Introducción

El fenómeno de la deuda de oxígeno (dO₂) se describió en el contexto del ejercicio físico hace varias décadas¹,². Este concepto progresivamente se ha incorporado al terreno de la medicina, en particular durante los cambios hemodinámicos producidos por la cirugía y la anestesia en los pacientes de alto riesgo³-⁵. La dO₂ se define como el aumento en la cantidad de oxígeno (O₂) consumida por el organismo inmediatamente después de realizar un ejercicio físico hasta que el consumo de O₂ se normaliza nuevamente¹,². El grado de la dO₂ depende de la intensidad, la duración y el tipo de ejercicio. La dO₂ refleja la regulación de la perfusión sanguínea a los tejidos en función del metabolismo energético celular. En el período de recuperación, el cuerpo «paga» su dO₂ consumiendo una cantidad de O₂ mayor que la que normalmente necesita en reposo. La dO₂ además de presentarse en condiciones fisiológicas durante la actividad física, ocurre también durante los procedimientos de cirugía mayor en los que se pueden generar condiciones que la producen³-⁶.

La importancia de mantener una adecuada perfusión tisular durante el perioperatorio se ha reconocido desde hace muchos años, particularmente en los pacientes de alto riesgo. En la actualidad es claro que la inestabilidad hemodinámica en el perioperatorio puede producir hipoperfusión tisular e hipoxia celular que lleva a consecuencias graves. El grado de la dO₂ tisular se ha relacionado con la falla de órganos múltiples y morbimortalidad perioperatoria³-⁵. A pesar de los avances en la medicina, aún no es posible prevenir o disminuir la dO₂ con la administración de líquidos o con el uso de agentes vasoactivos. Por lo que un retardo o manejo inadecuado de la hemodinámica perioperatoria producirá hipoperfusión e hipoxia tisular afectando los desenlaces de la cirugía⁴-⁶. El conocimiento y la valoración de la dO₂ en el perioperatorio es esencial durante la anestesia del paciente de alto riesgo. Para lograr este objetivo se requiere del uso de índices adecuados que permitan detectar y cuantificar la hipoperfusión tisular y el desbalance entre la oferta (DO₂) y la demanda de oxígeno (VO₂)⁷. Los parámetros convencionales como la frecuencia cardíaca, la presión arterial media, el estado mental y el gasto urinario son signos importantes que ayudan a evaluar una perfusión tisular disminuida; sin embargo, la valoración adecuada durante la anestesia necesita una monitorización hemodinámica avanzada que incluya todos los criterios de hipoperfusión tisular. La lista general de estos criterios sería: a) la presión arterial sistólica (PAS) ≤ 90 mmHg (o disminución ≥ 20% del control), b) gasto urinario < 0.5 mL/kg/min por más de dos horas, c) aumento en la frecuencia cardíaca ≥ 10% del control, d) presencia de piel moteada y, e) hiperlactatemia (> 2 mmol/L)⁷. A esta lista habría que adicionar las estrategias más recientes que incluyen parámetros que permiten una mejor valoración de la hemodinámica en el perioperatorio.

En esta revisión se presentan los conceptos fundamentales de la dO₂, su mecanismo, detección y cuantificación, además de las intervenciones para evitarla o disminuirla y las recomendaciones para los anestesiólogos con el fin de asegurar mejores resultados en los pacientes quirúrgicos de alto riesgo.

Fisiología de la deuda de oxígeno

La primera descripción de este fenómeno fue realizada en 1913 por Krogh y Lindhard¹, quienes midieron el consumo de O₂, los cambios en la ventilación, el CO₂ alveolar y el cociente respiratorio en sujetos entrenados sometidos a esfuerzo físico súbito reportando los cambios en la captación de O₂ antes, durante y después del esfuerzo. En 1919 August Krogh describió la adaptación de la perfusión sanguínea en los músculos esqueléticos y otros órganos en función de la demanda. La descripción de la regulación de la perfusión tisular mediante la apertura y cierre de arteriolas y capilares le llevó a ganar el Premio Nobel de Medicina en 1920⁸. La teoría de la dO₂ fue desarrollada más ampliamente por Hill, Long y Lupton⁹ en 1924, basándose en las determinaciones de la mayor captación de O₂ durante la recuperación del ejercicio cuando se compara con el reposo. Estos autores encontraron una relación directa entre el aumento de la VO₂ en la recuperación y la duración del metabolismo anaeróbico durante el ejercicio. En 1988 Shoemaker y colaboradores¹⁰ publicaron un artículo seminal en el que describieron el concepto de la dO₂ y su relevancia para el desarrollo de complicaciones en el período postoperatorio. De acuerdo con este estudio, el trauma quirúrgico y el período posterior de la cicatrización se acoplan con un aumento en la VO₂ tisular¹⁰. Esto normalmente produce un incremento en el gasto cardíaco (GC) y disminución en las resistencias vasculares sistémicas con la finalidad de aumentar la DO₂ a los tejidos. El papel más importante del sistema cardiorrespiratorio es entregar una cantidad adecuada de O₂ (DO₂) a las células para satisfacer sus demandas metabólicas. Sin embargo, la oxigenación tisular depende del balance entre la DO₂, la VO₂ y la captación por los tejidos⁷,¹⁰,¹¹. En la Figura 1 se presenta el equilibrio que debe existir entre estos tres factores para garantizar la oxigenación tisular adecuada, además de los indicadores de la perfusión tisular y las condiciones principales que influyen en este equilibrio.

Adaptada de: Molnar Z, et al.¹²

Figura 1: Equilibrio entre la oferta (DO₂) y la demanda de oxígeno (VO₂) y las condiciones que lo afectan. 

La DO₂ se define como la cantidad de O₂ que transporta la sangre en un minuto. La DO₂ depende directamente del GC y del contenido total de O₂ en la sangre arterial (CaO₂) (DO₂ = CaO₂ × GC). La determinación normalizada de la DO₂ por la superficie corporal del paciente se llama índice de la DO₂ normal (IDO₂) cuyo rango normal es de 500-600 mL de O₂/min/m². Cuando el contenido de O₂ en la sangre arterial y/o el GC disminuyen, la DO₂ también disminuye y con cierta frecuencia se acompaña de un aumento en la VO₂ debido a la aparición de factores como el dolor, la agitación, la fiebre, etcétera (Figura 1).

En el reposo normal, la demanda metabólica de O₂ (VO₂) de todo el organismo no depende de la DO₂ (Figura 2). En la fase temprana de la disminución de la DO₂, la regulación de la circulación por vasodilatación puede compensar en cierto grado el déficit de O₂ y hacer que el VO₂ permanezca estable. En condiciones donde continúa la disminución de la DO₂ como ocurriría en una hemorragia al disminuir el flujo sanguíneo, se presenta una compensación mediante mayor extracción de O₂ por parte del tejido a nivel capilar (Figura 2). Sin embargo, cuando la extracción adicional de O₂ no es suficiente para cumplir con las demandas metabólicas, es decir, cuando la DO₂ cae por debajo de la VO₂ tisular, se llega a un punto de inflexión llamado la «DO₂ crítica»¹¹. Este punto de inflexión representa la transición del metabolismo aeróbico al anaeróbico para obtener energía donde la VO₂ se hace directamente dependiente de la DO₂ (Figura 2). Esta transición metabólica mueve a los tejidos a un estado isquémico y aparece el déficit de O₂. Este déficit de O₂ acumulado en el tiempo es lo que establece la dO₂, la cual se manifiesta en diversos cambios: una disminución de la saturación venosa central de O₂ (ScvO₂) determinada en la aurícula derecha, el desarrollo de hiperlactatemia y acidosis metabólica¹¹. Los índices que indican la dO₂ por lo tanto son los niveles de lactato, el déficit de base y el nivel de extracción de O₂¹².

Adaptada de: Conte B, et al¹⁴.

R_EO₂ = tasa de extracción de oxígeno

Figura 2: Relación entre la oferta (DO₂) y la demanda de oxígeno (VO₂) y la transición del metabolismo energético. El lado derecho de la curva muestra la relación independiente entre la DO₂ y la VO₂. En condiciones en las que la DO₂ disminuye por debajo de la DO₂ crítica (donde la tasa de extracción de O₂ es máxima: 340 mL/min/m²), la VO₂ pasa a ser dependiente de la DO₂. En estas condiciones se presenta el déficit de O₂ que lleva a un estado isquémico. La magnitud del déficit de O₂ explica la deuda de O₂. 

Condiciones de la cirugía que producen una deuda de oxígeno

Durante los procedimientos de cirugía mayor existen tres factores de importancia que posiblemente generan una dO₂. 1) Factores relacionados al paciente como la disminución de la contractilidad cardíaca; 2) condiciones producidas por la cirugía como el sangrado-hipovolemia y 3) complicaciones relacionadas con la anestesia como la hipoxia, vasoplegia, hipovolemia, profundidad inadecuada de la anestesia. En estas condiciones, los mecanismos compensadores de oxigenación tisular no son suficientes para mantener la VO₂ de manera constante, por lo que deben tratarse las causas y las consecuencias del desbalance entre la DO₂ y la VO₂. El nivel del metabolismo anaeróbico puede detectarse por los altos niveles de lactato y acidosis metabólica¹¹. El principal objetivo de la reanimación mientras se corrige el balance DO₂/VO₂ es restablecer el metabolismo aeróbico para evitar o tratar la dO₂.

La dosis letal de la deuda de oxígeno

Crowell y Smith¹³ fueron los primeros en describir cuantitativamente el efecto de la dO₂ en términos de la dosis letal (DL). En estudios realizados en perros la dO₂ de 100 mL/kg o menos no fue letal. La DL50 (dosis suficiente para matar 50% de la población estudiada) fue de 120 mL/kg y la dO₂ de 140 mL/kg o más fue invariablemente fatal¹³. En la clínica existen parámetros que pueden dar una cuantificación de la dO₂, la cual se convierte en una condición esencial, en particular en los pacientes de alto riesgo como ya se mencionó.

El gasto cardíaco como determinante de la perfusión tisular

El balance entre la DO₂ y la VO₂ es pilar para valorar el grado de perfusión tisular y el desarrollo de la disfunción de órganos múltiples en condiciones que favorecen la dO₂¹³-¹⁵. En el estado estable, la VO₂ utiliza sólo 25% de la DO₂. En estados de choque, la VO₂ aumenta desproporcionalmente con respecto a la DO₂ hasta pasar el umbral crítico donde la VO₂ pasa a ser dependiente de la DO₂ y se presenta el metabolismo anaeróbico como se describió en la Figura 2 ¹³-¹⁵. Debido a que la principal determinante de la DO₂ es el GC, la valoración de la mayoría de los pacientes y las estrategias de reanimación dependen de la optimización de este parámetro. La DO₂ determinada como el producto del GC por la CaO₂ es un indicador que se utiliza para valorar la oxigenación tisular¹⁵,¹⁶. Al llegar la sangre a los tejidos periféricos, el O₂ es liberado de la hemoglobina debido el efecto Bohr y difunde desde el sitio de mayor presión a otro de menor, es decir, del espacio intravascular al extravascular. Posteriormente ingresa a la célula y después a las mitocondrias donde este O₂ es utilizado en la producción de adenosín trifosfato (ATP) por la cadena respiratoria. Como se mencionó, la DO₂ es la cantidad de O₂ aportada a los tejidos en mL/min y el IDO₂, la cantidad de O₂ que se ofrece a los tejidos expresada como mL/min/m² de superficie corporal (Figuras 3 y 4).

DO₂ = oferta de O₂. VO₂ = demanda de oxígeno. SvO₂ = saturación venosa de O₂. Hb = hemoglobina. SaO₂ = saturación arterial de O₂. PaO₂ = presión parcial arterial de O₂.

Figura 3: Valores normales de la oferta de oxígeno. 

DO₂ = oferta de oxígeno. CaO₂ = contenido arterial de oxígeno. Hb = hemoglobina. PaO₂ = presión parcial de oxígeno arterial.

Figura 4: Determinantes de la oferta de O₂. 

En un estudio previo se estableció que en un hombre joven sano la DO₂ es de 1,200 mL/min y el valor indexado es de 666 mL/min/m²⁽¹⁰. La DO₂ a los tejidos se expresa mediante la siguiente fórmula:

DO₂ = GC × CaO₂ × 10

En la Figura 4 se resumen las variables fisiológicas que determinan la DO₂.

Cuantificación de la demanda de oxígeno

La VO₂ puede calcularse mediante el principio de Fick invertido o mediante el análisis de gases durante la espiración con la siguiente fórmula: VO₂ = (contenido arterial de oxígeno-contenido venoso de O₂) × GC × 10¹⁵. En condiciones normales la VO₂ está en 225-275 mL/min (Figura 3) y corregido para la superficie corporal, 120-150 mL/min/m². En condiciones normales de reposo, la DO₂ a los tejidos supera los requerimientos de éstos, por lo que la VO₂ no será dependiente de la entrega. Incluso la VO₂ no disminuye ante algunas reducciones de la entrega. La VO₂ disminuye particularmente en condiciones de hipotermia y anestesia. La hipotermia por abajo de 35 ^oC se asocia con trastornos de la coagulación debido a disminución de la actividad enzimática. Pero disminuciones más importantes en la oferta ocasionarán reducción del consumo, fase en la que se hace dependiente del aporte (Figura 2)¹⁴,¹⁶,¹⁷.

En un estudio, considerado ahora clásico, el valor de la DO₂ crítica se estableció en 9 mL de O₂/kg o 333 mL de O₂/min/m²⁽¹⁷. Por otro lado, Lugo y colaboradores¹⁸ estudiaron 20 pacientes de alto riesgo en cirugía no cardíaca y midieron la DO₂ crítica en el preoperatorio y perioperatorio. Los valores fueron de 375 y 390 mL de O²/min/m² en los períodos preoperatorio e intraoperatorio respectivamente. La extracción de O₂ alcanzada al nivel de la DO₂ fue significativamente más baja (p < 0.01) durante el período intraoperatorio (31 ± 4.5% versus 18 ± 2.3%)¹⁸. Estos datos muestran que el período durante la anestesia puede estar asociado con una reducción de la capacidad tisular para extraer O₂. Así, el perioperatorio representa una condición de alto riesgo de desarrollar dO₂ tisular en presencia de limitaciones de la DO₂. La optimización temprana de la relación DO₂/VO₂ es una estrategia razonable para manejar estos pacientes y disminuir la morbimortalidad perioperatoria. Para corregir la dO₂ generada durante la anestesia se necesita aumentar la DO₂ en el postoperatorio. En este sentido, Shoemaker y colaboradores en 1992⁶ calcularon los IDO₂ preoperatorios y las complicaciones asociadas. Los pacientes que sobrevivieron sin complicaciones, presentaron el IDO₂ más alto de 586 ± 29 mL/min/m². En los pacientes que sobrevivieron, pero tuvieron complicaciones la media de IDO₂ fue de 503 ± 28 mL/min/m². Por último, en los que no sobrevivieron fue de 485 ± 27 mL/min/m² o menos. Este estudio muestra una clara relación entre la incidencia de complicaciones y la dO₂ perioperatoria. Con estas bases, el grupo del Dr. Shoemaker inició el desarrollo de la llamada «terapia hemodinámica dirigida por metas» (THDM) cuyo objetivo es mantener un IDO₂ en el postoperatorio de alrededor de 600 mL/min¹⁰,¹⁹.

Cuantificación de la saturación venosa central

La medición de la saturación venosa mixta de oxígeno (SvO₂) y de la SvcO₂ se utiliza clínicamente para monitorizar la DO₂ sistémica proporcionando información del balance DO₂/VO₂. Estas mediciones representan los mejores indicadores de la DO₂ y de la perfusión tisular. Un valor de ScvO₂ < 60% indica que la DO₂ no es adecuada. Por otro lado, la monitorización de la SvcO₂ y del nivel de lactato permitirá un manejo precoz de la dO₂²⁰. La SvO₂ se mide con un catéter de arteria pulmonar, mientras que la SvcO₂ con uno central idealmente colocado cerca de la aurícula derecha. Varios estudios clínicos han demostrado su utilidad en diferentes estados de choque, en cirugía mayor, trauma, insuficiencia cardíaca y en las maniobras de reanimación cardiopulmonar²¹,²².

La tasa de extracción de oxígeno (REO2)

Es la fracción liberada de O₂ desde la microcirculación y consumida por los tejidos. Esta fracción define el balance entre la DO₂ y la VO₂. Este balance se expresa mediante una relación sencilla, R_EO₂ = VO₂/DO₂. Para calcularla: R_EO₂ = CaO₂-CvO₂/CaO₂. El valor normal es de 0.2 a 0.3 (20-30%), es decir, que 20-30% del O₂ entregado a los capilares llega al interior de los tejidos. Esta fracción define el balance entre la DO₂ y la VO₂ en un tejido. Esta relación presenta diferencias entre los distintos tejidos (cardíaco > 60%; hepático 45-55%; renal < 15%)²¹,²².

Utilidad de medir el nivel de lactato

Una de las consecuencias de la hipoxia tisular es la producción de acidosis metabólica por acidosis láctica. La medición de los niveles de lactato es un buen indicador pronóstico. Sin embargo, hay que considerar que existen múltiples causas de hiperlactacidemia diferentes a la hipoxia tisular, especialmente en la sepsis (por ejemplo, la inactivación de la enzima piruvato deshidrogenasa, el aumento del ritmo de la glucólisis o la disminución del aclaramiento hepático de lactato)²³,²⁴. El lactato se forma por la reducción del piruvato por la enzima lactato deshidrogenasa en condiciones de anaerobiosis, siendo ésta la única vía para su producción, pero los niveles de lactato elevados en sangre se pueden deber tanto a un aumento de su producción como a una disminución en su depuración²⁴. El lactato se suma a los parámetros de monitoreo de la perfusión tisular, pero tiene algunas limitaciones, entre ellas, una débil especificidad y una sensibilidad relativamente baja cuando el estado de choque es muy pronunciado²⁴. La hiperlactatemia al no ser siempre el resultado de hipoxia tisular se ha clasificado en: hiperlactatemia tipo A: la que se produce por consecuencia de una disminución de la perfusión tisular. Hiperlactatemia tipo B: la que se produce por otras causas. La hiperlactatemia tipo B se subdivide en B1: causada por enfermedades subyacentes; B2: causada por medicamentos o intoxicación y B3: por errores innatos del metabolismo.

La brecha del CO2 venoso-arterial

Otro parámetro útil para valorar la dO₂ es la medición de la diferencia venosa-arterial de CO₂ o brecha del CO₂ venoarterial (∆pCO₂). Al ser de fácil realización puede ser un marcador útil para la evaluación de la adecuada reanimación en estados de bajo flujo, además de usarse como predictor precoz de mortalidad en pacientes con choque circulatorio cuando el valor de la brecha de CO₂ al inicio es > 6 mmHg, la ∆pCO₂ venoarterial se calcula obteniendo simultáneamente muestras de sangre venosa de la cava superior y de sangre arterial para realizar el estudio de gasometría y posteriormente calcular la ∆pCO2²⁵-²⁷. Existen condiciones descritas desde hace más de 30 años, en las cuales se presenta aumento de CO₂, por ejemplo, durante el paro cardíaco²⁸ y durante la reanimación cardiopulmonar²⁹. Además, se ha reportado un incremento de la ∆pCO₂ en diferentes estados de flujo bajo. El metabolismo anaeróbico causa dO₂, con acidosis metabólica por aumento en la producción de ácido láctico³⁰-³². Los iones hidrógeno producidos en exceso son amortiguados por el bicarbonato presente en las células y este proceso genera aumento en los niveles de CO₂³²-³⁴.

El déficit de base

El déficit de base se define como la cantidad de base requerida o de ácido fuerte necesario para regresar el pH sanguíneo a un valor de 7.40 a 37 ^oC y a una PaCO₂ de 40 mmHg. Es un índice mucho más sensible para identificar hipoperfusión tisular comparado con el valor de pH y los niveles de bicarbonato.

El déficit de base (DB) fue introducido por Ole Siggaard-Andersen en 1950 con la idea de cuantificar el componente no-respiratorio en el imbalance ácido-base³⁵.

Para calcular la base exceso se tiene la siguiente fórmula:

Base exceso = 0.93 × ([HCO₃] - 24.4 + 14.8 × (pH - 7.4))

El déficit de base normal se da con valores entre ± 2 mEq/L.

Papel de la microcirculación

Además de restaurar los índices macrohemodinámicos, el objetivo más importante es normalizar la DO₂ en la microcirculación, especialmente cuando están presentes los signos de hipoxia tisular, como en el caso de aumento del lactato, incremento en el CO₂, una ScvO₂ baja y cuando existe falla de órganos múltiples. La microcirculación está severamente comprometida durante diversas condiciones patológicas que con frecuencia enfrenta el anestesiólogo. Por otro lado, existen evidencias de que los agentes anestésicos pueden intrínsecamente alterar la microcirculación en diferentes regiones del cuerpo. Existen evidencias en relación con la alteración de la microcirculación en los pacientes en estado crítico, principalmente en el choque séptico³⁶. La alteración de las funciones del endotelio vascular que se produce por la degradación de las capas del glicocálix³⁷ y por la interacción de células endoteliales patológicas³⁸, puede desarrollar una condición llamada «choque microcirculatorio» que puede definirse como una falla de la microcirculación para mantener la perfusión tisular y la oxigenación a pesar de una hemodinámica sistémica normal³⁹, lo cual también se ha llamado «pérdida de la coherencia hemodinámica».

Algunos fármacos vasoactivos pueden optimizar la perfusión en la microcirculación, la dobutamina mejora la perfusión capilar, independiente de los parámetros macrohemodinámicos⁴⁰. Aunque la disminución en los niveles de lactato correlaciona con mejoría en la microcirculación, no es un marcador específico de mejoría de ésta, por lo que se deben considerar otras estrategias de cuantificación.

La coherencia hemodinámica

En condiciones de inflamación e infección, que con frecuencia acompañan los estados de choque, la regulación vascular y los mecanismos compensatorios que se necesitan para mantener la coherencia hemodinámica se pierden y la circulación regional y la microcirculación siguen en estado de choque⁴¹,⁴². Se han identificado cuatro tipos de alteraciones microcirculatorias en la pérdida de la coherencia hemodinámica:

Cada una de estas alteraciones resulta en limitación de la entrega de O₂ a las células de los tejidos a pesar de la presencia de las variables hemodinámicas sistémicas normales⁴².

Índice de perfusión periférica

El índice de perfusión periférica (IPP) representa la relación entre el componente pulsátil y el no pulsátil de la luz de la oximetría de pulso. El flujo pulsátil (arterial) es la única porción afectada por la vasoconstricción y la vasodilatación. El IPP ha sido considerado como una medida numérica no invasiva de la perfusión periférica, el IPP disminuye en estados de hipoperfusión debido a la disminución en el componente pulsátil en la cual se presenta un componente no pulsátil constante de flujo sanguíneo. En los pacientes de alto riesgo el IPP menor de 1.4 es un marcador de hipoperfusión; también un IPP menor de 0.6 es factor independiente de mortalidad a 30 días⁴³.

Evitar la deuda de oxígeno en el perioperatorio

Para mejorar la DO₂ se han propuesto varios métodos: reanimación con líquidos, terapia con O₂, la transfusión de sangre y el uso de fármacos, entre otros. Sin embargo, cada una de las posibles medidas terapéuticas puede tener efectos adversos y se pueden considerar «espada de doble filo». Por lo tanto, para evitar complicaciones en el perioperatorio se debe usar la THDM propuesta por Shoemaker¹⁰,¹⁹. El concepto de dO₂ ha motivado a algunos autores a recomendar una conducta terapéutica destinada a mantener altos valores de disponibilidad de O₂ y de la DO₂ a los tejidos para tratar de prevenir la aparición de dicha deuda y el síndrome de falla orgánica múltiple consecuente, en particular en pacientes en choque o con riesgo de padecerlo, con sepsis grave, en anestesias prolongadas, en el postoperatorio de pacientes de alto riesgo y en los casos de disfunción de órganos. En tal sentido, como ya se mencionó, se ha propuesto mantener la DO₂ por encima de 600 mL/min/m² y la VO₂ por encima de 170 mL/min/m²⁽¹⁰,¹⁹. Esta metodología ha comprobado una disminución en la mortalidad en algunos grupos de pacientes. Los pacientes que mejoran su morbimortalidad cuando se alcanzan los objetivos terapéuticos precedentes son aquéllos en los que durante el perioperatorio se logra aumentar la DO₂, impidiendo así la aparición de la dO₂⁴²-⁴⁷.

Optimización de la DO2

En teoría, un aumento en la DO₂ se puede deber a un incremento de uno de los tres determinantes de éste, por ejemplo, aumento en el GC, en la concentración de hemoglobina y en la extracción de O₂ (R_EO₂ = SaO₂-SvO₂). El manejo dirigido por la THDM en el perioperatorio para optimizar la DO₂ se propuso desde Schultz en 1985⁴¹ y más tarde, Shoemaker y colaboradores¹⁰ usaron un catéter en la arteria pulmonar para monitorizar el índice cardíaco y guiar las intervenciones con el objetivo de obtener valores supranormales durante la cirugía. Los hallazgos más importantes de estos estudios fueron que las complicaciones postoperatorias y el número de pacientes con complicaciones disminuyeron casi a 50% en los pacientes quirúrgicos de alto riesgo⁴³-⁴⁵. Los pacientes de alto riesgo tienen malos resultados debido a su incapacidad de lograr una DO₂ para llenar las demandas impuestas por la naturaleza de la respuesta quirúrgica durante el período perioperatorio.

Papel de la disfunción endotelial en la falla de órganos

Las consecuencias de la hipoxia tisular son complicadas y de largo alcance⁴⁷. Éstas incluyen alteración de la función endotelial y la producción de una respuesta inflamatoria endotelial llamada activación del endotelio⁴⁸. La activación del endotelio se produce por la hipoxia, la cual genera diversas respuestas que llevan a una cascada de eventos dañinos para diversas regiones vasculares. La activación endotelial aumenta la permeabilidad vascular debido a alteración en la función de barrera produciendo fuga capilar y edema tisular. Durante esta respuesta aumenta el tono vascular causando vasoconstricción, además de liberarse citocinas proinflamatorias como las interleucinas 1 y 8, el endotelio se convierte en procoagulante y más adhesivo para los leucocitos, lo que activa la cascada del complemento y produce inflamación adicional⁴⁸. El conjunto de estas respuestas lleva a la disfunción de órganos. La detección y la prevención de la hipoxia tisular es por lo tanto crucial para prevenir las complicaciones en el perioperatorio. La prevalencia de la falla de órganos varía entre 27 y 77%. La falla de órganos múltiples es un síndrome caracterizado por el desarrollo progresivo y potencialmente reversible de disfunción fisiológica en dos o más órganos o sistemas que son inducidos por una variedad de causas incluyendo la sepsis y estados de choque (Figura 5).

Figura 5: Cascada de activación endotelial activada por la hipoxia tisular que lleva a disfunción vascular, la cual finalmente produce la disfunción de órganos. 

Las alteraciones de la hipoperfusión tisular están mediadas por factores inflamatorios humorales locales y sistémicos. La cirugía mayor se asocia a una respuesta inflamatoria sistémica significativa, lo cual causa también un aumento en la VO₂. En el paciente sano se eleva la DO₂ mediante un incremento del GC y de la extracción de O₂ tisular. Sin embargo, si el paciente presenta enfermedad cardiopulmonar se produce la disoxia tisular que en los casos de demanda metabólica aumentada puede producir disfunción celular y finalmente disfunción de órganos, falla y muerte. Se ha demostrado que las complicaciones después de la cirugía se asocian, además de los cambios en la relación DO₂/VO₂, a cambios en sus subrogados como la ScvO₂⁴⁹.

Evidencias de la terapia hemodinámica dirigida por metas

Existen considerables evidencias que demuestran el beneficio de aumentar la DO₂ en pacientes quirúrgicos de alto riesgo durante el período perioperatorio. Los objetivos terapéuticos se basaron en valores fisiológicos que se han observado en los sobrevivientes después de la cirugía⁴⁹. Estos objetivos relacionados con la perfusión tisular incluyen el índice cardíaco (IC), la DO₂ y la VO₂. El uso de estas mediciones permitió que la mortalidad fuera sustancialmente reducida en comparación con los métodos estándares que usan parámetros como la FC, la presión arterial y la presión venosa central (parámetros estáticos). Esto ha originado el concepto de que los pacientes de alto riesgo pueden ser optimizados con la THDM. Se ha considerado que la THDM permite «supranormalizar» las variables de la DO₂ con parámetros multimodales e individualizados de monitoreo hemodinámico³,⁵⁰. Donati y colaboradores⁵¹ efectuaron un estudio prospectivo en 135 pacientes quirúrgicos de alto riesgo programados para cirugía abdominal mayor y encontraron un tiempo de estancia significativamente más corto en el hospital y menor número de casos de falla de órganos en pacientes aleatorizados que recibieron la THDM en el intraoperatorio. En estos pacientes la R_EO₂ se mantuvo < 27%. El hallazgo de que la THDM aumenta la DO₂ en el perioperatorio se asocia con mejores resultados; en la actualidad se ha demostrado en diversos estudios de metaanálisis por Kern y Shoemaker¹⁹. Lo que queda claro es que la preoptimización antes y durante la cirugía⁵² y la postoptimización en la terapia intensiva⁵³ con los protocolos de la THDM mejoran los resultados de los pacientes quirúrgicos de alto riesgo (Figura 6).

Modificada de: Lees N, Hamilton M, Rhodes A. Clinical review: Goal-directed therapy in high risk surgical patients. Crit Care. 2009;13:231.

Figura 6: Algoritmo sugerido para implementar la terapia dirigida por metas. 

La THDM describe la aplicación del manejo hemodinámico con metas de objetivos específicos para mejorar el flujo sanguíneo global y la DO₂ a los tejidos. Diversas revisiones sistemáticas previas apoyan el concepto de que la THDM reduce las complicaciones postoperatorias después de la cirugía mayor⁵⁴. Sin embargo, a pesar de todas estas evidencias, la THDM en el perioperatorio ha sido escasamente adoptada en la práctica clínica diaria. Esto puede deberse en parte al hecho de que el término «terapia dirigida por metas» no está bien definido y se usa para describir una amplia variedad de estrategias de tratamiento. Para lograr que la THDM sea ampliamente adoptada en la práctica clínica tiene que definirse de manera clara con base en las evidencias disponibles. Por esta razón se han sugerido las «5 Ts» de la THDM: Tipo de pacientes (selección de pacientes de alto riesgo), Tiempo de la intervención (iniciar temprano el tratamiento), Tipo de intervención (combinar líquidos, vasopresores e inotrópicos), Tipos de parámetros definidos (variables de flujo sanguíneo) y Tipo de valores (metas hemodinámicas personalizadas)⁵⁵.

Identificar al paciente de alto riesgo

Esta fase es esencial en el diseño de la estrategia a seguir para evitar la dO₂. Por otro lado, identificar al paciente de alto riesgo tiene implicaciones en el manejo en todo el período perioperatorio⁵⁶. Las cirugías de alto riesgo se definen como las que tienen una mortalidad > 5%. Esto puede ser derivado de un procedimiento con una mortalidad total > 5% o un paciente con riesgo de mortalidad individual > 5%. La definición de alto riesgo puede ser subjetiva y se ha usado una variedad de escalas. A continuación, se presentan criterios para identificar al paciente quirúrgico de alto riesgo:

El concepto multimodal e individualizado del manejo hemodinámico

Una de las más importantes lecciones aprendidas de los ensayos clínicos recientes es que un solo parámetro no puede usarse como objetivo durante la reanimación. Además, los valores «normales» establecidos o rangos de ciertos parámetros no siempre pueden usarse para un paciente individual. En los pacientes que permanecen inestables a pesar de la reanimación, el manejo basado en la evaluación hemodinámica detallada es obligatorio para guiar un mejor tratamiento y evitar posibles peligros que la terapia innecesaria puede causar. Este concepto primero evalúa los componentes de la DO₂ (FC, volumen latido, hemoglobina, saturación, presión parcial de oxígeno). Aun si estos valores son normales, si son adecuados para un paciente individual en el momento de la valoración, esto debe depender de la respuesta del paciente⁵⁶,⁵⁷. Desafortunadamente, todas estas mediciones requieren equipo y personal entrenado. Por lo tanto, no se pueden aplicar estas estrategias para todos los pacientes y usar los mismos parámetros.

Conclusiones

El manejo perioperatorio de los pacientes quirúrgicos de alto riesgo es un proceso complicado. La inestabilidad hemodinámica puede originar hipoperfusión tisular, la cual tiene varias complicaciones principalmente debidas a la dO₂ a nivel celular. La dO₂ produce activación endotelial y la falla de órganos múltiples. Los resultados postoperatorios adversos son muy comunes y se relacionan con inadecuada entrega de O₂ a los tejidos por cualquier causa. Evitar la dO₂ en el perioperatorio tiene un papel crucial para mejorar los resultados de la cirugía en los pacientes de alto riesgo. Para este propósito, existen varias alternativas desde las más simples, la monitorización no-invasiva hasta la monitorización hemodinámica invasiva avanzada. La optimización de la DO₂ mejora los resultados, en especial en pacientes seriamente enfermos. Sin embargo, la indicación para este manejo, el momento de la monitorización y el tratamiento que va a usarse deben evaluarse cuidadosamente para prevenir complicaciones.