Condicionantes del efecto de la presión positiva al final de la espiración (peep): los mecanismos de la lesión pulmonar y la adecuada determinación de las propiedades mecánicas del sistema respiratorio

Abstract

Para los pacientes con fracaso ventilatorio, el uso de la ventilación mecánica es un procedimiento imprescindible para mantenerlos con vida. Sin embargo, desde que la ventilación mecánica comenzó a utilizarse la posibilidad de que la misma pudiera lesionar los pulmones ha sido motivo de preocupación. La lesión pulmonar inducida por el ventilador (VILI) es la culminación de un proceso donde interactúan procesos físicos y bioquímicos. Estos fenómenos dependen no sólo de la sobre-distensión asociada a elevadas presiones inspiratorias sino también de fenómenos de colapso y reapertura alveolar secundarios a bajas presiones al final de la espiración. En estas condiciones de ventilación, el agregado de presión positiva al fin de espiración (PEEP) puede prevenir o disminuir el desarrollo de VILI. La aparición de nuevas agresiones sobre el tejido pulmonar puede modificar el citado efecto de PEEP. Frente a la evidencia de que la ventilación mecánica puede generar, perpetuar o empeorar el daño pulmonar, se desarrollaron estrategias ventilatorias protectivas que han demostrado los beneficios de la disminución del volumen corriente, pero el nivel óptimo de PEEP no está claramente establecido. De hecho, tanto niveles menores como mayores de PEEP pueden ser deletéreos. Más aún, como las propiedades mecánicas de los pulmones de los pacientes sometidos a ventilación mecánica varían en función de la evolución del daño pulmonar, el nivel adecuado de PEEP variará a lo largo del tiempo de ventilación mecánica. La utilización de la curva presión-volumen para el ajuste de PEEP es una herramienta prometedora, pero los métodos estándares para trazarlas son dificultosos y potencialmente peligrosos para los pacientes. El desarrollo de un método eficaz, repetible y seguro permitiría valorar el mejor nivel de PEEP en un momento determinado. En la presente Tesis se exponen los resultados de dos estudios llevados a cabo para valorar los efectos protectivos de PEEP, cómo pueden estar condicionados por el tipo y cantidad de agresiones pulmonares, y cómo puede determinarse el nivel óptimo de PEEP utilizando la curva P-V. Los estudios que conforman esta tesis han sido publicados en revistas de alto “impact factor” de la especialidad de Cuidados Intensivos. Los principales hallazgos de esta Tesis son: 1) En un modelo de lesión pulmonar inducida por la ventilación, el uso de PEEP elevada protege los pulmones del daño mecánico; 2) Cuando se agrega una agresión química (modelo de doble agresión), el efecto protector de PEEP se pierde en gran parte, por lo que habría que considerar el tipo y la cantidad de agresiones responsables de la lesión pulmonar a la hora de ajustar PEEP; 3) Es posible realizar una curva P-V de forma fiable y precisa utilizando un método sencillo y reproducible, lo que permite 4) Determinar con facilidad los puntos de inflexión de la curva P-V y poder ajustar el nivel de PEEP de un paciente determinado, en un momento dado de su evolución.

For patients with respiratory failure, the use of mechanical ventilation is a life-treating procedure. However, since mechanical ventilation first used, the possibility that it could injury the lungs has been a concern. Ventilator-induced lung injury (VILI) is the culmination of a process where physical and biochemical processes interact. These phenomena depend not only over-distention associated with high inspiratory pressures but also phenomena of collapse and reopening alveolar low pressure side at the end of exhalation. In these conditions of ventilation, the addition of positive end-expiratory pressure (PEEP) may prevent or slow the development of VILI. The emergence of new injuries on the lung tissue can modify the effect of PEEP. Faced with evidence that mechanical ventilation can create, perpetuate or worsen lung injury, protective ventilatory strategies were developed. Benefits of reduced tidal volume were showed, but the optimal level of PEEP is not clearly established. In fact, both minor and major levels of PEEP may be deleterious. Moreover, as the mechanical properties of the lungs of patients receiving mechanical ventilation vary depending on the development of lung injury, the appropriate level of PEEP will vary over time. The use of pressure-volume curve for adjusting the PEEP is a promising tool, but the standard methods are difficult to trace them and potentially dangerous to patients. The development of an effective, repeatable and safety method would assess the best level of PEEP at any given time. In this thesis presents the results of two studies conducted to evaluate the protective effects of PEEP, how they can be influenced by the type and amount of pulmonary aggression, and how to determine the optimal level of PEEP using the PV curve. The studies in this thesis have been published in journals with high impact factor of the specialty of intensive care. The main findings of this thesis are: 1) In a model of VILI, the use of high PEEP level protects the lungs from mechanical damage, 2) With the addition of a chemical injury (double hit model), the protective effect of PEEP was largely lost, so we should consider the type and amount of aggression responsible for lung injury to the adjustment of PEEP, 3) It is possible make a PV curve reliably and accurately using a simple and reproducible method, allowing 4) easily determine the inflexions points of the PV curve and to adjust the level of PEEP for a given patient, at one point in its evolution.