Cerebro y derivación cardiopulmonar -el héroe y el villano-

Por: Lic. A. Suárez Rivero y Dra. N. Sánchez Torres
DiarioMedico.com, 18 de Abril de 2010

Somos los orgullosos herederos de aquellos equipos quirúrgicos pioneros. Quienes, con plena confianza de que en la lucha en contra de los mitos establecidos, estaba el camino adecuado para construir los nuevos métodos que permitieran alcanzar las metas propuestas; lograron a fuerza de imaginación legarnos las variadas y brillantes intervenciones que constituyen nuestras herramientas diarias en nuestro bogar en contra de la muerte.

Sin embargo, tanto ayer como hoy, las complicaciones cerebrales son las más temidas. El cerebro sigue en la lista de los órganos más lábiles a los efectos de la circulación extracorpórea (CEC) y la cirugía cardiaca. Les propongo revisar algunos de los aspectos, mitos y realidades detrás de este tema. 

La hipotermia protege al cerebro durante la CEC: 

Aún cuando la literatura actual sugiere una incidencia baja de lesiones cerebrales tipo I (Lesión fatal, coma, ATI), las tipo II (lesiones leves, déficits neuro-cognitivos) son relativamente frecuentes y muchas veces pasan desapercibidas. El grado de disfunción intelectual varía de un 26% a un 80 %. Estudios a largo plazo han demostrado la existencia de un déficit intelectual, en pacientes intervenidos de cirugía de revascularización miocardica, a los cinco años, de hasta el 37%. Una afirmación clave en cirugía cardiaca es que la hipotermia protege al cerebro; con este fin se ha empleado en esta cirugía, incluso desde antes del surgimiento de la circulación extracorpórea, cuando se usaba el enfriamiento tópico, mediante la inmersión en baños helados. 

Barone et al. corroboraron este hecho en su modelo animal, y fueron un poco más allá, al afirmar que aún cuando la hipotermia fuera inducida posterior a la isquemia, el efecto protector era evidente aunque no tan grande, como cuando era inducida con anterioridad a la instauración de la misma. Este hallazgo influyó en la implementación posterior del empleo de la hipotermia, dentro de los protocolos de cuidados posresucitación de las paradas cardiorespiratorias extrahospitalarias. 

La técnica de la hipotermia profunda con parada circulatoria total, es hoy en día una práctica estandarizada en las cirugías de arco aórtico y en la reparación de algunos defectos congénitos; ya sea con el empleo de alguna variante de perfusión cerebral, o no. En este caso, la hipotermia, ha resultado eficiente en preservar las funciones cerebrales mientras el cerebro se encuentra en isquemia. 

Otra situación diferente es la observada con las lesiones tipo II, estas no han mostrado diferencias en su incidencia, ya sea con el empleo de hipotermia o no. En los trabajos de Nathan et al, 223 pacientes fueron aleatoriamente asignados a dos grupos de acuerdo a la técnica de recalentamiento empleada. Los pacientes del primer grupo fueron activamente recalentados hasta los 37 °C, mientras que a los del otro, se les mantenía en 34 °C, permitiendo que la temperatura regresara a la normalidad de modo progresivo.  El grupo mantenido en hipotermia mostró una mejoría en las funciones cognitivas con respecto al grupo que fue activamente recalentado. 

Este mismo grupo de autores realizó un estudio posterior con el objetivo de eliminar las variables recalentamiento o enfriamiento, y poder evaluar, de modo más confiable, la influencia de la temperatura. Ha sido demostrado que el recalentamiento excesivo causa daño debido a la inducción de hipertermia cerebral.  En este segundo estudio los 262 pacientes fueron aleatoriamente asignados a dos grupos con el mantenimiento de hipotermia o normotermia, de esta forma era posible eliminar el recalentamiento y el enfriamiento como variables que generaban confusión. En esta ocasión los resultados fueron diferentes. No existieron diferencias en la incidencia y grado de disfunción cognitiva entre ambos grupos. Lo que sugiere la posibilidad de que la causa de este tipo de daño no sea la isquemia/reperfusión.

La sangre de cardiotomía es dañina para el cerebro: 

 En la cirugía cardíaca con circulación extracorpórea, es habitual el uso de un aspirador que permite recuperar la sangre que se derrama en campo operatorio, y reinfundirla al paciente empleando el propio circuito de CEC.  Se considera habitualmente como dañina esta práctica, debido a que se ha demostrado la presencia visible de partículas lipídicas en esta sangre, proveniente del campo quirúrgico. Este hecho está en concordancia con las características de los hallazgos neuropatológicos poscirculación extracorpórea, consistentes en microémbolos lipídicos causantes de obstrucción y  dilataciones arteriolares y capilares.  Broker et al, en un estudio en perros, a los que dividieron en dos grupos que sometieron a CEC hipotérmica con y sin aspiración de cardiotomía; hallaron una mayor incidencia de microémbolos lipídicos, mediante el estudio histopatológico de sus cerebros, en el grupo de animales en que se empleó dicha aspiración. Todo esto aún con el uso de filtros arteriales  y venosos estándar. También existe evidencia, proveniente de estudios que han empleado doppler transcraneal, acerca de una mayor incidencia de microémbolos, en los pacientes intervenidos con el empleo de CEC. La carga embólica total reportada fue proporcional a la duración del procedimiento. Una mayor incidencia de alteraciones cognitivas se ha asociado, a su vez,  a la presencia de microémbolos retinianos detectados mediante angiografía con fluoresceína, en pacientes intervenidos con el empleo de CEC. 

A la sangre de cardiotomía se le han atribuido otros efectos nocivos, y se cree fuertemente que es un factor de peso en las alteraciones hematológicas, observadas en pacientes intervenidos con el empleo de CEC. A pesar de las altas dosis de heparina empleadas para lograr una anticoagulación total, se ha demostrado que se sigue generando trombina. En la actualidad, se sabe que, la exposición de la sangre de cardiotomía a las superficies cruentas mediastinales, es un estímulo importante para la formación de trombina, a través de la vía extrínseca de la coagulación. A su vez también se ha podido determinar la disminución de los niveles de heparina en este fluido. El conocido efecto activador plaquetario, de la trombina, provoca la liberación de las sustancias activas contenidas dentro de las mismas. Esto se traduce en, la casi universal, prolongación de los tiempos de sangrado observada en el postoperatorio inmediato14. Las plaquetas activadas son rápidamente eliminadas de la circulación, tanto por el circuito de CEC, como por el propio organismo. En un estudio clásico Edmunds et al. demostraron una relación inversa entre el conteo plaquetario postoperatorio y el volumen de sangre de cardiotomía reinfundida al paciente. 

Existen límites seguros de presión arterial media que garantizan la perfusión cerebral: 

Es relativamente fácil afirmar que la primordial responsabilidad del perfusionista es la de proveer el suficiente flujo sanguíneo, que permita cubrir las necesidades metabólicas. En la práctica, sin embargo es difícil aseverar que esta condición se alcanza siempre. La esencia de este problema se debe a que no poseemos la capacidad de poder evaluar el estado metabólico de todos los lechos tisulares individualmente. A pesar de los avances recientes en este campo, la perfusión adecuada durante la CEC, es hoy, evaluada como siempre. La medición de valores sistémicos como la presión parcial de oxígeno (arterial y venosa), la presión parcial de dióxido de carbono, la saturación venosa de oxígeno, el pH y el exceso de bases pueden revelar fallas en la relación flujo/metabolismo tisular. Nosotros, los perfusionistas, estamos conscientes, de que el hecho de mantener estos parámetros dentro de los rangos normales, no es sinónimo de una perfusión adecuada; estos pueden enmascarar una mala perfusión regional lo suficientemente severa, como para resultar en morbilidad o mortalidad.

La presión arterial media de perfusión óptima debe ser establecida y personalizada para cada paciente. Décadas de experiencia nos han demostrado que imitar los valores fisiológicos, no siempre es lo correcto. Se ha demostrado que el flujo generado por la CEC tiene varias características para nada fisiológicas, inicialmente es un flujo no pulsátil, con alto contenido embólico, a veces es diluido significativamente mientras que  los constituyentes del sistema inmune y de la coagulación, se encuentran en estado de activación general. Por otra parte, casi todos los centros en los que se realiza cirugía cardiaca, aceptan valores de presión que se encuentran en algún grado por debajo de lo considerado como fisiológico. Los más de 50 años de experiencia en el uso de la derivación cardiopulmonar, han demostrado la presencia de lesiones cerebrales, aún cuando se presumía que el flujo sanguíneo era adecuado, esto nos lleva a la hipótesis de que la hipotensión, es determinante en este aspecto. Sin embargo la determinación de un rango seguro es un tema complejo que involucra a la temperatura cerebral, la presión parcial de CO2 y la autoregulación del flujo sanguíneo cerebral. Desde los años 60 y hasta la fecha se ha tratado de hallar una correlación en entre la PAM y el flujo de perfusión, que permita establecer estos rangos seguros. Un trabajo pionero en esta materia fue el realizado por Stockart y Col. quienes lograron establecer, que presiones inferiores a los 50 mmHg, resultaban en lesión neurológica. Aunque casi todos los trabajos sobre la materia realizados antes de la primera mitad de los 80, incluido el antes mencionado, tenían múltiples limitantes como: ser estudios retrospectivos que no tenían en cuenta el manejo del pH, PaCO2, la edad o la existencia de accidentes cerebrovasculares previos; no obstante demostraron una preocupación creciente por este parámetro. 

En la segunda mitad de los años 80, y gracias a los trabajos de Lassen, se sostenía que gracias a la existencia de un mecanismo de regulación intrínseco, el flujo sanguíneo cerebral (FSC) podía mantenerse constante ante grandes variaciones de la PAM (50-150mmHg). Los resultados del estudio conducido por Prough y Col., publicado en 1986, añadieron una nueva variable de importancia crucial en la regulación del FSC, la PaCO2.  Es este estudio los pacientes fueron asignados, aleatoriamente, a dos grupos con manejo del pH mediante las técnicas alfa-stat y pH-stat, las cuales afectan sensiblemente las cantidades de CO2 en sangre. En ambos grupos se mantuvieron constantes la PAM, la temperatura y el flujo de perfusión. Se realizaron mediciones del flujo sanguíneo cerebral en ambos grupos con valores de PaCO2 altos y bajos. En ambos grupos el aumento de la PaCO2 produjo un aumento del FSC que fue aun mayor en el grupo en que se empleó la técnica de pH-stat. Esto demostró la importancia de este parámetro para la regulación del flujo sanguíneo cerebral, por lo que se consideró, a partir de este momento que cualquier estudio subsiguiente carecería de valor sino hacía referencia al manejo de la PCO2.  Regers y Col. hicieron relevantes aportes, a su vez, al demostrar la preservación del FSC durante la derivación cardiopulmonar mediante el empleo de la técnica alfa-stat, a diferentes valores de PAM, no siendo así con la técnica pH-stat que exhibía variaciones del FSC directamente proporcionales a las variaciones de la PAM, además dicha regulación no era alterada por el uso de fenilefrina, nitroprusiato o isoflurano. 

En la actualidad existe suficiente evidencia que apunta a que la regulación del FSC se mantiene preservada, en ocasiones a valores tan bajos como 30 mmHg, cuando los pacientes se encuentran hipotérmicos y se emplea la técnica alfa-stat para el manejo de los gases en sangre. Ahora el rango de seguridad más bajo, en que permanece inalterada la autorregulación, a una temperatura central variable no ha sido definido. Ningún estudio ha demostrado fallas de autorregulación a presiones de 50 mmHg o más, parecería imprudente mantener presiones por debajo de este valor de forma voluntaria donde la literatura aún sugiere la existencia de incertidumbre.

Estos son algunos de los principales valores a los que los perfusionistas y los demás miembros del equipo debemos prestarle atención, aunque no son los únicos. Otras variables como la edad, la historia previa de accidentes cerebro-vasculares, la manipulación de la aorta y el manejo de los valores de glicemia en el transoperatorio son factores de importancia a tener en cuenta.