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Introducción
El COVID-19 (del inglés coronavirus disease 2019) es una enfermedad sistémica ocasionada por el virus emergente del SARS-CoV-2 (del inglés severe acute respiratory syndrome coronavirus 2), siendo el órgano blanco la célula endotelial y a nivel epitelial primordialmente es el neumocito donde ocasiona compromiso a nivel de la membrana alveolo capilar y condiciona grados diversos de hipoxemia.1,2 El resultado de esta patología sistémica fue desde casos leves hasta casos severos de insuficiencia respiratoria aguda por neumonía y disfunción orgánica múltiple.3 La lesión pulmonar aguda (LPA) hace referencia al daño del parénquima pulmonar ocasionado por diversas causas, las clasifica grosso modo en infecciosas o no infecciosas. De acuerdo con la definición de la Conferencia de Consenso Europeo-Americana, la LPA se define como un «síndrome inflamatorio pulmonar» caracterizado por el aumento en la permeabilidad alveolo capilar asociado a una amplia gama de anormalidades clínicas, radiológicas y gasométricas, por lo que el diagnóstico se basa en la suma de estos datos aunado al inicio agudo y descartando el origen cardiogénico.4,5 La insuficiencia respiratoria es el resultado de la lesión pulmonar aguda, se define como la incapacidad del sistema respiratorio para realizar el intercambio gaseoso de oxígeno y dióxido de carbono entre el aire ambiental y la sangre circulante para cumplir las necesidades metabólicas a nivel celular.6,7 El síndrome de dificultad respiratoria aguda (SDRA) tiene más de 50 años de investigación, a través de los cuales ha habido un mejor entendimiento en la fisiopatología y por ende, en el tratamiento. Se define como un síndrome heterogéneo pulmonar, se caracteriza por exudado a nivel alveolar con disminución de la distensibilidad pulmonar y por dificultar el intercambio de gases en la membrana alveolo capilar con la consiguientes hipoxemia e hipercapnia.5
El SDRA es una entidad plenamente identificada descrita inicialmente en 1994 por la Conferencia del Consenso Americano-Europeo, el Consenso de Berlín lo definió en el año 2012 a través de la descripción de cuatro variables como el tiempo de inicio, características de la radiografía de tórax, origen del edema pulmonar y el grado de oxigenación.6 Está descrito que durante el SDRA ocurren cambios a nivel tanto del endotelio como epitelio pulmonar, afectando la permeabilidad capilar, lo que propicia la presencia de mediadores de inflamación al principio local para posteriormente ser sistémico y las alteraciones en el surfactante con la consiguiente formación de exudado alveolar, es así como la historia natural de este síndrome a nivel histológico pasa por las fases ya conocidas de exudativa, proliferativa y fibrosante, la primera fase es el momento idóneo para aplicar las estrategias ventilatorias y no ventilatorias para modificar el curso de la enfermedad.7-11
Los índices de oxigenación son una expresión numérica de la relación que existe entre dos valores gasométricos que reflejan la presión de los gases (oxígeno O2 y dióxido de carbono CO2) a nivel de los alveolos y el equilibrio de éstos con la sangre, es decir, el intercambio gaseoso en la membrana alveolo capilar, la traducción fisiopatológica es identificar algunos de los mecanismos de hipoxemia. La hipoxemia se define como la disminución de la presión arterial de oxígeno igual o menor de 60 mmHg con una fracción inspirada de oxígeno de 21%.1,12 Los índices de oxigenación obtenidos a través de la gasometría arterial son: PAO2: es la presión necesaria para tener abierto el alvéolo, está determinada por el equilibrio entre la velocidad con que la sangre toma el oxígeno dependiendo de las demandas metabólicas y de la velocidad con que la ventilación alveolar repone el oxígeno; el valor normal es de 100 mmHg y aumentará en cualquier proceso que produzca hipoventilación y/o aumento del espacio muerto.13,14
PaO2/FiO2: relación presión arterial de oxígeno entre fracción inspirada de oxígeno, depende de la presión atmosférica y de la FiO2, a nivel del mar, en condiciones de salud su valor normal es de 380 a 470 mmHg.1,15 PaO2/PAO2: relación entre la presión arterial de oxígeno y la presión alveolar de oxígeno, es el índice menos alterado con las variaciones de la FiO2, se emplea para valorar hipoxemia por cortocircuitos, el rango normal es de 0.7-1.16 DA-aO2: diferencia (gradiente) alveolo arterial de oxígeno es un índice cuya aplicación es para valorar el mecanismo de hipoxemia de hipoventilación con traducción en la presencia de espacio muerto libre, el valor normal es de 5-10 mmHg. D(A-a)O2/PaO2 o índice respiratorio (IR): se obtiene de la división de la diferencia alveolo arterial de oxígeno y la presión arterial de oxígeno, permite valorar alteraciones en la ventilación perfusión, el valor normal es de 0.8-1.1,17 De esta manera los índices de oxigenación representan alguno de los mecanismos de hipoxemia implicados en la lesión pulmonar aguda y el SDRA.
Material y métodos
Objetivo: determinar el valor de los índices de oxigenación como marcadores pronósticos para el desenlace de los pacientes con neumonía grave por SARS-CoV-2.
Tipo de estudio: estudio retrospectivo, longitudinal, descriptivo, analítico.
Criterios de inclusión: pacientes mayores de 18 años con diagnóstico de caso sospechoso de neumonía por COVID-19 o caso confirmado de neumonía por SARS-CoV-2 durante el periodo comprendido del 1 de junio al 31 de diciembre de 2020.
Criterios de exclusión: pacientes con diagnóstico oncológico, reumatológico o hematológico en fase terminal de la enfermedad, así como pacientes con embarazo o en puerperio.
Criterios de eliminación: pacientes con expedientes médicos incompletos. Pacientes con desenlace fatal dentro de las primeras 24 horas de ingreso en la unidad de cuidados intensivos. Pacientes con orden de no reanimación o de máximo alcance terapéutico.
Procedimiento: se identificaron los expedientes médicos de los pacientes ingresados en la unidad de cuidados intensivos (UCI) con diagnóstico de caso sospechoso de neumonía por COVID-19 o caso confirmado de neumonía por SARS-CoV-2, durante el periodo de estudio se revisaron los expedientes médicos para registrar los datos demográficos y comorbilidades médicas. Se registraron las variables gasométricas para el cálculo de los índices de oxigenación al ingresar a la UCI, se observó el desenlace de los pacientes durante su estancia en la UCI: egresó por mejoría (sobreviviente) o defunción (no sobreviviente).
Resultados
Características generales de la población
El periodo de recolección de datos incluyó a pacientes ingresados en la UCI durante la primera «ola» de COVID-19, se reclutaron 175 pacientes, quienes cumplieron con los criterios de inclusión, de los cuales 70.3% (123 pacientes) correspondieron al sexo masculino y 52 pacientes al sexo femenino (29.7%), la media de edad fue de 56 años (RI 45-54). Destaca el estado nutricional de los pacientes en sobrepeso y obesidad grado 1 con un índice de masa corporal (IMC) de 28.03 kg/m2 (RI 25.9-31.2). Las comorbilidades que se registraron con más frecuencia fueron diabetes mellitus tipo 2 (DM2), hipertensión arterial sistémica (HAS) y enfermedad renal crónica (ERC) con 63, 29.1 y 7.9% respectivamente. Se clasificó a los pacientes en dos grupos de acuerdo al desenlace durante su estancia en la UCI: grupo 1: sobreviviente y grupo 2: no sobreviviente; el grupo 1 incluyó 51 pacientes (21%), de los cuales 66% ameritó soporte respiratorio invasivo al momento de ingresar a la UCI y el grupo 2 incluyó 124 pacientes, de los cuales 86.3% tenía ventilación mecánica invasiva al ingresar a la UCI (Tabla 1).
Tabla 1: Características generales.
| Población | |||
|---|---|---|---|
| Sobrevivientes N = 51 |
No sobrevivientes N = 124 |
Total | |
| Sexo, n (%) Masculino Femenino |
36 (70.6) 15 (29.4) |
87 (70.2) 37 (29.8) |
123 (70.3) 52 (29.7) |
| Edad [años] | 51 (40-63)* | 57 (48-64)* | 56 (45-64) |
| Peso [kg] | 79.0 (70.0-84.0) | 80.0 (72.5-90.0) | 80.0 (71.0-89.0) |
| Talla [cm] | 168 (160-170) | 169 (163-172) | 168 (161-172) |
| Índice de masa corporal [kg/m2] | 27.34 (24.98) | 28.07 (25.99-31.72) | 28.03 (25.92-31.25) |
| Ventilación mecánica al ingreso, n (%) | |||
| No | 17 (33.3) | 17 (13.7) | 24 (19.4) |
| Sí | 34 (66.7)* | 107 (86.3)* | 141 (80.6) |
* Diferencia entre grupos, p < 0.05.
Análisis de los índices de oxigenación al momento de ingresar a la unidad de cuidados intensivos
Con la finalidad de valorar el rendimiento diagnóstico de los índices de oxigenación para la progresión de la lesión pulmonar aguda (LPA) y predecir el desenlace (mortalidad) se construyeron curvas ROC (Receiver Operating Characteristic Curve) para determinar los puntos de corte (diferentes a la literatura) con la mejor sensibilidad y especificidad y determinar el área bajo la curva, destacando la relación PaO2/FiO2 con punto corte al ingresar a la UCI de ≤ 100 mmHg con sensibilidad y especificidad de 80.4 y 51.6% respectivamente con un ABC de 0.694 p = 0.000. El índice respiratorio (IR) con punto de corte de 2.4 con sensibilidad y especificidad de 79.8 y 51% respectivamente. Los índices de oxigenación PAO2 (presión alveolar de oxígeno), DA-aO2 y la PaO2/PAO2 con nuevos puntos de corte a 70 mmHg, 300 mmHg, 0.16 respectivamente con valor de p ≤ 0.005 en todos los casos (Tabla 2).
Tabla 2: Nuevos puntos de corte de los índices de oxigenación al ingreso en la unidad de cuidados intensivos.
| Índice de oxigenación | Valor en la literatura | Nuevo punto de corte | ABC | p | Sensibilidad, (%) | Especificidad, (%) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| PAO2 | 60-100 mmHg | 70 mmHg | 0.616 | 0.016 | 68.6 | 53.2 |
| DAO2-aO2 | 5-10 mmHg | 300 mmHg | 0.665 | 0.001 | 66.9 | 51.0 |
| PaO2 /PAO2 | 0.7-1 | 0.16 | 0.679 | 0.000 | 76.5 | 50.8 |
| PaO2/FiO2 | 300 mmHg | 100 mmHg | 0.694 | 0.000 | 80.4 | 51.6 |
| IR | 0.8-1 | 2.4 | 0.722 | 0.000 | 79.8 | 51.0 |
ABC = área bajo la curva. PAO2 = presión alveolar de oxígeno. DAO2-aO2 = diferencia alvéolo arterial de oxígeno. PaO2/PAO2 = relación presión arterial de oxígeno y presión alveolar de oxígeno. PaO2/FiO2 = relación presión arterial de oxígeno y fracción inspirada de oxígeno. IR = índice respiratorio.
Análisis de los índices de oxigenación 96 horas posteriores al ingreso a la unidad de cuidados intensivos
Todos los pacientes que ameritaron soporte invasivo de vía aérea fueron tratados con sedación, bloqueo neuromuscular y 72 horas en decúbito prono, por lo que con la finalidad de analizar la progresión de la lesión pulmonar aguda y el riesgo de desenlace fatal se calcularon los índices de oxigenación a las 96 horas de estancia en la unidad, destacando la relación PaO2/FiO2 ≤ 145 mmHg con un ABC de 0.846 con sensibilidad y especificidad de 78.4 y 79.8% respectivamente, al igual que el IR > 3 con un ABC de 0.840 con sensibilidad y especificidad 79.0 y 76.5% respectivamente. El rendimiento diagnóstico de los demás índices de oxigenación mejoró con el transcurso del tiempo impresionando con nuevos puntos de corte de 82 mmHg, 250 mmHg y 0.22 para la PAO2, la DAO2-aO2 y la relación PaO2/PAO2 respectivamente (Tabla 3).
Tabla 3: Nuevos puntos de corte de los índices de oxigenación a las 96 horas de ingreso y estancia en la unidad de cuidados intensivos.
| Índice de oxigenación | Valor en la literatura | Nuevo punto de corte | ABC | p | Sensibilidad, (%) | Especificidad, (%) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| PAO2 | 60-100 mmHg | 82 mmHg | 0.729 | 0.043 | 74.5 | 76.6 |
| DAO2-aO2 | 5-10 mmHg | 250 mmHg | 0.839 | 0.000 | 78.2 | 72.5 |
| PaO2/PAO2 | 0.7-1 | 0.22 | 0.842 | 0.032 | 80.4 | 76.6 |
| PaO2/FiO2 | 300 mmHg | 145 mmHg | 0.846 | 0.031 | 78.4 | 79.8 |
| IR | 0.8-1 | 3 | 0.840 | 0.000 | 79.0 | 76.5 |
ABC = área bajo la curva. PAO2 = presión alveolar de oxígeno. DAO2-aO2 = diferencia alvéolo arterial de oxígeno. PaO2/PAO2 = relación presión arterial de oxígeno y presión alveolar de oxígeno. PaO2/FiO2 = relación presión arterial de oxígeno y fracción inspirada de oxígeno. IR = índice respiratorio.
Discusión
La insuficiencia respiratoria aguda es un síndrome que se define a través de la gasometría arterial, el sello patognomónico es la hipoxemia; sin embargo, el mecanismo que conduce a la misma puede variar de acuerdo a la etiología.18 En la historia natural (aún no terminada de contar) de la neumonía por SARS-CoV-2 se ha observado la coexistencia de más de uno de los mecanismos de hipoxemia descritos en la literatura: hipoxemia por disminución en la presión inspirada de oxígeno (PiO2), hipoxemia por hipoventilación, hipoxemia por cortocircuitos o derivación, hipoxemia por desequilibro en la ventilación/perfusión (V/Q) e hipoxemia por difusión, siendo la hipoxemia por hipoventilación y cortocircuitos los predominantes al momento de desarrollar SDRA (síndrome de dificultad respiratoria aguda) moderado o severo; mientras que el mecanismo de desequilibrio V/Q y difusión predominó en las fases iniciales de la neumonía, es decir, cuando sólo existe lesión pulmonar aguda. Los índices de oxigenación tienen poco más de 20 años de estudio y de aplicación clínica en patología pulmonar existiendo puntos de referencia para pulmones sanos, por lo que en nuestra investigación pretendimos identificar los valores ajustados a patología pulmonar y más allá de ser pruebas diagnósticas que reflejan el déficit de oxígeno, nos permitieran como clínicos identificar la vulnerabilidad a desarrollar daño pulmonar crónico e irreversible.19,20
Es importante destacar que en la mayoría de la investigación en torno al SDRA predomina la medición de la PaO2/FiO2 antes del soporte invasivo de la vía aérea, o bien en las siguientes horas a la intubación orotraqueal, por lo que pretendimos observar la evolución del compromiso pulmonar posterior a las estrategias empleadas, es decir, sedación, bloqueo neuromuscular y la posición en decúbito prono, esta última con beneficios en la distensibilidad y elastancia pulmonar inherentes a la posición, por lo que los valores en los índices de oxigenación posterior a las estrategias ventilatorias y no ventilatorias proporcionan una guía evolutiva de la lesión pulmonar aguda al SDRA;21,22 los nuevos puntos de corte identificados son: PAO2 de 70 mmHg, DAO2-aO2 de 300 mmHg, PaO2/PAO2 de 0.16, PaO2/FiO2 de 100 mmHg e IR de 2.4 y posterior a las 96 horas de proporcionar las estrategias ventilatorias y no ventilatorias PAO2 de 82 mmHg, DAO2-aO2 de 250 mmHg, PaO2/PAO2 de 0.22, PaO2/FiO2 de 145 mmHg e IR de 3.
Conclusión
La progresión de la lesión pulmonar aguda a SDRA debida a SARS-CoV-2 puede identificarse a través de la modificación en los índices de oxigenación, siendo la PaO2/FiO2 ≤ 100 mmHg y el índice respiratorio ≥ 2.4 al ingreso a terapia intensiva para predecir el desenlace fatal, pero posterior a la aplicación de las estrategias ventilatorias y no ventilatorias del soporte respiratorio la PaO2/FiO2 ≤ 145 mmHg, el índice respiratorio ≥ 3 y el cociente PaO2/PAO2 ≤ 0.22 presentan mejor rendimiento diagnóstico. Es indispensable recordar que los índices de oxigenación tienen limitaciones de ahí que son una guía y no un dogma médico.
