre expulsada por el corazón en la unidad de tiempo y estandarizada según peso o superficie corporal (ml de sangre por minuto por metro cuadrado, o por Kg de peso) (𝑚𝑙!𝑑𝑒!𝑠𝑎𝑛𝑔𝑟𝑒!.𝐾𝑔!.min!) (!𝑚𝑙!𝑑𝑒!𝑠𝑎𝑛𝑔𝑟𝑒!!.𝑚!!.𝑚𝑖𝑛 ). ! 26! 3.1.7. Transporte de oxígeno en la sangre El contenido de oxigeno de la sangre se obtiene por la suma del oxigeno disuelto en el plasma más el oxígeno unido a la hemoglobina. La cantidad de oxígeno disuelto en la sangre es el producto de el índice de solubilidad del oxigeno ( 0.023 mililitros de oxígeno, por mililitro de sangre, cuando la presión del oxígeno es de 760 mmHg ), multiplicado por la presión del gas (13): 𝑂!!𝑑𝑖𝑠𝑢𝑒𝑙𝑡𝑜 =𝐾!!𝑃𝑂! 760!=0.023 !𝑥!!!𝑃𝑂! 760!=𝑐𝑐!𝑑𝑒!𝑂!.𝑝𝑜𝑟!𝑚𝑙!𝑑𝑒!𝑠𝑎𝑛𝑔𝑟𝑒! Es frecuente expresar la cantidad de gas en la sangre, no en centímetros cúbicos por mililitro de sangre, sino en volúmenes por ciento. Los volúmenes por ciento representados por 𝑣𝑜𝑙!%!, se definen como la cantidad de centímetros cúbicos de oxígeno disueltos en 100 mililitros de sangre. Normalmente el peso molecular de la hemoglobina es de 68.000 gramos. Según la reacción química entre la hemoglobina y el oxigeno, ésta puede escribirse así: 4!𝑂!!+𝐻𝑏! ↔!!𝐻𝑏!!𝑂!!4 Un mol de oxígeno a la temperatura y presión normales, ocupa un volumen de 22,4 litros es decir 22.400 mililitros, entonces se puede decir que: 22.400!𝑐𝑐!𝑝𝑜𝑟!𝑚𝑜𝑙!𝑑𝑒!𝑂! 16.700!𝑔!𝑝𝑜𝑟!𝑚𝑜𝑙!𝑑𝑒!ℎ𝑒𝑚𝑜𝑔𝑙𝑜𝑏𝑖𝑛𝑎!=1,34!𝑐𝑐!𝑑𝑒!𝑂!!𝑝𝑜𝑟!𝑔𝑟𝑎𝑚𝑜!𝑑𝑒!ℎ𝑒𝑚𝑜𝑔𝑙𝑜𝑏𝑖𝑛𝑎! Normalmente la cantidad de hemoglobina es de 15 gramos por 100 mililitros de sangre ( 8,9 milimoles de hemoglobina por litro de sangre normal ) (14), así que esta cifra multiplicada por 1,34, cuando toda la hemoglobina está saturada por el oxígeno, es decir 100%, indica todo el oxígeno que la hemoglobina puede transportar de esta forma es decir 20.1 cc o ml de oxígeno por cada 100 mililitros de sangre. ( 20.1 Volúmenes por ciento: Vol.%). Si a la hemoglobina combinada con el oxígeno ( oxihemoglobina ) la representamos como 𝐻𝑏!𝑂!!y ! 27! a la hemoglobina no combinada con el oxígeno ( Hemoglobina reducida ) , la representamos por 𝐻𝑏 entonces : 𝑃𝑜𝑟𝑐𝑒𝑛𝑡𝑎𝑗𝑒!𝑑𝑒!𝑠𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎𝑐𝑖ó𝑛=!!!! 100!(!𝐻𝑏𝑂!!) 𝐻𝑏𝑂!+𝐻𝑏 !!!!! La hemoglobina tiene una enorme capacidad para transportar oxígeno, en comparación con el plasma. Un gramo de hemoglobina saturada al 100% es capaz de transportar 1,34 mililitros de oxígeno. Mientras que 100 mililitros de plasma pueden transportar solo 0.003 mililitros de oxígeno por cada mm Hg de 𝑃𝑂!! debido a la baja solubilidad del oxígeno en soluciones líquidas (15). La combinación del oxígeno con la hemoglobina es reversible: Así como hay combinación, hay disociación y ambos fenómenos son opuestos y entre más fuerte sea la asociación, más difícil es la disociación, y al contrario, lo cual es una ventaja en el primer caso para la saturación ( captación de oxígeno ) , pero mas difícil para la entrega del mismo gas en los tejidos. La cantidad y fuerza con la cual se une el oxígeno con la hemoglobina, depende de factores como la acidez o alcalinidad de la sangre, la temperatura, la concentración de !!𝐶𝑂!! la concentración de 2−3!𝐷𝑖𝑓𝑜𝑠𝑓𝑜𝑔𝑙𝑖𝑐𝑒𝑟𝑎𝑡𝑜 . La alcalosis, la hipotermia, el descenso de la presión de anhídrido carbónico , 𝑃𝐶𝑂! , y la disminución del 2−3!𝐷𝑖𝑓𝑜𝑠𝑓𝑜𝑔𝑙𝑖𝑐𝑒𝑟𝑎𝑡𝑜 , la sustancia que acelera la disociación, desvían la curva hacia la izquierda, lo cual se traduce en un aumento del contenido de oxígeno de la sangre por aumento de la saturación, pero con disminución de la facilidad de liberación del oxígeno en los tejidos. Por el contrario la desviación de la curva hacia la derecha, por la acidosis, la hipercapnia, elevación de la temperatura y del 2−3!𝐷𝑖𝑓𝑜𝑠𝑓𝑜𝑔𝑙𝑖𝑐𝑒𝑟𝑎𝑡𝑜 , disminuye la saturación y por ende el contenido de oxígeno de la sangre, pero se facilita la liberación del oxígeno a los tejidos. ! 34! Todas las moléculas que conforman los alimentos, como los carbohidratos, las proteínas y los lípidos, después de ser reducidos a sus subunidades monoméricas, son distribuidas por el sistema circulatorio a todas las células del organismo, donde tras penetrar en ellas, primero en el citoplasma y luego en las mitocondrias, son degradadas totalmente a 𝐶𝑂!!y 𝐻!O , con una importante liberación de energía que va a impulsar la síntesis de la mayor parte del ATP celular. En el citoplasma, se produce la ruptura de la glucosa (glucólisis), por la cual es degradada anaeróbicamente, es decir en ausencia de oxígeno, en una serie de reacciones a dos moléculas de ácido pirúvico (de tres átomos de carbono). En la mayoría de las células animales, se continúa a la siguiente fase del catabolismo, denominada la respiración mitocondrial, en la cual el ácido pirúvico entra a la mitocondria, donde completa su oxidación, por lo que también se denomina a este proceso, catabolismo oxidativo. En las mitocondrias el ácido pirúvico se transforma en Acetil coenzima A ( acetil CoA ), la cual después de algunas reacciones que trascurren en dos partes: el ciclo de Krebs o del ácido cítrico y la cadena transportadora de electrones, se convierte en!𝐶𝑂!!y 𝐻!O y una gran cantidad de ATP. Al final de la cadena, los electrones se unen a protones, se combinan con oxigeno y se forma agua. También las moléculas de grasas y proteínas se transforman en acetil CoA y entran en el ciclo del ácido cítrico (23). En los organismos anaeróbicos (que pueden vivir en ausencia de oxígeno libre) este hecho impide la degradación oxidativa completa del ácido pirúvico. En estos casos en las células animales, las moléculas de ácido pirúvico son sometidas en el citoplasma a reacciones de fermentación láctica, convirtiendo el ácido pirúvico en ácido láctico. El rendimiento energético de este mecanismo es escaso: dos moléculas de ATP por cada molécula de glucosa. En presencia de oxígeno, (metabolismo aeróbico), el ácido pirúvico entra al ciclo de Krebs, ! 35! y el rendimiento energético es máximo, de 38 moléculas de ATP por cada molécula de glucosa. La función más importante de la sangre impulsada por la bomba del corazón es transportar el oxigeno desde el medio ambiente hasta la mitocondria, a fin de favorecer el metabolismo aeróbico, de máximo rendimiento energético en los mamíferos, de tal manera que según la cantidad de energía producida es la cantidad de metabolismo realizado , y esto es precisamente lo que se logra determinar indirectamente con el consumo de oxígeno 𝑉𝑂!. Además, la sangre transporta nutrientes, hormonas, y remueve desde las células productos de deshecho, como el dióxido de carbono 𝐶𝑂!!!. Toda esta función está garantizada por el adecuado desempeño del sistema pulmonar y cardiovascular, que en el caso de la CEC, deben estar también garantizados por la bomba de corazón pulmón. 3.1.12. Reducción de la demanda miocárdica de oxígeno: Hipotermia La hipotermia cardíaca es un mecanismo por medio del cual se disminuye el consumo de energía del miocardio y de todo el organismo, al hacer todas las reacciones del metabolismo más lentas, haciendo necesaria menor cantidad de energía, ante unas demandas de los tejidos también menores. La Idea de la hipotermia , fue de Biguelow y colaboradores (4-24), de Shumway y Lower ( 25 ) 3.1.12. 1. Consumo de oxígeno del tejido cardíaco e hipotermia La hipotermia reduce los requerimientos de energía del corazón porque se disminuyen todos los determinantes del consumo de oxígeno del corazón descritos por Sonnenblick y colaboradores (26): Tensión intramiocárdica ! 36! (presión ventricular, volumen ventricular, y masa miocárdica). Frecuencia cardíaca (estado contráctil, relación fuerza-velocidad, y máxima velocidad de contracción). Metabolismo basal, energía asociada con el acortamiento en una carga contra un trabajo externo (carga y acortamiento de la fibra) o un trabajo interno (componentes elásticos en serie del componente de acortamiento). A través de una disminución en la utilización miocelular del oxígeno de tres parámetros ( tensión desarrollada, frecuencia cardíaca, y contractilidad ) ésta cae a unos niveles asintóticos de lo que Sonnenblick y asociados llamaron “basal “. En ausencia de contracción miocárdica el miocito aún requiere oxígeno para las funciones básicas, pero aún este costo basal puede ser adicionalmente reducido con la hipotermia . Como ha sido demostrado por Buckberg y colaboradores ( 27) la parada en normotermia (37ºC) disminuye las demandas de oxígeno de el corazón ( 90% ) a 1 ml de 𝑂!/100 g por minuto, ( Consumo de oxígeno !!!!!!!𝑉𝑂!!!!!!!) ; a 22ºC, los requerimientos de 𝑂!!disminuyen a 0.3 ml 𝑂!!!/100 g por minuto en un corazón en parada. Aunque una disminución del consumo de oxígeno 𝑉𝑂! no ocurre en temperaturas menores de 22ºC los efectos de reducir el consumo de oxígeno por debajo de esta meseta de temperatura son apenas nominales. 3.1.12. 2. Relación entre el consumo de oxígeno y la temperatura Normalmente durante la hipotermia el 𝑉𝑂!! del cuerpo se reduce hasta un 50% a una temperatura de 30ºC, y se produce una desviación de la curva de disociación de la hemoglobina y el oxígeno hacia la izquierda, lo cual implica que a presiones menores de oxígeno, hay una saturación mayor, ventaja hacia el transporte de oxígeno, pero dificultad para la entrega del mismo en los tejidos. Esta aproximación de la relación entre !!∆!!"! ∆!º!!, es muy general y algo empírica. La relación cuantitativa entre estas dos variables de acuerdo a Kirklin ( 21 ) se pueden resumir en las siguientes propuestas, algunas de comportamiento lineal y otras mas elaboradas de comportamiento exponencial. De acuerdo con la 𝑒𝑐𝑢𝑎𝑐𝑖ó𝑛!𝑑𝑒!𝐴𝑟𝑟ℎ𝑒𝑛𝑖𝑢𝑠!, se establece que el logaritmo de la rata de una ! 37! reacción química es inversamente proporcional a la temperatura absoluta (28 ) y la forma del nomograma que la describe, tiene forma de ∫ ( parecida a la de la curva de disociación de la 𝐻𝑏𝑂! es decir que a temperatura alta la velocidad de la reacción se frena . Como es evidente la “velocidad “ de cambio entre !!∆!!"! ∆!º!! , depende de el “sector” de la curva que se analice. De acuerdo con!!!!𝑙𝑎!𝑙𝑒𝑦!𝑑𝑒!𝑣𝑎𝑛´𝐻𝑜𝑓𝑓!, cuando las temperaturas son bajas , se cumple una relación directa entre el logaritmo de la rata (velocidad ) de la reacción y la temperatura . Según Kirklin, dicha rata se incrementa por dos o tres veces, cuando el incremento de la temperatura es de 10ºC, y es lo que se representa como 𝑄!" . Aunque es obvio suponer que el Consumo de oxígeno y la temperatura, por el mismo fondo teórico que los define, debieran tener un comportamiento consecuente con el mayor consumo a mayor temperatura y viceversa, esto está bastante discutido hoy en día ( 21) . Cuando se hace hipotermia durante la CEC, los órganos en general se enfrían , guardando gradientes de temperatura entre ellos de unos 2 ºC. ( 29). Aunque hay esta diferencia, se asume en general que el 𝑉𝑂! es uniforme en el organismo, y en este sentido el valor de dicho 𝑉𝑂!!es útil. Del campo experimental hay datos que soportan esta apreciación . De algunos casos de niños enfriados durante la hipotermia superficialmente Harris ( citado por Kirklin) calculó un 𝑄!" entre 1.9 y 4.2 (29). Dichos datos fueron analizados mediante varios modelos matemáticos , como una función linear, según la 𝑙𝑎!𝑙𝑒𝑦!𝑑𝑒!𝑣𝑎𝑛´𝐻𝑜𝑓𝑓, mencionada antes y según la 𝑒𝑐𝑢𝑎𝑐𝑖ó𝑛!𝑑𝑒!𝐴𝑟𝑟ℎ𝑒𝑛𝑖𝑢𝑠, concluyendo que el mejor modelo es el de!!𝑉𝑎𝑛´𝐻𝑜𝑓𝑓 , para estos casos estudiados. Kent y Pierce (citado por Kirklin)(29) estudiaron en animales la relación !!!!∆!!"! ∆!º!! enfriados superficialmente y centralmente y encontraron resultados parecidos a los casos enfriados solo superficialmente. ! 38! 3.1.12.3. Consumo de oxígeno experimental en hipotermia en tejidos aislados El enfriamiento superficial puede dejar una distribución asimétrica de la temperatura en los diferentes tejidos, obteniendo unos datos de 𝑉𝑂! contradictorios y probablemente infra estimados. De los tejidos investigados, en hipotermia se calculó un 𝑄!" alrededor de 2. En el humano el 𝑉𝑂! en hipotermia antes y después se pudo medir en un valor alrededor de 1.9 ( 29). El análisis de los cambios de este valor, durante la vasodilatación ( mayor entrega en los tejidos de oxígeno) o durante el frío, con menor entrega de oxígeno, pueden explicar ciertos comportamientos extraños de la relación !!∆!!"! ∆!º!! durante la hipotermia, comportamientos que no se observan en dicha relación a la temperatura de 37ºC ( normotermia). Algunas inferencias de “ciertos niveles” de temperatura y 𝑉𝑂! ( por ejemplo en ratas enfriadas por inmersión a 18ºC ) tienen una reducción de su !𝑉𝑂!!!al 33% y se han correlacionado con estudios en cortes de tejidos ( 29). Las discrepancias no solo están relacionadas con la temperatura corporal, o por los cambios en el 𝑄!" , demostrados en varios tejidos, ( en parte relacionados con diferentes niveles de perfusión locales ), sino porque los verdaderos mecanismos permanecen desconocidos, probablemente fistulas arteriovenosa ( densidades capilares disminuidas, vasoconstricción, asimetrías geométricas, viscosidad, compliance, reologia de glóbulos rojos, un plasma desproteinizado por ejemplo en la hemodilución etc. , niveles de catecolaminas ) son factores que pueden explicar las diferencias mencionadas. Un hecho relevante es que aunque la temperatura sea de 0ºC, aún existe metabolismo a esta temperatura, de tal forma que la seguridad de la parada cardíaca es “finita”. 3.1.12.4. Consumo de oxígeno total del cuerpo De acuerdo con Kirklin ( 30 ) en teoría un a 37ºC , en CEC , debería tener un 𝑉𝑂! igual al de un paciente por lo demás normal anestesiado, si todos sus tejidos están bien perfundidos. Aún así, en dos estudios en humanos durante ! 39! CEC y normotermia, a flujos o caudales de 1.8!𝑎!2.4!𝐿!.𝑚𝑖𝑛.𝑚!! los resultado𝑠 del 𝑉𝑂!!!!fueron variables. En uno de los estudios el 𝑉𝑂!!!!!estuvo entre 74!𝑎!162!𝑚𝑙.𝑚𝑖𝑛.𝑚! y en otro estudio con 12 casos investigados el valor media +/- una desviación estándar el 𝑉𝑂!!!! fue de 131 +−!!(!20!𝐿.𝑚𝑖𝑛.𝑚!!) (30 ) Según kirklin (30), nuevamente una combinación de estudios experimentales en animales y en humanos en normotermia durante CEC inducen a pensar en una relación entre la perfusión y el 𝑉𝑂! de aspecto hiperbólico. Aún así, se hizo una regresión lineal ,a partir de los datos, para concluir una ecuación con la forma 𝑌=𝑚𝑋 +𝑏 : 𝑉𝑂!=0.4437!!𝑄−62.7!+!71.6, que como es obvio corresponde a una recta y no a una curva hiperbólica. La relación entre !!∆!!"! ∆!º!!, en pacientes anestesiados en normotermia y sin escalofrío, ( no temblor ) durante CEC fue investigada. De acuerdo con kirklin (30), fue Harris quien primero estudió la relación entre Q, TºC y 𝑉𝑂!, pero el rango de temperatura fue muy estrecho . Usando los datos experimentales descritos a 37ºC y la relación entre el 𝑉𝑂! a 20ºC durante CEC,se pudo proponer un nomograma intentando mostrar las relaciones entre el Q, la TºC y el 𝑉𝑂!!. Otros factores como la entrada arterial ( imput ) no afecta el 𝑉𝑂!, por lo menos con Q de 1.4!𝐿!.𝑚𝑖𝑛.𝑚!, como tampoco la estrategia de manejo de !"∝ −𝑆𝑡𝑎𝑡!"!𝑜!!"!𝑝𝐻!𝑆𝑡𝑎𝑡!", o el manejo del equilibrio ácido-base !(𝐻!↔𝑂𝐻!). Otros factores que pueden afectar el !!𝑉𝑂! incluyen la cantidad de edema pericapilar formado, y la cantidad y calidad de catecolaminas liberadas. Durante la hipotermia los consumos de oxígeno son menores y se calcula que se disminuye entre un 5-7% el 𝑉𝑂! por cada grado Celsius ºC, de disminución de la temperatura ( promedios empíricos cuya interpretación debe ser cuidadosa ) . Además, la hipotermia aumenta la solubilidad de los gases, permitiendo un escape mas fácil de los mismos, y como consecuencia en la ! 40! hipotermia no solo disminuye el 𝑉𝑂! sino también disminuye la cantidad del dióxido de carbono, ocasionando una presión menor de dióxido de carbono (𝑃𝐶𝑂!) condicionando un estado de alcalosis normal en la hipotermia, asociada a un menor 𝑉𝑂! . Pronto se supo que la hipotermia era un mecanismo importante de protección miocárdica contra la isquemia, pero no la única. La principal acción de la hipotermia es disminuir el consumo de oxígeno (𝑉𝑂! ) y la actividad de las moléculas. De acuerdo con la ecuación de Arrhenius, la rata logarítmica de las reacciones químicas es inversamente proporcional al recíproco de la temperatura absoluta . El múltiplo por el cual la velocidad de la reacción disminuye por cada 10ºC, se llama 𝑄!" . Los estudios de las investigaciones publicadas sugieren un 𝑄!" de 3.65 para infantes comparado con aproximadamente 2.6 para los adultos (31). Un 𝑄!"!mayor en los niños sugiere una supresión metabólica superior relacionada con la hipotermia, que puede permitir a estos pacientes una tolerancia mayor a una isquemia o perfusión “imperfecta”, muy probable durante la CEC , ya que ésta en si misma es considerada como un shock “ controlado “. Durante la circulación extracorpórea CEC cuando la temperatura disminuye, el 𝑉𝑂! llega a ser independiente de las ratas de flujo. Esta es la base para planear los flujos mínimos durante la CEC , es decir el menor flujo ( caudal ) necesario para compensar las demandas metabólicas . La hipotermia asociada a la CEC, ofrece además ventajas durante la cirugía de cardiopatías congénitas, porque permite una mejor exposición del campo quirúrgico, reduce el recalentamiento cardiaco entre las cardioplejias y además protege el cerebro, lo mismo que a otros órganos durante la intervención. El flujo cerebral es preservado a lo largo de un amplio rango de presiones sanguíneas tanto en adultos como en niños en condiciones de hipotermia moderada a normotermia ( 32 ). En condiciones de hipotermia profunda (26-20ºC ) , la autorregulación ! 41! del cerebro se pierde, y el flujo cerebral parece estar mas relacionado con la presión arterial. Durante la hipotermia profunda el metabolismo celular es tan bajo, y el intercambio a través de la membrana es tan bajo también que las necesidades basales del metabolismo celular y el mantener la integridad de la membrana puede ser garantizada durante períodos prolongados. Aunque la hipotermia mejora la depresión del contenido celular de ATP y la lesión de la membrana, inducidos por la hipoxia, hay evidencia que sugiere que la hipotermia y la hipoxia ocasionan un importante incremento del 𝐶𝑎!! y el 𝑁𝑎!! intracelulares ,!!durante la subsiguiente re perfusión (33). Esto tiene importantes implicaciones durante la reanudación de la CEC , después de la parada cardiovascular total. En el corazón la contribución de la hipotermia a la disminución de la rata metabólica basal es relativamente pequeña comparada con los efectos de la parada del trabajo electromecánico. Una repentina disminución de la temperatura parece ocasionar un marcado incremento de la tensión de reposo del miocardio conocido como una “ contractura por enfriamiento rápido ”según Sakai (34 ) . Esto puede ser debido a una repentina liberación de 𝐶𝑎!!desde las reservas celulares al retículo sarcoplasmico. Este incremento en el tono en reposo del miocardio inducido por el frío puede ocasionar un deterioro en la función diastólica y sistólica después de la re perfusión. Esto ha llevado a algunos grupos a evitar inducción fría del corazón antes de clampar ( pinzar ) , la aorta y a usar inducción con cardioplejia caliente cuando sea posible (35). Bajando los niveles del calcio ionizado del suero con citrato pueden mejorarse algunos de los efectos dañinos de la perfusión fría en el corazón. Los efectos adversos de un enfriamiento rápido han sido demostrados experimentalmente en el riñón, hígado y pulmón. Sin embargo clínicamente muchas variables están comprometidas y no parecen ser tan aparentes las lesiones en el paciente como consecuencia de un enfriamiento rápido durante la CEC. Parece que el neonato es capaz de tolerar el profundo estrés de la hipotermia profunda sin dificultad. Esto se ha atribuido a la mayor actividad ! 42! glucolítica y a las mayores reservas de glucógeno en el neonato (36-37-38). Sin embargo los neonatos pueden también poseer una densidad iónica diferencial en los canales respectivos o tener una función de membrana diferente cuando se compara con sujetos mayores. Estas teorías permanecen como especulaciones. 3.1.12.5. Elección del nivel de hipotermia El grado de hipotermia seleccionado depende de las necesidades para reducir el flujo ( caudal ) y garantizar el mejor procedimiento quirúrgico y una duración adecuada del clampaje aórtico y de la isquemia cardiaca. Tres métodos distintos de hipotermia son usados: Leve, moderada y profunda. La hipotermia profunda es usada frecuentemente cuando se requiere una parada circulatoria total del flujo. La técnica seleccionada está basada en las condiciones quirúrgicas requeridas, tamaño del paciente, tipo y duración esperada de las, y el impacto fisiológico potencial en el paciente. La hipotermia leve y moderada , son los dos principales métodos empleados durante la CEC en niños mayores y adolescentes. La hipotermia leve se usa en reparaciones cardiacas menores en infantes, tales como una comunicación interauricular, una comunicación interventricular o un defecto atrio ventricular septal no complicado. Muchos procedimientos complejos tales como un reemplazo de injerto pulmonar o válvula aórtica pueden exigir la selección de hipotermia moderada para ayudar a mantener una protección cardiaca adecuada durante un período de clampaje aórtico mayor. ! 43! 3.1.13.Tasa de flujo o caudal durante la circulación extracorpórea : 𝑸 Normalmente el nivel de referencia para el cálculo de los flujos sanguíneos desde la maquina de corazón pulmón en normotermia , parte de una aproximación desde el llamado “ índice cardíaco ” ( 2.400 mililitros de sangre por metro cuadrado de superficie corporal y por minuto ) (!2.400!𝑚𝑙!𝑑𝑒!𝑠𝑎𝑛𝑔𝑟𝑒!.𝑚!!.𝑚𝑖𝑛 ) , de tal forma que el flujo o caudal para cada niño, se calcula multiplicando el “ índice cardíaco “ por la superficie corporal en metros cuadrados de cada caso. Otros autores recomiendan un flujo o caudal de 2.700 mililitros de sangre por minuto o por metro cuadrado de superficie corporal 2.700!𝑚𝑙!𝑑𝑒!𝑠𝑎𝑛𝑔𝑟𝑒!.𝑚!!.𝑚𝑖𝑛 en neonatos y lactantes y 2.500!𝑚𝑙!𝑑𝑒!𝑠𝑎𝑛𝑔𝑟𝑒!.𝑚!!.𝑚𝑖𝑛 para niños mayores. En hipotermia y CEC, se recomienda un flujo de !2200 −2800!𝑚𝑙!𝑑𝑒!𝑠𝑎𝑛𝑔𝑟𝑒!!.𝑚!!.𝑚𝑖𝑛, valores que están lejos de los valores fisiológicos de!!3.500 −5000!𝑚𝑙!𝑑𝑒!𝑠𝑎𝑛𝑔𝑟𝑒!𝑜!𝑚á𝑠!!.𝑚!!.𝑚𝑖𝑛 ( 39 ). En normotermia se debe mantener un flujo durante toda la CEC entre 2800 −3500!𝑚𝑙!𝑑𝑒!𝑠𝑎𝑛𝑔𝑟𝑒!!.𝑚!!.𝑚𝑖𝑛 ,mas cercano al valor “normal” (40). También se pueden determinar los flujos de sangre desde la bomba de CEC a partir de un cálculo en mililitros de sangre por kilogramo de peso y por minuto (𝑚𝑙𝑑𝑒!𝑠𝑎𝑛𝑔𝑟𝑒.𝐾𝑔!.𝑚𝑖𝑛) .(Tabla 1). En ambos casos , se obtiene un flujo o caudal total en mililitros de sangre por minuto (𝑚𝑙!𝑑𝑒!𝑠𝑎𝑛𝑔𝑟𝑒.!!𝑚𝑖𝑛) para cada caso en particular . Durante la CEC, la presión de salida de la sangre oxigenada desde la bomba, es en promedio, entre 100 −150!𝑚𝑚𝐻𝑔, y se controla la presión real en aorta, mediante una derivación directa a la bomba , procurando mantener una presión media adecuada a las variables antropométricas de cada caso. Es fundamental reconocer posibles causas de cifras equivocadas en casos de acodamiento o mal posición de la cánula arterial. Como la presión es el producto del Caudal, multiplicado por la resistencia, el valor de dicha presión puede modificarse, bien sea por un aumento del flujo y/o por cambios en la resistencia, por medicamentos vasodilatadores y/o vasoconstrictores, o medioambientales como la temperatura. De todas formas lo importante al final es que la sangre ! 50! Con el advenimiento de aparatos cada vez más sofisticados, de nuevas tecnologías y del aprendizaje de la experiencia mundialmente adquirida con el tiempo, se han logrado avances importantes en el mejor y mayor aprovechamiento de las técnicas de protección cardíaca y en general de todos los órganos durante la CEC, y la hipotermia. Procedimientos como la hemodilución, la hemofiltración, el uso de recuperadores de células sanguíneas, el drenaje venoso asistido, las bombas centrífugas, el control instantáneo de los gases en el lado arterial y venoso de los circuitos de CEC, el cálculo del consumo de oxígeno, el valor de diferentes parámetros sanguíneos como la hemoglobina, el hematocrito, los electrolitos, la miniaturización de los circuitos, han permitido disminuir de forma evidente la morbimortalidad ligada a la cirugía de los NCCC, durante la CEC e hipotermia y disminuir simultáneamente el consumo de sangre de banco (52). El cebado sanguíneo de los circuitos de CEC en estos casos es menor y hace menor la respuesta inflamatoria durante la CEC por un mecanismo doble, uno “pasivo” donde el nivel de marcadores inflamatorios está aumentado en el producto de sangre de banco y un mecanismo “activo” por el cual hay un incremento en la producción de marcadores inflamatorios luego de la transfusión de sangre (53-54 ). ! 51! Fig. 1 Técnica de la circulación extracorpórea: canulación venosa de ambas cavas, para drenaje de la sangre desaturada hacia la máquina de corazón pulmón (CEC) para su oxigenación y su posterior bombeo desde la cánula aortica hacia el resto del organismo. ! ! ! 52! 3.1.15. Oxigenadores El oxigenador, que reemplaza en la máquina de circulación extracorpórea, al pulmón, cumple la función de asegurar el intercambio de oxígeno y dióxido de carbono, de forma adecuada. Normalmente en los Oxigenadores, la sangre puede estar en contacto con los gases ( Oxigenadores de burbuja ) (55) en una interfase directa, o en una interfase indirecta, por medio de una membrana ( Oxigenadores de membrana) (56). El principio físico que determina el intercambio de los gases, es una relación en la cual la cantidad del gas transferido es directamente proporcional al área de intercambio, a una constante de difusión del gas, la cual está definida según la solubilidad del gas, y el peso molecular del mismo, y a la diferencia de presiones a cada lado de la membrana de intercambio del gas, e inversamente proporcional al grosor de la membrana, variables que deben ser modificadas para lograr una mejor oxigenación de la sangre. La diferencia de presiones a cada lado de la membrana se logra por la elevada concentración de la presión del oxígeno dentro del oxigenador y la baja concentración de oxígeno en el lado venoso . Los Oxigenadores pediátricos permiten un excelente intercambio de oxigeno y de dióxido de carbono, en límites de temperatura entre (10-40ºC), y caudales de la bomba de CEC de (𝑚𝑙.𝑘𝑔.𝑚𝑖𝑛) y niveles de hematocritos entre (15 − 30%), a determinadas presiones y flujos de gases (57). Los Oxigenadores de membrana son superiores a los de burbuja, en cuanto evitan la hemólisis, la agregación plaquetaria, y la activación del complemento y la liberación de mediadores de la respuesta inflamatoria. Igualmente la interfase gas-sangre, está minimizada o incluso ausente en los oxigenadores de membrana. ! 53! Muchos oxigenadores de membrana están conformados por capas de microporos con áreas de intercambio de gases pequeña, aunque tienen el riesgo de embolismo aéreo en el lado arterial del circuito de CEC debido a la presión negativa en el lado de la sangre (57). En la mayoría de los oxigenadores de membrana los volúmenes de líquido para el cebado de los circuitos de CEC son mínimos ( 50-140 mililitros ) y actualmente hay diseños de oxigenadores de membrana para neonatos, como el D-901 de 𝐷𝑖𝑑𝑒𝑐𝑜! ,uno de los usados en este trabajo. El módulo del oxigenador de intercambio de calor requiere un volumen de cebado de unos 60 mililitros con un reservorio de control de volumen de 90 mililitros (57). Fig. 2 Fig. 2 La flecha señala la localización del Oxigenador de membrana utilizado durante la circulación extracorpórea e hipotermia ! 54! 3.1.16. Intercambiador de Calor Para lograr la temperatura adecuada de la sangre durante la CEC se usa el intercambiador de calor. En esencia se trata de un dispositivo, que permite por un mecanismo interno, modificar la temperatura de la sangre que llega al paciente desde el oxigenador de la bomba de circulación extracorpórea. La mayoría de los dispositivos, consisten en un sistema de tubos por el cual circula agua a temperatura ideal, y que están en yuxtaposición ( lado a lado ) con la sangre que circula en los circuitos de CEC (58) . Normalmente se busca un gradiente de temperatura entre los dos sistemas de tubos no mayor de 10ºC, para evitar daños en los componentes formes o en las proteínas de la sangre, y sobre todo para evitar la formación de burbujas que pueden ocasionar embolismo aéreo. El sistema del intercambiador esta localizado antes del oxigenador, para de esta forma lograr que la sangre modificada en su temperatura ideal, entre directamente al paciente y no se pierda calor en el trayecto de los tubos . Fig. 3 ! 55! Fig. 3 𝑀ó𝑑𝑢𝑙𝑜!𝑑𝑒!ℎ𝑖𝑝𝑜 −𝑛𝑜𝑟𝑚𝑜𝑡𝑒𝑟𝑚𝑖𝑎!3𝑇∶!𝑆𝑡𝑜𝑐𝑘𝑒𝑟𝑡! , utilizado para regular la temperatura de la sangre durante la circulación extracorpórea e hipotermia. 3.1.17. Hemofiltración Durante la CEC, se producen una serie de reacciones de respuesta inflamatoria , cuyo marcador más importante es el edema, en parte originado por una permeabilidad capilar aumentada, lo cual se traduce en múltiples disfunciones, en los diferentes órganos, principalmente el cerebro, el corazón y el pulmón. (59-60). El bajo peso, la hipotermia, y el tiempo de CEC, aumentan el edema, y por eso todas las medidas encaminadas a la prevención y / o reducción de este síndrome de fuga capilar, buscan optimizar la técnica de la CEC, la perfusión, tipo y volumen del cebado, tratamiento antiinflamatorio, diuresis y la ultrafiltración ( 61) . En un equipo de ultrafiltración, su rendimiento está determinado por ( 61 ) : Presión transmembrana, flujo de sangre, espesor de la membrana, área de la membrana, tamaño de los poros de la membrana, ! 56! y hematocrito. Normalmente la entrada al filtro se puede conectar al extremo venoso o arterial , y la salida se puede hacer a la línea venosa o al reservorio venoso. El filtro se puede instalar desde el inicio de la perfusión o a lo largo de la CEC. El sitio del filtro y el momento ( durante o después de la CEC ) , definen dos tipos de ultrafiltración: Ultrafiltración Convencional ( CUF ) o modificada ( MUF ) ( 61). De acuerdo con Net y Roglan ( 62 ) en la CUF, la entrada del hemofiltro se coloca en la línea arterial y la salida al reservorio venoso. Generalmente la CUF se hace en la fase de calentamiento, por encima de 28ºC, y se hace hasta el final de la CEC. Se pretende conseguir un aumento del hematocrito , no siempre posible, por cuanto el volumen del reservorio venoso disminuye con la CUF, lo cual puede hacer necesario disminuir el ritmo de la CUF, y por otra parte se termina durante la CEC, de tal forma que el exceso de líquido después no puede ser filtrado o eliminado. Por otra parte en la MUF, que es una modificación de la CUF , la conexión arterial se hace lo más cerca posible de la cánula arterial y el extremo venoso del filtro se deja libre en el campo para ser conectado al final a la aurícula derecha. En el circuito del hemofiltro se coloca una bomba con la que se puede mantener el flujo a través del filtro en 50-200 ml/min, el cual puede utilizarse en forma convencional o mantenerse pinzado durante la fase de calentamiento. Al final de la CEC se inicia la ultrafiltración monitorizando la precarga ( presión de aurícula izquierda ). Para disminuir la hipovolemia, se puede utilizar la sangre del reservorio venoso, y si es necesario se puede agregar soluciones cristaloides, si fuera necesario entrar en CEC de urgencia. Una vez conseguido el hematocrito deseado ( 40% en promedio ) se suspende la MUF, o cuando no hay mas sangre en el reservorio. Las ventajas de este sistema según Net y Roglan (63) son: ultra filtra al paciente, hemoconcentra el circuito, permite re infundir el volumen del oxigenador, mantiene el circuito cebado, en caso de reiniciar la CEC, y se puede también hacer CUF. Entre las desventajas, el aumento del tiempo para decanular el paciente ( 15-20 min ) la administración de protamina con riesgo de desestabilización hemodinámica, riesgo de embolia arterial . Las dos técnicas CUF y MUF no son mutuamente excluyentes, ! 57! permite la primera retirar sustancias pro inflamatorias, o vaso activas y la segunda, revertir la hemodilución y disminuir el edema generalizado. ( 64 ) . 3.1.18. Temperatura y gases sanguíneos A pesar de muchos años de experiencia en la cirugía con circulación extracorpórea e hipotermia, aún persiste la controversia sobre el uso de los valores “corregidos o no ” de los gases sanguíneos a determinadas temperaturas. Clásicamente ( dando por asumida una temperatura normal en el cuerpo de 37ºC ) los valores de el !𝑝𝐻!!𝑑𝑒!7.4!!𝑦!𝑃𝐶𝑂!!𝑑𝑒!40!𝑚𝑚𝐻𝑔 han sido considerados como los estándar o “ normales ”. La discusión actual sobre si dichos valores deben o no ser “ corregidos ”, es una pregunta sin resolver , de forma satisfactoria, porque aún persisten dudas ( 65). Dar los valores de los gases sanguíneos en cifras “corregidas” o “ no corregidas ” es equivalente a dar los valores de longitud en escalas diferentes, por ejemplo en centímetros o en pulgadas, para los efectos es el mismo valor, aunque expresado en unidades y escalas diferentes. Lo relevante es qué cantidad de 𝐻!!!!!𝑉𝑠!!!!𝑂𝐻! hay en un determinado medio, para poder decidir si existe lo que es importante que es un “equilibrio electroquímico “ es decir la homeostasis , ésta si normal en el organismo. Es igual la cantidad y/o exceso de iones !𝐻! que existen a una determinada temperatura , donde el 𝑝𝐻!no corregido es 7.3, o cuando éste está corregido, y su valor es 7.5 (65). Tradicionalmente los gases sanguíneos se pueden medir de tres formas (65): 1. Con la temperatura del aparato que mide, igual a la temperatura del cuerpo. 2. Con la sangre calentada anaeróbicamente y medida a 37ºC y luego “corregida” a la temperatura del paciente, mediante nomogramas especiales. ! 58! 3. Con los datos crudos no corregidos obtenidos a partir de la sangre calentada anaeróbicamente. Los valores tradicionales de normalidad del !!𝑝𝐻!!𝑑𝑒!7.4!!𝑦!𝑃𝐶𝑂!!𝑑𝑒!40!𝑚𝑚𝐻𝑔 , a la temperatura de 37ºC, permanecieron inmodificados hasta la década del setenta, y fueron usados en una forma acrítica hasta cuando los cirujanos pensaron que estos conceptos arraigados para la temperatura habitual del organismo, deberían ser revisados durante la cirugía extracorpórea e hipotermia, en las operaciones de corazón. De todas formas ya los fisiólogos tenían conocimiento de las variaciones de !𝑝𝐻!!!𝑃𝐶𝑂!!!𝑦!!𝑃𝑂! relacionadas con la hipotermia (66 ) y en 1950 se estudiaba qué ocurría con !𝑝𝐻!!!𝑃𝐶𝑂!!!𝑦!𝑃𝑂! cuando la sangre se enfriaba anaeróbicamente (67 ). Normalmente durante la hipotermia la solubilidad de los gases aumenta, lo cual permite que “escapen” , y de esta forma al disminuir el número de moléculas, también disminuye la presión parcial de dicho gas, es decir que en el caso por ejemplo de la 𝑃𝐶𝑂!! , ésta es menor en hipotermia que a la temperatura normal de 37ºC, por lo tanto menor de 40 mmHg, así en hipotermia hay “normalmente” una alcalosis. Por esta razón para mantener la otra “normalidad ” a 37ªC, se agrega un 5% de !!𝐶𝑂!!procurando obtener un !𝑝𝐻!!𝑑𝑒!7.4!𝑦!𝑢𝑛𝑎!!𝑃𝐶𝑂!!𝑑𝑒!40!𝑚𝑚𝐻𝑔 . Si además se sabe que en hipotermia el metabolismo es menor, entonces tanto el consumo de oxígeno es menor como también la producción de !!!𝐶𝑂!!, agregando un factor para el menor número de moléculas de este gas, y por tanto menor presión parcial del mismo. Otro factor mas de “pérdida” de moléculas de !!!𝐶𝑂!! es que algunos oxigenadores requieren flujos altos de gases para su funcionamiento, y esto causa una “remoción o lavado ” de !!!𝐶𝑂!!. Adicionalmente, algunos perfusionistas pensando en los efectos de el !!!𝐶𝑂!! sobre la vasodilatación cerebral, prefieren mantener durante la CEC niveles “normales ” de 40 mmHg de este gas. Esta estrategia de manejo del equilibrio (!𝑂𝐻! ↔𝐻!) se conoce como 𝑝𝐻!𝑆𝑡𝑎𝑡 , porque implica que los valores de 𝑝𝐻!!𝑦!𝑃𝐶𝑂!! , se mantienen constantes. Para ! 59! esta estrategia es necesario tener nomogramas para la corrección de los gases a determinadas temperaturas, que por otra parte pueden ser discutibles por cuanto el hematocrito, la concentración de proteínas y otros factores pueden estar alterados con la hemodilución durante la CEC(65). Algunos investigadores de fisiología comparada, han estudiado el comportamiento del equilibrio (!𝑂𝐻! ↔𝐻!) en animales ectotérmicos o poiquilotermicos, cuya temperatura corporal es variable, y han logrado una comprensión mejor de dicho equilibrio. Rahn y Reeves ( 68 -69 ) estudiaron peces, reptiles, y anfibios, cuyas temperaturas son variables en un rango amplio. La idea central es el mantener una electro - neutralidad intracelular constante a cualquier temperatura, y de esta forma poder hacer inferencias al humano en condiciones de hipotermia. Conservando las reservas de 𝐶𝑂!!!constantes, las cargas eléctricas netas de las proteínas ( llamadas alfa ) son mantenidas aunque cambie la temperatura y por esta razón, dicha estrategia se llama!!!𝐴𝑙𝑝ℎ𝑎−𝑆𝑡𝑎𝑡! . El término alpha hace relación a la posición alfa en el anillo imidazol del aminoácido histidina de muchas proteínas. Esta modalidad !!𝐴𝑙𝑝ℎ𝑎−𝑆𝑡𝑎𝑡! es más fácil de implementar clínicamente, manteniendo simplemente “ niveles normales no corregidos de 𝑝𝐻!!𝑦!𝑃𝐶𝑂!!!𝑒𝑛!7.4!𝑦!40!𝑚𝑚𝐻𝑔!𝑟𝑒𝑠𝑝𝑒𝑐𝑡𝑖𝑣𝑎𝑚𝑒𝑛𝑡𝑒 . En este caso no es necesario el uso de nomogramas (65). Como se ha dicho previamente, el debate sobre cada una de estas estrategias permanece en discusión, y solo la experiencia de cada grupo quirúrgico determina cual de éstas usa durante la CEC e hipotermia. En el presente estudio se ha utilizado la estrategia 𝑝𝐻!𝑆𝑡𝑎𝑡. ! 66! Fig. 5 Sistema de monitorización de parámetros sanguíneos: descripción La temperatura se midió en el esófago, mediante una sonda !!𝑀𝑜𝑛 −𝑎− 𝑇ℎ𝑒𝑟𝑚!" de temperatura incorporada a un fonendoscopio, de la casa 𝐶𝑜𝑣𝑖𝑑𝑖𝑒𝑛!" ( de 9 French de diámetro, para niños menores 20 Kg, y de 12 French para niños de mas peso ). Simultáneamente se midió la temperatura en el recto, mediante una sonda de temperatura rectal, 𝑀𝑜𝑛 −𝑎−𝑇ℎ𝑒𝑟𝑚!"!de 9 French de diámetro, de la casa !𝐶𝑜𝑣𝑖𝑑𝑖𝑒𝑛!". La lectura de ambas temperaturas se hace en un dispositivo incorporado en la bomba de corazón pulmón CEC. Ambas temperaturas fueron leídas en grados Celsius ( ºC ) . También desde el sistema “ 𝐶𝐷𝐼!"500” , se registro la temperatura de la sangre en el lado “arterial” del circuito de CEC, en grados Celsius ( ºC ). Para conseguir el grado de hipotermia en la sangre, se usó un intercambiador de calor ( 𝑀ó𝑑𝑢𝑙𝑜!𝑑𝑒!ℎ𝑖𝑝𝑜 −𝑛𝑜𝑟𝑚𝑜𝑡𝑒𝑟𝑚𝑖𝑎!3𝑇∶!𝑆𝑡𝑜𝑐𝑘𝑒𝑟𝑡!!)! , procurando que la ! 67! diferencia de temperatura entre la fuente de agua del mismo y la temperatura de la sangre no excediera de 10ºC . Tanto para la realización de la Ultrafiltración Convencional (CUF) o para la ultrafiltración modificada (MUF) se usó un equipo (!𝑀𝑎𝑞𝑢𝑒𝑡!𝑃0420!) 4.1.%Técnica%Quirúrgica%% Para preparar la circulación extracorpórea ( CEC ), se hizo esternotomía media, exéresis parcial del timo, pericardiotomia en T invertida, heparinización a 3mg/kg de peso, canulación de aorta ascendente y ambas cavas Fig. 6, inicio de CEC e hipotermia adecuando temperatura de la sangre mediante el intercambiador de calor , mantas y quirófano a temperatura adecuada y en el campo quirúrgico tópicamente con suero fisiológico frío, para obtener diferentes grados de hipotermia ( temperatura menor de 37ºC ) ; Leve: entre 37-32ºC; Moderada: entre 32-26ºC y Profunda: entre 26-20ºC . Desde este momento el “ Gasto Cardiaco ” (GC) , queda reemplazado parcial o totalmente desde la bomba de CEC y está controlado por el/la perfusionista, según el peso y superficie corporal de cada paciente. Drenaje de cavidades izquierdas con “ Vent ”, clampaje (pinzamiento aórtico ), cardioplejia cristaloide a 4ºC anterógrada ( 𝑃𝑙𝑒𝑔𝑖𝑠𝑜𝑙! ) en raíz aórtica a dosis de 30 mililitros por kilogramo de peso cada 30 minutos , o a necesidad según la actividad cardiaca; cierre con torniquete de ambas cavas, tras lo cual se realizan los diferentes procedimientos quirúrgicos. Tanto al inicio como al final de la reparación quirúrgica, la ventilación pulmonar hecha por el anestesiólogo, se suspende y se reinicia en coordinación con el/la perfusionista y el cirujano, dependiendo de si ya esta el paciente asistido desde la CEC con el flujo adecuado a su peso y superficie corporal y el grado de temperatura, etc. Al final, se realizan maniobras de extracción de aire de cavidades cardiacas, se desclampa ( despinza ) la aorta ascendente, se reinicia calentamiento desde el ! 68! intercambiador de calor, mantas, temperatura ambiental etc. Una vez recuperado el latido cardíaco y alcanzada la normotermia, y antes de suspender la CEC, se realiza ultrafiltración convencional (CUF), a dosis dependiendo del hematocrito y situación hemodinámica del paciente, y ultrafiltración modificada (MUF), después de CEC a dosis de 30 mililitros por kg de peso. Posteriormente se retiran cánulas de aorta y cavas, se neutraliza la heparina con protamina a dosis de 3 miligramos por Kilogramo de peso, , se colocan cables de marcapasos epicárdicos temporales, se realiza eco transesofágico (ETE) de control y se cierra por planos la esternotomía. ! Fig. 6 Canulación de cavas, aórtica y drenaje (vent) izquierdo. Simultáneamente con la CEC se inicia la hipotermia por medio del enfriamiento interno de la sangre del paciente con el intercambiador de calor ( 𝑀ó𝑑𝑢𝑙𝑜!𝑑𝑒!ℎ𝑖𝑝𝑜 −𝑛𝑜𝑟𝑚𝑜𝑡𝑒𝑟𝑚𝑖𝑎!3𝑇∶!𝑆𝑡𝑜𝑐𝑘𝑒𝑟𝑡!), y al mismo tiempo externamente con mantas, temperatura adecuada del quirófano y localmente ! 69! en el campo operatorio con suero fisiológico frio para conseguir diferentes grados de hipotermia frio Fig. 7-8: leve, moderada o profunda. Mediante el sistema “ 𝐶𝐷𝐼!"500” (70 ) , durante todo el tiempo de CEC, se registraron y/o calcularon los siguientes datos con intervalos de 2-3 minutos: el pH, presión parcial de 𝐶𝑂! y de 𝑂! ( en mmHg ); temperatura en grados Celsius ( ºC ) ; bicarbonato!!(!𝐻𝐶𝑂! !) , en mili equivalentes por litro ( mEq/L ); base exceso (BE) ( mEq/L ); saturación de la hemoglobina por el oxígeno en porcentaje ( % 𝑆𝑂!); potasio (𝐾!) en ( mEq/L ); consumo de oxígeno ( 𝑉𝑂!) en mililitros de oxígeno por minuto ( 𝑚𝑙!𝑂!!𝑚𝑖𝑛 ) ; índice de perfusión de sangre desde la máquina de corazón pulmón (Q), en mililitros de sangre por minuto. En el lado venoso del circuito de CEC, se registraron además el hematocrito en porcentaje ( % Hto ), y la concentración de hemoglobina en gramos por ciento ( g% Hb ). Fig. 7 Cardioplejia en raíz aórtica, y suero fisiológico frio sobre el corazón. ! 70! Fig. 8 Enfriamiento tópico adicional del campo quirúrgico con suero frio. ! Durante la CEC, el dato del valor de la tasa de flujo o caudal de la bomba de la máquina de corazón pulmón, usada para calcular el consumo de oxígeno, se inserta manualmente o automáticamente a través de una bomba, unida con la conexión de interfase del sistema “ CDI!"500” de Terumo Cardiovascular Systems (TCVS) ( 70). ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! 71! 5. ANÁLISIS ESTADÍSTICO ! 72! ! 73! El objetivo principal del presente estudio fue determinar la relación existente entre el consumo de oxígeno 𝑉𝑂! y la temperatura corporal en grados Celsius (TºC) !!∆!!"! ∆!º!!, para explorar los diferentes patrones cinéticos individuales de esta relación, además de otras variables relacionadas, en niños con cardiopatías congénitas complejas entre 0 y 14 años, operados bajo CEC e hipotermia. A tal fin se llevó a cabo un estudio observacional transversal, en el que como unidades muestrales se utilizaron un total de 90 intervenciones quirúrgicas realizadas en el Servicio de Cirugía Cardiaca Infantil del Hospital Materno Infantil de las Palmas de GC, entre los años 2003 y 2010 Para cada una de estas intervenciones se dispone, por una parte, de datos biométricos del paciente (peso, talla, superficie corporal) y por otra la duración de la CEC y de un registro temporal de las variables relacionadas bajo control durante la misma. (Anexo 1). Debido a las circunstancias propias de cada intervención, dicho registro temporal no se ha podido llevar a cabo de manera homogénea; la duración de la CEC con un registro más corto cuenta con un total de 11 observaciones, mientras que el más largo alcanza las 74 observaciones. Asimismo, dentro de cada registro, los tiempos transcurridos entre observaciones sucesivas tampoco son regulares, oscilando desde algunos segundos hasta varios minutos. Para una presentación resumida de las características de cada variable, los valores de cada una de ellas registradas a lo largo de cada intervención fueron reducidas a su valor medio para cada individuo. Posteriormente los valores así obtenidos, junto con los valores biométricos de cada individuo (peso, talla y superficie corporal) se resumieron en media y desviación típica (para aquellas variables que presentaron distribución aproximadamente normal), o en mediana, y percentiles 2.5 y 97.5 (para las variables no normales). Para cada variable se han anotado además sus valores máximo y mínimo. La normalidad se ha contrastado mediante el test de Shapiro-Wilk, y se han considerado normales aquellas variables cuyo p-valor en este test supera el valor 0.05. ! 74! La relación entre el consumo de oxígeno 𝑉𝑂! como variable dependiente y la temperatura corporal (TºC), como variable independiente !!∆!!"! ∆!º!!!!se ha analizado mediante un modelo lineal de efectos mixtos, con el 𝑉𝑂! y el tamaño (superficie corporal en 𝑚!! y el peso en Kg) y la temperatura en TºC en escala normal, y también el 𝑉𝑂! expresado en escala logarítmica frente a la temperatura en escala normal para conseguir un mejor ajuste a la linealidad Fig. 9-10. Fig. 9 Logaritmo del consumo de oxigeno 𝑉𝑂!!normalizado al peso frente a la temperatura corporal durante la CEC. ! 75! Fig. 10 Logaritmo del consumo de oxigeno normalizado a la superficie corporal frente a la temperatura corporal durante la CEC. ! ! 82! ! Fig. 25 (PCO2 mmHg ) Fig. 26 (PO2mmHg)! ! !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! !! Fig. 27 Fig. 28 (𝑯𝒃𝑶𝟐!) ! !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ! 83! ! ! Fig. 29 Fig. 30 ! ! !! ! Las tablas siguientes muestran un resumen descriptivo de las variables anteriores. Las variables con distribución aproximadamente normal han sido resumidas en media y desviación típica; las no normales en mediana y percentiles 2.5 y 97.5. En todos los casos se han anotado los valores mínimo y máximo. ! ! ! ! 84! Tabla 2. Variable resumidas en mediana, percentiles, mínimo y máximo (distribución no normal): Variable( (((((( Mediana( ((((((((q2,5( (((((((((((q97,5( ((((((((((((Min( ((((((((((((Max( Peso( 8,965( 5,102( 17,62( 2,3( 59,7( Superficie( 0,415( 0,2675( 0,7425( 0,13( 1,73( Duración(Minutos( 2,199( 1,373( 3,466( 0,5978( 280,5( CO2((arterial)( 34,04( 32,06( 38,44( 22,78( 53,78( Temperatura(( 30,48( 28,76( 31,94( 22,01( 34,66( HCO3((arterial)( 24,53( 22,99( 25,78( 2( 31,31( SO2((arterial)( 1( 1( 1( 0,98( 4,38( VO2( 47,62( 31,56( 68,32( 11,83( 135,5( Q((flujo(bomba)( 1,09( 0,81( 1,67( 0,2( 4,11( CO2.(Venoso)( 33,75( 31,46( 35,21( 26,24( 53,7( O2.((Venoso)( 179,8( 156,9( 190,9( 20,23( 230,1( Hto.,(Venoso)( 0,26( 0,24( 0,28( 0,19( 0,89( ! Tabla 3. Variables resumidas en media , desviación típica, mínimo y máximo (distribución aproximadamente normal): Variable( ((((((((((((( Media( (((((((((((sd( (((((((((Min( ((((((((Max( Ph(((arterial)( 7,45( 0,07( 7,3( 7,63( O2((arterial)( 219,7( 32,29( 155,8( 302,2( EB((arterial)( 0,99( 2,73( Q7,01( 8,78( K((arterial)( 4,57( 1,07( 2,63( 7,65( Ph.((Venoso)( 7,5( 0,07( 7,4( 7,63( temp.(Venoso)( 27,98( 2,42( 24,91( 32,23( SO2.(Venoso)( 0,74( 0,08( 0,53( 0,93( Hb.(Venoso)( 8,79( 1,1( 6,51( 11,92( Según las gráficas de los histogramas de las variables medidas durante la CEC e hipotermia, se pueden hacer las siguientes afirmaciones: pH del lado “arterial” del circuito de CEC : La variación del pH, a lo largo de la CEC, se conservó entre 7.3 y 7.6, predominando los valores alrededor de 7.4, es decir con un pH neutro. ! ! 85! 𝑃𝐶𝑂! del lado “arterial” del circuito de la CEC. : La presión parcial del dióxido de carbono, se mantuvo entre 25 y 45 mmHg, ! 𝑃𝑂! del lado “arterial” del circuito de la CEC : Las cifras de presión parcial de oxígeno, , variaron entre 150 y 300 mmHg, con una concentración de los valores promedio alrededor de entre 200 y 250 mmHg con distribución homogénea. Temperatura TºC : La temperatura osciló entre 22 y 36ºC, predominando la hipotermia moderada, con una distribución de hipotermia profunda y leve casi iguales. Bicarbonato 𝐻𝐶𝑂! ! en el lado “arterial” del circuito de la CEC: El bicarbonato, se mantuvo entre 20 y 30 mili equivalentes por litro, es decir predominando una ligera alcalosis. Base Exceso BE en el lado “arterial” del circuito de la CEC: El exceso de base, se mantuvo en casi la totalidad de la muestra entre -5 y +5 mili equivalentes por litro, predominando los valores alrededor de 0. Potasio 𝐾! : Los valores de potasio en el lado “arterial” del circuito de CEC variaron entre 3 y 8 miliequivalentes por litro. Más del 50% se concentraron en un valor alrededor de 4 miliequivalentes por litro. 𝑆𝑂!: La saturación de la hemoglobina por el oxígeno en el lado “arterial” del circuito de CEC, se mantuvo en prácticamente todos los caso en 100%. ! 86! Consumo de oxígeno𝑽𝑶𝟐 : El valor del consumo de oxígeno, guarda una distribución amplia entre 0 (asociado seguramente con la hipotermia profunda) y 140 mililitros de oxígeno por minuto, como dato totalizado. La gran mayoría, más del 50% muestran valores alrededor de entre 20 y 80 mililitros de oxígeno por minuto. pH : El pH del lado “venoso” del circuito de CEC variaron entre 7.35 y 7.65, predominando los valores alrededor de 7.45 y con una tendencia a la alcalosis 𝑃𝐶𝑂! La presión del dióxido de carbono en el lado “venoso” del circuito de CEC estuvo entre 25 y 45 mmHg, en prácticamente todos los casos, con un evidente predominio entre 25 y 40 mmHg. 𝑃𝑂! : La presión de oxígeno en el lado “venoso” del circuito de CEC, estuvo entre 100 y 250 mmHg, con un predominio entre 150 y 200 mmHg. Temperatura TºC. La temperatura del lado venoso del circuito de CEC, ( retorno del paciente ) muestra una variación entre 24 y 32 ºC, de los datos registrados. Es evidente la importancia de estos datos, pues son el “estado de la temperatura real del paciente”. 𝑆𝑂! Saturación de Oxigeno: La saturación de la hemoglobina por el oxígeno, en el lado “venoso” del circuito de CEC, muestra una variación entre 55 y 90 %, con un claro predominio de las cifras de desaturación entre 60 y 80%. Estos datos son relevantes si se tienen en cuenta las cifras de presiones parciales de oxígeno en este segmento. ! 87! Hematocrito Hto. El hematocrito en el lado “venoso” del circuito de CEC, estuvo en la casi totalidad de los casos alrededor del 30%, con dos caso de “outliers” que es necesario descartar por obvias razones de sus valores. Hemoglobina : La hemoglobina del lado “venoso” del circuito de la CEC, varió entre 7 y 11 gramos %, con una alta concentración alrededor de 9 gr%, y el mayor numero de casos por debajo de este valor. Flujo o Caudal (Q) durante la CEC. El caudal o flujo varió entre 0 y 3.5 litros por minuto, como valores extremos, pero con la mayor parte de los casos, mas del 50% por debajo de 1,5 litros/minuto. 5.1.1. Análisis de los resultados 5.1.1.1. Variables Estudiadas En el lado “arterial” del circuito de Circulación extracorpórea, se aprecia un pH, casi siempre neutro, por cuanto la estrategia utilizada en el Servicio de Cirugía Cardíaca Infantil, en cuanto al manejo de este parámetro es la denominada “pH Stat ”. Esto concuerda con las cifras de 𝑃𝐶𝑂!, muy cercana a los valores de “normalidad” es decir 40 mmHg. Igualmente los valores de el bicarbonato y de la base exceso, conservan el equilibrio ácido-básico en cifras dentro de la “normalidad”. Las cifras de la presión de oxígeno, variaron en rangos altos, asegurando siempre una saturación de la hemoglobina por el oxígeno en el 100%. El potasio muestra una amplia variación con valores hasta de 8 miliequivalentes por litro, muy probablemente relacionado con momentos post cardioplejia. La temperatura, varió en consecuencia con los diferentes niveles de hipotermia ( leve, moderada, profunda ) utilizados en las intervenciones. Los consumos de oxígeno, variaron desde cero, en la parada cardiorrespiratoria ! 88! total, hasta los valores de normo termia, conservando de manera muy característica un comportamiento individual muy variable. Esto se puede confirmar con las diferentes pendientes ( inclinación de la recta de cada caso), de las respectivas ecuaciones de la relación !!∆!!"! ∆!º!! en el plano cartesiano, que se observan en la figuras 31-32. ! ! Fig. 31 Logaritmo del consumo de oxígeno 𝑉𝑂!normalizado con peso Vs temperatura corporal que muestra entre paréntesis en cada caso el valor de la pendiente. ! ! 89! ! ! Fig. 32 Logaritmo del consumo de oxígeno 𝑉𝑂! normalizado con superficie corporal, Vs temperatura que muestra entre paréntesis en cada caso el valor de la pendiente. En el lado “venoso” del circuito de la circulación extracorpórea, el único dato del equilibrio ácido básico 𝑂𝐻!!!→!!!!!𝐻!que mide el sistema “ 𝐶𝐷𝐼!"500” es el pH, el cual se conserva en la neutralidad. La presión parcial del 𝑃𝐶𝑂!, fue prácticamente igual a la del lado “arterial”, y en cuanto a las presiones parciales de oxígeno fueron comparativamente menores que en el lado “ arterial ”, ! 90! aunque altas, para los valores considerados normales, en situaciones fuera de la Circulación extracorpórea. La presión venosa del oxígeno en el lado “venoso” del circuito de circulación extracorpórea, es un dato muy importante por cuanto traduce un valor que es directamente proporcional a la oferta de oxígeno a los tejidos e inversamente proporcional a la demanda o consumo metabólico. Cuando el gasto cardíaco es insuficiente el contenido arterial de oxígeno está disminuido, o si el consumo de oxígeno está aumentado, la presión venosa de 𝑂! estará por debajo de los valores normales indicando hipoxia de los tejidos. La entrega de oxígeno a los tejidos depende entre otros de: el gradiente de 𝑃𝑂! trans membrana en el oxigenador, el gasto, flujo o caudal desde la bomba de CEC, el porcentaje de saturación de la hemoglobina y de la posición de la curva de disociación de la hemoglobina que determina el grado y facilitación de la liberación de oxigeno a los tejidos (20). La saturación de la hemoglobina por el oxígeno, fue francamente menor que en el lado “arterial”, como es obvio esperar después del consumo de oxígeno en los tejidos periféricos. En cuanto al flujo o caudal (Q) desde la bomba, aunque calculado inicialmente a partir del índice cardíaco, según la superficie corporal de cada paciente, es evidente, la amplia variabilidad, sobre todo en los tiempos de hipotermia. 5.1.1.2. Perfiles cinéticos de la relación consumo de oxigeno (𝑽𝑶𝟐) Vs temperatura ( TºC) La tablas 4 y 5 muestran la estimación del modelo lineal de efectos mixtos descrito en los apartados 5.1.1.1. y 5. (ecuaciones 6 y 7), respectivamente. Además la diferencia entre ambas es el factor de normalización utilizado para el consumo de 𝑂!. En la se muestra la estimación del modelo con el consumo normalizado al peso, mientras que en la tabla 6 se ha normalizado a la superficie corporal. ! 91! Tabla 4. Estimación del modelo de efectos mixtos, cuando el consumo de oxígeno se normaliza al peso del individuo ! Coeficiente( Valor( estimado( Error( estándar( Intervalo(de( confianza(al(95%( pQvalor( 𝛽!( 1,4323( 0,2343( [0,9726(,(1,8921]( <0,001( 𝛽!(((temp)( 0,0457( 0,0053( [0,0353(,(0,0562]( <0,001( 𝛽!!!(log(peso))( 0,3738( 0,0678( [0,2384(,(0,5093]( <0,001( Desviación( estándar( Valor( estimado( Intervalo(de(( confianza(al(95%( 𝜎!( 1,2824( [1,0157(,(1,6191]( 𝜎!( 0,0381( [0,0305(,(0,0477]( 𝜎!( 0,2850( [0,2750(,(0,2954]( Tabla 5. Estimación del modelo de efectos mixtos cuando el consumo de oxígeno se normaliza a la superficie corporal del individuo. ! Coeficiente( Valor( estimado( Error( estándar( Intervalo(de( confianza(al(95%( pQvalor( 𝛽!( 2,6469( 0,1925( [2,2693,(3,0245](( <0,001( 𝛽!(((temp)( 0,0457( 0,0053( [0,0353,(0,0562](( <0,001( 𝛽!!!(log(superf))( 0,4571( 0,0882( [0,2810,(0,6332]((( <0,001( Desviación( estándar( Valor( estimado( Intervalo(de(( confianza(al(95%( 𝜎!( 1,2872( [1,0198,(1,6247]( 𝜎!( 0,0382( [0,0305,(0,0478]( 𝜎!( 0,2850( [0,2750,(0,2954]( Cabe destacar que cualquiera que sea la normalización que se lleve a cabo, el efecto de la temperatura corporal es el mismo; en ambos casos, el coeficiente de regresión estimado vale 0,0457 (IC95% [0,0353,( 0,0562]) siendo este valor significativamente distinto de 0 (p<0.001). Podemos interpretar este coeficiente diciendo que, por término medio, por cada grado que se incrementa la temperatura, el logaritmo del consumo normalizado de oxigeno se incrementa por término medio en 0.0457 unidades, esto es: lg 𝑉𝑂!𝑡𝑒𝑚𝑝 =𝑇+1−lg 𝑉𝑂!𝑡𝑒𝑚𝑝 =𝑇=0.0457 (8) ! 98! Fig. 39 Logaritmo del consumo de oxígeno normalizado con peso, Vs temperatura corporal. En rojo se observan los valores eliminados de la figura anterior. ! 99! Por último, la figura siguiente muestra el consumo de oxigeno frente a la temperatura en sus escalas originales, junto con la estimación del modelo (Fig.40). Fig. 40 Consumo de oxígeno Vs temperatura corporal en sus escalas originales, junto con la estimación del modelo. ! ! ! ! ! 100! ! 101! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! 6. DISCUSIÓN ! ! 102! ! 103! Con los avances en el control de las enfermedades ocasionadas por las infecciones y la desnutrición, las enfermedades cardíacas congénitas se convierten se una verdadera epidemia en occidente. Los progresos en medicina han sido espectaculares y particularmente en la cirugía cardíaca infantil. Toda la tecnología necesaria durante la cirugía de niños con cardiopatías ha mejorado de forma exponencial, permitiendo una reducción de la morbimortalidad, y mejorando la supervivencia de estos niños. Es por ello, que es necesario seguir conociendo más y mejor todo lo relacionado con estos nuevos retos, asumirlos y ante las preguntas nuevas que surgen poder dar respuestas adecuadas. 6.1.Variables Relacionadas Estudiadas En el presente estudio, de la relación entre el consumo de oxígeno, la temperatura (!∆!!"! ∆!º!!) , y otras variables relacionadas, ! durante la CEC e hipotermia, en NCCC operados, todas las variables estudiadas, muestran comportamientos individuales y/o colectivos estrechamente vinculados. Entre las variables relacionadas, el equilibrio 𝑂𝐻!→𝐻!, muestra una tendencia hacia valores de neutralidad en el 𝑝𝐻 −𝐻𝐶𝑂! !−𝐵𝐸 , como consecuencia de la estrategia "𝑝𝐻!𝑆𝑡𝑎𝑡"! empleada en este estudio. Aunque los niveles de potasio se mantuvieron alrededor de valores normales, ciertos valores extremos, se pueden asociar a momentos cercanos a la infusión de la cardioplejia, que por definición es una solución rica en potasio, a concentraciones muy superiores a los valores fisiológicos en la sangre. Los niveles de saturación de la hemoglobina por el oxigeno, en el lado “arterial” del circuito de CEC están prácticamente todos en el 100%, observándose simultáneamente una variación de la presión de oxigeno entre 150 y 300 mmHg. De acuerdo a la relación entre presión de oxigeno y porcentaje de ! 104! saturación de la hemoglobina por el oxigeno, en normotermia, cifras de 𝑃𝑂! por encima de 100 mmHg no implican un porcentaje adicional importante de saturación de la hemoglobina por cuanto ésta ha llegado en la curva a una meseta donde la saturación es prácticamente del 100%, y que es posterior a la parte mas “pendiente” de la curva de saturación de la hemoglobina por el oxígeno, donde al contrario mínimos cambios en la 𝑃𝑂! ocasionan aumentos importantes del porcentaje de saturación En hipotermia la curva de saturación de la hemoglobina por el oxígeno se desplaza hacia la izquierda, lo cual implica una 𝑃𝑂! menor para determinados niveles de saturación. Estas observaciones inducen a pensar que las altas cifras de 𝑃𝑂! habitualmente manejadas durante la CEC, además de no aumentar la saturación de la hemoglobina por el oxígeno, pudieran ser toxicas y/o generadoras de posible embolismo gaseoso, por lo cual sería importante determinar cual es la cifra de 𝑃𝑂!! mínima ideal, para asegurar la mejor saturación de la hemoglobina durante CEC e hipotermia, y al mismo tiempo garantizar el gradiente inter membrana en el oxigenador para asegurar la adecuada difusión del gas, durante la CEC. Un hecho importante es que el porcentaje de 𝐻𝑏𝑂! puede ser excelente, pero el contenido de oxígeno (suma del oxígeno unido a la hemoglobina más el oxígeno disuelto) puede ser bajo o infra normal para las necesidades puntuales; normalmente en CEC hay hemodilución, y por ende una hemoglobina de 8 g% con una saturación del 100% no es equivalente a un adecuado contenido de oxígeno. Por otra parte intentar aumentar el contenido de oxígeno disuelto, aumentando la 𝑃𝑂! arterial, no es rentable por el mínimo aumento de oxígeno disuelto que causa un alto nivel de 𝑃𝑂!. Las cifras de saturación de 𝐻𝑏𝑂! en el lado “venoso” del circuito de CEC fluctuaron entre el 55-90%, contrastando con unos niveles altos de 𝑃𝑂!! (100250 mmHg), pues como es obvio se ha agregado la hemoglobina desaturada que ha entregado su carga de oxígeno a los tejidos. Además por la hemodilución, el hematocrito está por debajo del 30% y la hemoglobina entre 7 y 11 g%, los cuales son corregidos al final de la CEC a valores fisiológicos en normotermia. Aún así está por precisar cual es la cifra de 𝑃𝑂!! mínima suficiente para también conseguir el gradiente inter membrana en el ! 105! oxigenador que garantice la difusión del gas y que por otra parte disminuya la presión del gas para evitar el posible micro embolismo. Son dos retos de investigación futura tanto tecnológica como fisiológica en condiciones propias de CEC e hipotermia. En cuanto a los valores del caudal o flujo durante la CEC, son conocidos en general en normotermia. En hipotermia hay aproximaciones generales deducidas a partir de extrapolaciones de promedios (entre valores máximos y mínimos según la temperatura), o desde ecuaciones de regresión de geometría variable (algunas lineales, otras potenciales o logarítmicas) y por tanto con velocidades de variación (pendientes) de difícil interpretación. Las discrepancias observadas en estudios ya mencionados entre el consumo de oxígeno y la temperatura no solo están relacionadas con la TºC corporal sino con asimetrías de perfusión de diferentes tejidos, mecanismos aun desconocidos, fistulas arterio venosas, densidades de vasos capilares, viscosidad de la sangre, hemodilución etc. (29). En las cardiopatías congénitas son frecuentes los shunt de izquierda a derecha o viceversa, además de fistulas arteriovenosas congénitas, conocidas o no, compensatorias y/o quirúrgicamente realizadas para paliar la patología de base, pero también es cierto que durante la CEC, el corazón está aislado, las fistulas paliativas hechas quirúrgicamente se cierran antes, y salvo las ocultas o incontrolables quedaran abiertas. El caudal es “aproximado” según la temperatura, el estado de vasoconstricción y/o vasodilatación, el estado ácido-básico, hemodinámico, metabólico del paciente y también según las necesidades técnicas puntuales durante la cirugía, bajo CEC e hipotermia. Lo que es evidente es que son aleatoriamente variables y de comportamiento casi individual, lo cual tiene repercusiones posteriores en el consumo de oxígeno. Por otra parte las necesidades de los caudales o flujos tanto sistémicos como individuales para la conservación y protección de los diferente órganos, requieren mas investigación, para establecer la mejor relación (función, protección vs caudal), puesto que ! 106! individualmente la tolerancia a la isquemia entre los mismos es muy diferente durante la CEC e hipotermia. 6.2.Relación entre el Consumo de Oxígeno y la Temperatura La hipotermia utilizada durante la CEC induce una rata metabólica menor en el organismo y por tanto una disminución del !𝑉𝑂! Además de garantizar la conservación y protección de los diferentes órganos y tejidos, permite las condiciones adecuadas para el procedimiento quirúrgico. Todo el combustible necesario para el metabolismo es el oxígeno: a mayor temperaturamayor metabolismomayor consumo de oxígeno, y viceversa. Así pues, el caudal o flujo de sangre desde la bomba de CEC, temperatura y (!𝑉𝑂!)!!,son variables muy relacionadas e inter dependientes. Sin embargo la proporcionalidad, velocidad de cambio de una respecto a la otra, el comportamiento individualizado según cada paciente, la geometría (lineal-logarítmica o potencial) de las ecuaciones formales de dicha relación, dejan preguntas aun sin resolver, como se ha referido previamente. Con la tecnología actual disponible, se pueden medir instantáneamente con la frecuencia que se desee, tanto el (!𝑉𝑂!)!!, como la TºC (además de otras variables relacionadas) durante la CEC e hipotermia. Durante treinta años de experiencia personal y la de muchos cirujanos y/o perfusionistas es una apreciación general que una vez prefijado el índice cardiaco, para el flujo desde la bomba de CEC en normotermia , en cuanto se inicia la hipotermia ese valor va cambiando en una forma mas “aleatoria,” que la rígidamente pre establecida, dependiendo de múltiples circunstancias aunque es cierto con una tendencia general, globalmente proporcional. Por todo lo anterior en el presente estudio se ha registrado minuto a minuto la relación (!∆!!"! ∆!º! ) durante la CEC e hipotermia. Como se sugirió en la hipótesis de trabajo, el comportamiento individual de dicha relación es variable ! 107! aleatoriamente. La amplia variabilidad de los valores de la velocidad de cambio de dicha relación (pendiente o derivada) sin embargo guarda una tendencia de proporcionalidad directa en general. La geometría lineal de dicho comportamiento se puede mantener con reservas para cada individuo en sus particulares circunstancias, pero probablemente no como algo que pueda ser “esperado”, incluso en el mismo caso durante una intervención diferente, y menos aún algo “esperado” para una muestra de casos semejantes. De todas formas otra geometría (por ejemplo exponencial o logarítmica u otras mas específicas y controladas) pueden ser exploradas en futuras investigaciones. Cuando se analizan en conjunto los diferentes comportamientos individuales de la relación !∆!!"! ∆!º!! , incluyendo la variable adicional tamaño (peso o superficie corporal), como factor para normalizar el !𝑉𝑂!!!entre los diferentes niños, se pueden proponer dos modelos matemáticos, a partir de ecuaciones de regresión presentadas en el análisis de resultados del presente estudio. Estos modelos lineales de efectos mixtos permiten evaluar la relación ∆!!"! ∆!º!, considerando la variable adicional tamaño (peso o superficie corporal) durante la CEC e hipotermia, conformando un modelo matemático generalizado (ecuación 1), para ser considerado como una propuesta más amplia, no para el comportamiento en un caso particular, sino en un universo de casos semejantes. De esta forma los diferentes perfiles cinéticos individuales del comportamiento de la relación ∆!!"! ∆!º! demostrados en el presente estudio, permiten valorar en primer lugar un comportamiento individual (ecuación lineal con pendiente particular), y por otra parte los modelos matemáticos propuestos para un comportamiento general de casos similares, expresada en la ecuación general de regresión lineal, mostrar el efecto aleatorio que sobre dicha relación tiene cada individuo en particular, lo mismo que el efecto general global de la tendencia de todos los casos similares y también los efectos mixtos (individual y general). Considerados los resultados en conjunto, con el ajuste matemático adecuado se ha podido concluir una relación entre el tamaño y la superficie de dimensión cuadrática 𝑊≈𝑆𝑢𝑝𝑒𝑟𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒! ! ! , y entre el tamaño y el peso de dimensión cúbica 𝑊!≈ ! 114! ! 115! ! ! 8. BIBLIOGRAFÍA ! ! ! ! ! ! ! 116! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! 117! ! ! ! 1. Villagrá Blanco F. www.cardiopatiascongenitas.net Qué son las cardiopatías congénitas. 2015 2. Lauterbach G. Revisión Históric, desarrollo de la circulación extracorpórea. En: Tschaut RJ, León Wyss J, García Castro e, Editores. Circulación extracorpórea en teoría yy práctica. Berlín: Pabst Science Publishers; 2003. p. 19-24 3. Marcano Sanz LE, Romero Suarez A, Serrano Ricardo G, Sanchez Nogueira N. Cirugía Cardiovascular Pediátrica en normotermia durante la circulación extracorpórea. MediSur, Vol. 10, num. 1, 2012, p.47-54 4. Bigelow WG, Callaghan JC, Hopps JA. General hypothermia for experimental intracardiac surgery. Am Surg. 1950; 132 (3): 531-7 5. Daniel R. Meldrum and Duke E. Cameron, Intraoperative Myocardial Protection. Constantine Mavroudis, MD, Carl L. Backer, MD editors. In: Pediatric Cardiac Surgery, Chicago Illinois Mosvi Editorial 2003 p. 194 6. F. Reed Hainsworth. Temperature Regulation in Ectotherms. Editor. Addison Wesley Publishing Company. ANIMAL PHYSIOLOGY. New York. 1981. p. 175 7. F. Reed Hainsworth. Temperature Regulation in Ectotherms. Editor. Addison Wesley Publishing Company. ANIMAL PHYSIOLOGY. New York. 1981. p. 184 8. F. Reed Hainsworth. Temperature Regulation in Ectotherms. Editor. Addison Wesley Publishing Company. ANIMAL PHYSIOLOGY. New York. 1981. p. 185 ! 118! 9. F. Reed Hainsworth. Energy Use At Minimum Rates. Editor. Addison Wesley Publishing Company. ANIMAL PHYSIOLOGY. New York. 1981. p. 163-170 10. F. Reed Hainsworth. Energy Use At Minimum Rates. Editor. Addison Wesley Publishing Company. ANIMAL PHYSIOLOGY. New York. 1981. p. 164 11. F. Reed Hainsworth. Energy Use At Minimum Rates. Editor. Addison Wesley Publishing Company. ANIMAL PHYSIOLOGY. New York. 1981. p. 166 12. Adams A.P.; Hahn C.E.W. Oxygen transport in blood. Adams/Hahn Editors, Principles and Practice of Blood-Gas Analysis. MelbourneNew York 1982. Churchill Livingstone. p. 15-23 13. Horace W. Davenport. El transporte del Oxigeno físicamente disuelto por la Sangre. En: El ABC de la química ácido-base. Buenos Aires 1966. Editorial Universitaria de Buenos Aires. p. 16-17 14. Horace W. Davenport. El transporte de Oxigeno en la Sangre por la Hemoglobina. En: El ABC de la química ácido-base. Buenos Aires 1966. Editorial Universitaria de Buenos Aires. p. 18-22 15. Patiño J.F. Fisiología de la Respiración. Editor Patiño J.F. En: Gases Sanguíneos. Editorial Médica Internacional Ltda. Bogotá 1998. p. 71 16. Patiño J.F. Fisiología de la Respiración. Editor Patiño J.F. En: Gases Sanguíneos. Editorial Médica Internacional Ltda. Bogotá 1998. p. 78 17. Horace W. Davenport. El transporte del anhidrido carbónico en la sangre: aspectos cualitativos. En: El ABC de la química ácido-base. Buenos Aires 1966. Editorial Universitaria de Buenos Aires. p. 41-42 ! 119! 18. Horace W. Davenport. El transporte del anhidrido carbónico en la sangre: aspectos cualitativos. En: El ABC de la química ácido-base. Buenos Aires 1966. Editorial Universitaria de Buenos Aires. p. 43-48 19. Horace W. Davenport. La hemoglobina como Buffer: Efecto de la Reducción. En: El ABC de la química ácido-base. Buenos Aires 1966. Editorial Universitaria de Buenos Aires. p. 33-37 20. Patiño J.F. Fisiología de la Respiración. Editor Patiño J.F. En: Gases Sanguíneos. Editorial Médica Internacional Ltda. Bogotá 1998. p. 69 21. Nicholas T Kouchoukos, Eugene H Blacstone, Frank L Hanley, James K. Kirklin. Hyphotermia. Circulatory Arrest and Cardiopulmonary By Pass. KirklinBarrat Boyes Editors. In: Cardiac Surgery. Fourth Edition Vol I. Printer in China 1986. Editorial Elsevier Saunders. p. 67-69 22. Portela Peñas I. Los Seres Vivos y la Energía: Digestión y Metabolismo. González M, Morcillo G, Portela I Editores. En Biología Curso de Introducción. Madrid 2008. Editorial Centro de Estudios Ramón Areces S. A. p. 118-120 23. Portela Peñas I. Los Seres Vivos y la Energía: Digestión y Metabolismo. González M, Morcillo G, Portela I Editores. En Biología Curso de Introducción. Madrid 2008. Editorial Centro de Estudios Ramón Areces S. A. p. 144-148 24. Sealy W.C. Hypothemia: its Possible Role In Cardiac Surgery, Ann Thorac Surg 47:788, 1989 25. Shumway N E, Lower RR: Topical Cardiac Hypothermia for Extended Periods of Anoxic Arrest, Surg Forum 10:563, 1959 26. Sonnenblick EH, Ross J Jr, Braunwald E: Oxigen consumption of the heart: newer concepts of its multifactorial determination, Am J Cardiol 22: 328, 1968 ! 120! 27. Buckberg GD, Brazier JR, Nelson RL, et al: Studies of the effects of hypothermia on regional myocardial blood flow and metabolism during cardiopulmonary bypass, I: the adequately perused beating, fibrillating and arrested heart, J Thorac Cardiovasc surg 73: 87, 1977 28. Bergouignan M, Fontan F, Trarieux M, Julien J. Syndromes choreiformes de lénfant au decours dínterventions cardiochirurgicales sous hypothermic profonde. Rev neurol ( Paris ) 1961; 105: 48 29. Nicholas T Kouchoukos, Eugene H Blacstone, Frank L Hanley, James K. Kirklin. Hyphotermia. Circulatory Arrest and Cardiopulmonary By Pass. KirklinBarrat Boyes Editors. In: Cardiac Surgery. Fourth Edition Vol I. Printer in China 1986. Editorial Elsevier Saunders. p. 70 30. Nicholas T Kouchoukos, Eugene H Blacstone, Frank L Hanley, James K. Kirklin. Hyphotermia. Circulatory Arrest and Cardiopulmonary By Pass. KirklinBarrat Boyes Editors. In: Cardiac Surgery. Fourth Edition Vol I. Printer in China 1986. Editorial Elsevier Saunders. p. 95 31. Greeley WJ, Kern HF, Ungerleider RM, et al: The Effect of Hypothermic CPB and total circulatory arrest on cerebral metabolism in neonates, infants, and children, J Thorac Cardiovasc Surg 101:783, 1991 32. Harris EA, Seelye ER, BarrattBoyes BG. On the Availability of Oxygen to the body during cardiopulmonary bypass in man. Br J Anesth 1974: 46:425 33. Navas JP, Anderson W, Marsh JD: Hypotermia increases calcium content of hypoxic myocites, Am J Physiol 259: 333, 1990 34. Sakai T, Kurihara S: The rapid cooling contracture of toad cardiac muscles. Jpn J Physiol 24: 649, 1974 ! 121! 35. Williams WG, Rebeyka IM, Tibshirani RJ, et al: Warm induction blood cardioplegia in the infants. <a technique to avoid rapid cooling myocardial contracture, J Thorac Cardiovasc Surg 100: 896,1990 36. Breuer E, Baeta E, Zlatos L, et al: Developmental changes of myocardial metabolism. II. Myocardial metabolism of fatty acids in the early postnatal period in dogs, Biol Neonat 12:54, 1968 37. Warshaw JB: Cellular energy metabolism during fetal development. I. Oxidative Phosphorylation in the fetal heart. J Cell Biol 41:651, 1969 38. Warshaw JB, Terry ML: Cellulat Energy metabolism during fetal development. VI. Fatty acid oxidation by developing brain, Dev Biol 52:161, 1976 39. Durandy Y, Hulin SH. Normothermic by pass in pediatric surgery: Technical aspect and Clinical experience with 1400 cases. ASAIO J. 2006; 52(5) : 539-42 40. Durandy Y. Warm Pediatric Cardiac Surgery: European Experience. Asian Cardiovasc Thorac Ann. 2010;18:386-95 41. James Jaggers and Ross M. Ungerleider. Cardiopulmonary Bypass in Infants and Children. Constantine Mavroudis, MD, Carl L. Backer, MD editors. In: Pediatric Cardiac Surgery, Chicago Illinois Mosvi Editorial 2003 p.174-175 42. Kern FH, Ungerleider RM, Reves JG, et al: Effect of altering pump flow rate on cerebral blood flow and metabolism in infants and children, Am Thorac Surg 56: 1366,1993 43. Clark RE, Dietz DR, Miller JG: Continuos detection of microemboli during CPB in animals and man, Circulation 54 (suppl 6): 74, 1976. ! 122! 44. Durandy Y, MD. Protección miocárdica en pediatria. Trabajos distinguidos pediatrica 15 (2013) p. 4-8. www.siicsalud.com/main/expinv.htm 45. Monroe RG, Stran GH, Lafarge CG, Levy J. Ventricular performance pressure volumen relationships and O2 consumption during hyphotermia. Am J Physiol 206:67-73 1964 46. Archie JP, Kirklin JW. Effect of hyphotermic perfusión on myocardial compsutions and coronary resistance. Surg Forum 24:186-188, 1973 47.Durandy YD. Pediatric myocardial protection. Curr Opin Crdiol. 2008; 23(2):85-90 48. Gibbon JH. Application of a mechanical heart and lung apparatus to cardiac surgery to cardiac surgery. Minn Med. 1954; 37 (3): 17-85 49. . Lauterbach G. Revisión Históric, desarrollo de la circulación extracorpórea. En: Tschaut RJ, León Wyss J, García Castro e, Editores. Circulación extracorpórea en teoría yy práctica. Berlín: Pabst Science Publishers; 2003. p. 19-24 50. Corno AF. What are the best temperatura, flow, and hematcrit levels for pediatric cardiopulmonary bypass?. J Thorac Cardiovasc Surg. 2002;124: 8567 51. Souza ME. Cirugía Cardíaca normotérmica. En: Fundamentos de Circulacao Extrsacorporea. Ri de Janeiro: Centro Editorial Alfa Rio; 2006. P. 514-22 52. Mulholland JW. The Great britain and Ireland perspective: current perfusión safety issues, preparing for the future. Perfusion. 2005; 20 (4): 217-25 ! 123! 53. Eggum R, UelandT, Mollnes T, Videm V, Aukrust P, Fiane A, et al. Effect of perfusión Temperature on the inflammatory Response during Pediactric Cardiac Surgery. Ann Thorac Surg. 2008;85:611-7. 54. Cavadas de Costa Soares L, Ribas D, Spring L, Ferreira da Silva JM, Itiro Miyague N. Perfíl clínico de la respuesta inflamatoria sistémica tras cirugía cardíaca pedíatrica con circulación extracorpórea. Arq Bras Cardio. 2010;94(1):1672-8 55. DeWall RA, Bentley DJ, Hirose, Battung V, Najafi H, Roden T. A temperatura contrilling (omnithermic) disposable bubble oxygenator for total body perfusión. Dis Chest 1966;49:207-11 56. Robert Howe, Robert Lapierre and Gregory Matte. The bypass circuit: hardware options. Jonas RA MD Editor. Comprehensive Surgical Management of Congenital Heart Disease. Boston 2004.Arnold Editorial. p.128 57. James Jaggers and Ross M. Ungerleider. Cardiopulmonary Bypass in Infants and Children. Constantine Mavroudis, MD, Carl L. Backer, MD editors. In: Pediatric Cardiac Surgery, Chicago Illinois Mosvi Editorial 2003 p.184 58. Robert Howe, Robert Lapierre and Gregory Matte. The bypass circuit: hardware options. Jonas RA MD Editor. Comprehensive Surgical Management of Congenital Heart Disease. Boston 2004.Arnold Editorial. p.129 59. Elliot MJ. Ultrafiltration and modified ultrafiltration in pediatric open heart operations. Ann Thorac Surg 1993;56:1518-1522 60. Gaynor JW. Use of ultrafiltration during and after cardiopulmonary bypass in children. J Thorac Cardiovasc Surg 2001; 122;209-211 61. A. Alcaraz, R. Greco, M. Sánchez, E Panadero. Depuración extrarrenal continua en el pre y post operatorio de cirugía cardiaca en niños. Alvart Net, ! 130! 9.2. ANEXO 2. Funcionamiento del “ 𝑪𝑫𝑰𝑻𝑴500” El “ 𝐶𝐷𝐼!"500” de la marca 𝑇𝑒𝑟𝑢𝑚𝑜!!!(70)…… “ es el aparato que también mide o calcula los parámetros sanguíneos tanto en el lado arterial como el venoso del circuito de CEC. El aparato “ 𝐶𝐷𝐼!"500” de Terumo Cardiovascular Systems ( TCVS ) , es el sistema de monitorización de la sangre durante las intervenciones bajo CEC. Este sistema mide y muestra los valores de𝑃𝑂!, 𝑃𝐶𝑂!, pH, 𝐾!, 𝑆𝑂!, Hto, Hb, y TºC, en las unidades correspondientes a cada uno, mencionadas anteriormente. Además, el sistema “ 𝐶𝐷𝐼!"500” puede calcular y mostrar los valores siguientes: BE, 𝐻𝐶𝑂! !, 𝑆𝑂!(calculada cuando no se mide ), 𝑉𝑂! , todas en las unidades descritas previamente. El sistema “ 𝐶𝐷𝐼!"500” ( Fig 5 ) puede mostrar los parámetros sanguíneos, sea a la temperatura real o ajustados a 37ºC. El sistema “ 𝐶𝐷𝐼!"500” incluye una impresora incorporada que puede proporcionar una copia de los valores de los parámetros sanguíneos mostrados. Como es obvio , el sistema “ 𝐶𝐷𝐼!"500” no está indicado si no existe flujo de sangre a través del circuito de CEC, y además el módulo de Hto y SO2, requiere un flujo sanguíneo mínimo de 100 ml/min. Además el sensor de derivación del “ 𝐶𝐷𝐼!"500” de TCVS requiere un flujo de 35 ml/min. El sistema “ 𝐶𝐷𝐼!"500” es un monitor alimentado por corriente alterna y con un microprocesador que emplea tecnología de fluorescencia óptica para medir los gases, el pH, y el potasio en la sangre. También utiliza la tecnología de reflexión óptica para medir la saturación de oxígeno, el hematocrito y la hemoglobina. Por medio de dos cables, ( uno venoso y otro arterial ), se conecta el monitor a los sensores CDI de derivación, que se insertan en el circuito extracorpóreo. Los sensores CDI de derivación contienen microsensores fluorescentes, que forman el núcleo del sistema de medición del “ 𝐶𝐷𝐼!"500”. Los diodos de emisión de luz (LED) en los cabezales de cables, dirigen los pulsos de luz hacia los microsensores. Estos están compuestos de ! 131! agentes químicos fluorescentes, que emiten luz respondiendo a los pulsos de estímulo. La intensidad de la luz emitida depende de las concentraciones de iones potasio, oxígeno, dióxido de carbono e hidrógeno que entran en contacto con los microsensores. La luz emitida por los microsensores fluorescentes es devuelta a los cabezales de cables y medida por el detector de luz. El microprocesador convierte la señal de salida del detector a datos numéricos que aparecen en la pantalla del monitor y pueden ser copiados en papel. Por otra parte para la medición de la reflexión óptica, la superficie de detección de la sonda óptica del monitor contiene diodos de emisión de luz (LED) y un foto detector. Los LED dirigen impulsos luminosos a la sangre a través de una ventana óptica en la cubeta H/S “ 𝐶𝐷𝐼!" 500” de TCVS, que se introduce en el circuito extracorpóreo. Se analiza la intensidad de las reflexiones resultantes ( a partir de los espectros característicos de las formas oxi y desoxi de la hemoglobina ) para determinar la saturación de oxígeno, el hematocrito y la hemoglobina. Estos valores aparecen en la pantalla del monitor y también se puede registrar en papel ”. ! !